本發(fā)明涉及打印機(jī)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及3d打印機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種彩色3d打印裝置及相應(yīng)的3d打印方法。
背景技術(shù)：
3d打印機(jī)是20世紀(jì)80年代后期發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)快速設(shè)計(jì)及成型技術(shù)?？焖俪尚图庸さ暮诵乃枷胧请x散堆積成型。即由cad軟件設(shè)計(jì)出所需零件的計(jì)算機(jī)三維曲面或立體模型；將三維模型沿一定方向(通常為z向)離散成一系列的二維層片(習(xí)慣稱為分層)，根據(jù)每層輪廓信息，進(jìn)行工藝規(guī)劃，選擇加工參數(shù)，自動(dòng)生成數(shù)控代碼；成型機(jī)制造一系列層片并自動(dòng)將其聯(lián)接起來(lái)，得到三維物理實(shí)體?？焖俪尚图夹g(shù)綜合了激光、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造、光化學(xué)、新型材料等科學(xué)技術(shù)的研究成果，不需任何機(jī)械加工設(shè)備即可快速精確地制造復(fù)雜形狀的物體。其中激光技術(shù)是快速成型技術(shù)的核心，激光技術(shù)的發(fā)展推運(yùn)了快速成形工藝的發(fā)展。常用的快速成型工藝有：紫外激光固化快速成形(俗稱立體光刻快速成形)、選擇性激光燒結(jié)、熔絲沉積、分層實(shí)體制造等。其中紫外激光固化快速成形是將紫外激光在樹(shù)脂液面上按二維截面的形狀逐點(diǎn)掃描，使樹(shù)脂固化，固化后的樹(shù)脂便形成一個(gè)二維圖形，如此逐層掃描、固化，最終即可得到完整的三維實(shí)體。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種可進(jìn)行彩色打印、打印方便、打印出的模型密度高、打印出的模型不易損壞的彩色3d打印裝置及相應(yīng)的3d打印方法。
為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的采用以下技術(shù)方案：
該彩色3d打印裝置，其主要特點(diǎn)是，包括打印平臺(tái)和噴頭，該噴頭位于所述的打印平臺(tái)的上方，所述的噴頭與液管連接，所述的紫外激光光源設(shè)置于所述的打印平臺(tái)的上方，所述的紫外激光光源發(fā)射出的紫外光照射于所述的打印平臺(tái)，所述的液管包括紅色液管、黃色液管和藍(lán)色液管，所述的紅色液管、所述的黃色液管和所述的藍(lán)色液管匯合于所述的噴頭處，控制裝置根據(jù)設(shè)定的顏色控制各個(gè)所述的液管中的流量。
該彩色3d打印裝置中的噴頭內(nèi)設(shè)置有攪拌螺旋漿，所述的噴頭內(nèi)為真空，該噴頭的出口為圓柱形，且所述的噴頭的噴射方向垂直于所述的打印平臺(tái)。
該彩色3d打印裝置中的打印平臺(tái)處于平行于x軸和y軸的平面，z軸垂直于所述的打印平臺(tái)，所述的打印平臺(tái)沿所述的x軸、所述的y軸或所述的z軸移動(dòng)，絲杠步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)所述的打印平臺(tái)沿著所述的x軸、所述的y軸或所述的z軸移動(dòng)。
該彩色3d打印裝置中的紫外激光光源發(fā)射出的紫外光的波長(zhǎng)范圍為250～405納米，該紫外激光光源的功率范圍為20～1000毫瓦。
該彩色3d打印裝置中的打印平臺(tái)的中心點(diǎn)和所述的噴頭之間設(shè)置有紅外線感應(yīng)定位裝置。
該彩色3d打印裝置中的打印平臺(tái)的表面涂設(shè)有乙烯四氟乙烯共聚物。
該3d打印方法包括以下步驟：
(1)建立3d圖像，通過(guò)離散程序進(jìn)行切片處理，并計(jì)算出掃描路徑；
(2)所述的3d打印裝置逐層進(jìn)行彩色打印。
所述的3d打印裝置逐層進(jìn)行彩色打印包括以下步驟：
(21)所述的控制裝置控制所述的打印平臺(tái)下降；
(22)所述的紫外激光光源按照所述的掃描路徑移動(dòng)，
(23)所述的控制裝置控制所述的噴頭逐線打印。
所述的控制裝置控制所述的噴頭逐線打印包括以下步驟:
(231)分析打印線條上每個(gè)像素點(diǎn)的顏色；
(232)由每個(gè)像素點(diǎn)的顏色計(jì)算出該像素點(diǎn)所需的三色樹(shù)脂的配比；
(233)將所述的三色樹(shù)脂的配比轉(zhuǎn)換為各個(gè)所述的液管的流量，所述的控制裝置控制各個(gè)所述的液管瞬時(shí)的流量。
該3d打印方法中每層打印層的厚度范圍為20～300微米，所述的噴頭的噴涂面積為5～200平方微米。
