CN104249456A - 一种快速型彩色三维打印机 - Google Patents

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本发明提出了一种快速型彩色三维打印机，包括：底座、伸缩支架、转轴、工作台、支撑座、N个伸缩杆、N个打印喷头、N个储料箱、N个连接管、N个抽吸泵、N+2个驱动机构和控制模块；支撑座安装在底座上，N个伸缩杆可水平移动地平行安装在支撑座上并位于靠近工作台的一侧，N个打印喷头分别安装在N个伸缩杆上并可通过伸缩杆的伸缩调节与工作台的距离；N个储料箱中至少包括一个基料储料箱，其余为彩料储料箱，基料储料箱用于存储基料，彩料储料箱用于存储彩色打印料；N个打印喷头分别通过N个连接管连接N个储料箱，N个抽吸泵分别安装在N个连接管上。本发明提出的一种快速型彩色三维打印机，设有多个喷头，有利于提高打印速度，避免表面色差。

Description

一种快速型彩色三维打印机
技术领域
本发明涉及三维打印技术领域，尤其涉及一种快速型彩色三维打印机。
背景技术
三维打印是一种快速成形技术，以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造，特别是一些高价值应用，比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件等已经有使用这种技术打印而成的零部件。由于物品通过材料一层一层的累积后，再被打印出来，该技术也被称为累积制造。
现有的三维打印机大多只具有一个打印喷头，当打印工件需要用到多种耗材时，必须更改打印喷头所连接的耗材存储装置，这种工作方式，不仅延长了工作时间，而且容易造成多种耗材的混合，影响工件质量。例如使用该种打印机打印彩色模型时，打印喷头中残留的打印料与输入的打印料混合容易形成色差，降低彩色模型的表面质量。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种快速型彩色三维打印机，设有多个喷头，有利于提高打印速度，避免表面色差。
本发明提出的一种快速型彩色三维打印机，包括：底座、伸缩支架、转轴、工作台、支撑座、N个伸缩杆、N个打印喷头、N个储料箱、N个连接管、N个抽吸泵、N+2个驱动机构和控制模块，N≥2；
伸缩支架安装在底座上，工作台通过转轴安装在伸缩支架上，第一驱动机构用于驱动伸缩支架沿着垂直方向进行伸缩，第二驱动机构用于驱动转轴转动；
支撑座安装在底座上，N个伸缩杆可水平移动地平行安装在支撑座上并位于靠近工作台的一侧，N个打印喷头分别安装在N个伸缩杆上并可通过伸缩杆的伸缩调节与工作台的距离；第三驱动机构至第N+2驱动机构分别连接N个伸缩杆用于驱动其水平移动；
N个储料箱中至少包括一个基料储料箱，其余为彩料储料箱，基料储料箱用于存储基料，彩料储料箱用于存储彩色打印料；N个打印喷头分别通过N个连接管连接N个储料箱，N个抽吸泵分别安装在N个连接管上；
控制模块分别连接N+2个驱动机构、N个伸缩杆和N个抽吸泵并控制其工作进行打印。
优选地，控制模块通过控制第一驱动机构、第二驱动机构对工作台进行位置调节，控制对应的驱动机构与伸缩杆调节连接基料储料箱的打印喷头位置，并通过控制对应的抽吸泵由基料储料箱中抽吸基料由打印喷头进行喷射，打印基料模型；基料打印完成后，控制对应的驱动机构与伸缩杆调节连接彩料储料箱的打印喷头与工作台的相对位置，并通过控制对应的抽吸泵由彩料储料箱中抽吸彩色打印料由打印喷头喷射对基料模型进行着色完成打印。
优选地，打印喷头喷射结束后，控制模块控制对应的伸缩杆回复最短状态。
优选地，支撑座设有N条相互平行的滑道，N个伸缩杆分别安装在N条滑道中。
本发明中，打印喷头与储料箱一一对应，即每一个打印喷头仅用于喷射一种打印料，从而避免了打印喷头与储料箱更改连接关系耗费的时间，还避免了打印喷头内部多种打印料混合，影响打印效果，尤其是避免了引起打印件表面色差降低表面质量的隐患。