采用了該結(jié)構(gòu)的彩色3d打印裝置，噴頭根據(jù)所需打印的顏色對(duì)于三個(gè)液管中的液體進(jìn)行混合，可實(shí)現(xiàn)全彩色的立體打印，打印效率高，無(wú)需切削工具與模具，打印出的立體模型精度表面精度高，打印出的立體模型不易損壞；該3d打印方法操作簡(jiǎn)單，便于使用人員的操作，利于生產(chǎn)的自動(dòng)化，可以加工結(jié)構(gòu)外形復(fù)雜或使用傳統(tǒng)手段難于成型的原型和模具。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的打印裝置的示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明如下：
1紫外激光光源
2噴頭
31紅色液管
32黃色液管
33藍(lán)色液管
4x軸
5y軸
6z軸
7打印平臺(tái)
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
請(qǐng)參閱圖1，該彩色3d打印裝置，包括打印平臺(tái)7和噴頭2，該噴頭2位于打印平臺(tái)7的上方，噴頭2與液管連接，紫外激光光源1設(shè)置于打印平臺(tái)7的上方，紫外激光光源1發(fā)射出的紫外光照射于打印平臺(tái)7，液管包括紅色液管31、黃色液管32和藍(lán)色液管33，紅色液管31、黃色液管32和藍(lán)色液管33匯合于噴頭2處，控制裝置根據(jù)設(shè)定的顏色控制各個(gè)液管中的流量。
噴頭2內(nèi)設(shè)置有攪拌螺旋漿，每分鐘的轉(zhuǎn)速達(dá)3000轉(zhuǎn)，使得三個(gè)的樹(shù)脂混合均勻，達(dá)到目標(biāo)顏色的效果，噴頭2內(nèi)為真空，噴頭2是完全密封的，避免樹(shù)脂液中的氣泡對(duì)于打印效果的影響，該噴頭2的出口為圓柱形，且噴頭2的噴射方向垂直于打印平臺(tái)。這樣的噴射效果優(yōu)于發(fā)散型的噴頭，保證了打印的精度?，F(xiàn)有的液體混合裝置分為兩種，一種是控制基礎(chǔ)頭或者噴頭使樹(shù)脂穩(wěn)定均勻流出從而保證打印的舒暢；另一種混合裝置是在反應(yīng)進(jìn)行中的不同階段通過(guò)液管加入一定量的原料，技術(shù)節(jié)點(diǎn)是添加量的準(zhǔn)確性，而本發(fā)明的三個(gè)液管的流量是隨時(shí)間隨時(shí)控制和改變的。
打印平臺(tái)7處于平行于x軸4和y軸5的平面，z軸6垂直于打印平臺(tái)，打印平臺(tái)7沿x軸4、y軸5或z軸6移動(dòng)，絲杠步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)打印平臺(tái)沿著x軸4、y軸5或z軸6移動(dòng)?，F(xiàn)有的打印裝置的x軸，y軸和z軸是分開(kāi)的，利用x軸和y軸控制激光點(diǎn)光源的掃描路徑，z軸控制平臺(tái)的升降，然而三個(gè)軸分開(kāi)會(huì)造成定位誤差，打印精度不高，一般也只有1毫米，而本裝置將x軸、y軸、z軸集成在一起進(jìn)行打印，保證定位的精確度。
紫外激光光源1發(fā)射出的紫外光的波長(zhǎng)范圍為250～405納米，該紫外激光光源1的功率范圍為20～1000毫瓦。
打印平臺(tái)7的中心點(diǎn)和噴頭2之間設(shè)置有紅外線感應(yīng)定位裝置，確保噴頭2的精確定位，誤差小于1微米。
打印平臺(tái)7的表面涂設(shè)有乙烯四氟乙烯共聚物。
該3d打印方法包括以下步驟：
(1)建立3d圖像，通過(guò)離散程序進(jìn)行切片處理，并計(jì)算出掃描路徑；
(2)3d打印裝置逐層進(jìn)行彩色打印。
3d打印裝置逐層進(jìn)行彩色打印包括以下步驟：
(21)控制裝置控制打印平臺(tái)下降；
(22)紫外激光光源按照掃描路徑移動(dòng)，
(23)控制裝置控制噴頭逐線打印。
控制裝置控制噴頭逐線打印包括以下步驟:
(231)分析打印線條上每個(gè)像素點(diǎn)的顏色；
(232)由每個(gè)像素點(diǎn)的顏色計(jì)算出該像素點(diǎn)所需的三色樹(shù)脂的配比；
(233)將三色樹(shù)脂的配比轉(zhuǎn)換為各個(gè)液管的流量，控制裝置控制各個(gè)液管瞬時(shí)的流量。
打印完成后，可以進(jìn)行打光、電鍍、噴漆或著色處理以獲得要求的產(chǎn)品。
每層打印層的厚度范圍為20～300微米，噴頭的噴涂面積為5～200平方微米。
采用了該結(jié)構(gòu)的彩色3d打印裝置，噴頭根據(jù)所需打印的顏色對(duì)于三個(gè)液管中的液體進(jìn)行混合，可實(shí)現(xiàn)全彩色的立體打印，打印效率高，無(wú)需切削工具與模具，打印出的立體模型精度表面精度高，打印出的立體模型不易損壞；該3d打印方法操作簡(jiǎn)單，便于使用人員的操作，利于生產(chǎn)的自動(dòng)化，可以加工結(jié)構(gòu)外形復(fù)雜或使用傳統(tǒng)手段難于成型的原型和模具。