本发明通过调节工作台高度位置、伸缩杆水平位置以及伸缩杆长度来实现打印喷头相对于工作台的三维坐标变化，并通过工作台的转动调节打印角度，从而为三维打印奠定基础。
附图说明
图1为本发明提出的一种快速型彩色三维打印机结构示意图；
图2为本发明提出的一种快速型彩色三维打印机控制连接图。
具体实施方式
参照图1、图2，本发明提出的一种快速型彩色三维打印机，包括：底座1、伸缩支架2、转轴3、工作台4、支撑座5、N个伸缩杆6、N个打印喷头7、N个储料箱8、N个连接管9、N个抽吸泵10、N+2个驱动机构和控制模块，N≥2。
伸缩支架2安装在底座1上，工作台4通过转轴3安装在伸缩支架2上。第一驱动机构用于驱动伸缩支架2沿着垂直方向进行伸缩从而调节工作台4高度，第二驱动机构用于驱动转轴3转动从而带动工作台4旋转。
支撑座5安装在底座1上。支撑座5上靠近工作台4的一侧沿水平方向设有N条相互平行的滑道，N个伸缩杆6分别安装在N条滑道中并相互平行。第三驱动机构至第N+2驱动机构分别连接N个伸缩杆6用于驱动对应的伸缩杆6沿着滑道长度方向移动。N个打印喷头7分别安装在N个伸缩杆6上并可通过伸缩杆6的伸缩调节与工作台4的距离。
本实施方式中，通过调节工作台4高度位置、伸缩杆6水平位置以及伸缩杆6长度来实现打印喷头7相对于工作台4的三维坐标变化，并通过工作台4的转动调节打印角度，从而为三维打印奠定基础。另外，滑道的设置对伸缩杆6的水平滑动路径进行限位，有利于保证其水平移位的精确与平稳，尤其避免了打滑现象，有利于打印工作的稳定进行。
本实施方式的N个储料箱8中包括一个基料储料箱8，其余为彩料储料箱8，基料储料箱8用于存储基料，彩料储料箱8用于存储彩色打印料。N个打印喷头7分别通过N个连接管9连接N个储料箱8，N个抽吸泵10分别安装在N个连接管9上。当抽吸泵10开启，储料箱8中的打印料由于吸力作用通过连接管9进入打印喷头7，并由于压力作用由打印喷头7喷出。
本实施方式中，打印喷头7与储料箱8一一对应，即每一个打印喷头7仅用于喷射一种打印料，从而避免了打印喷头7与储料箱8更改连接关系耗费的时间，还避免了打印喷头7内部多种打印料混合，影响打印效果，尤其是避免了引起打印件表面色差降低表面质量的隐患。
具体实施时，如果基料消耗过大，也可以将N个储料箱8中的多个作为基料储料箱8，但彩料储料箱8的数量不得少于彩色打印料的使用种类，以保证彩料储料箱8可满足彩色打印料的存储需要。
控制模块分别连接N+2个驱动机构、N个伸缩杆6和N个抽吸泵10并控制其工作进行打印。
该快速型彩色三维打印机具体工作时：首先打印基料，控制模块通过控制第一驱动机构、第二驱动机构对工作台4进行位置调节，控制对应的驱动机构与伸缩杆6调节连接基料储料箱8的打印喷头7位置，并通过控制对应的抽吸泵10由基料储料箱8中抽吸基料由打印喷头7进行喷射，打印基料模型；基料打印完成后，控制模块控制对应的驱动机构与伸缩杆6调节连接一个彩料储料箱8的打印喷头7与工作台4的相对位置，并通过控制对应的抽吸泵10由彩料储料箱8中抽吸彩色打印料由打印喷头7喷射对基料模型进行着色完成打印。当打印件需要用到多种彩色打印料时，控制模块控制对应的打印喷头7逐一进行喷射。
该快速型彩色三维打印机具体工作时，多种打印料的喷射逐一完成，相较交错打印有利于节约打印喷头7的调节时间，提高打印速度。工作过程中，打印喷头7喷射结束后，控制模块控制对应的伸缩杆6回复最短状态，避免其靠近工作台4形成干扰。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种快速型彩色三维打印机，其特征在于，包括：底座(1)、伸缩支架(2)、转轴(3)、工作台(4)、支撑座(5)、N个伸缩杆(6)、N个打印喷头(7)、N个储料箱(8)、N个连接管(9)、N个抽吸泵(10)、N+2个驱动机构和控制模块，N≥2；
伸缩支架(2)安装在底座(1)上，工作台(4)通过转轴(3)安装在伸缩支架(2)上，第一驱动机构用于驱动伸缩支架(2)沿着垂直方向进行伸缩，第二驱动机构用于驱动转轴(3)转动；
支撑座(5)安装在底座(1)上，N个伸缩杆(6)可水平移动地平行安装在支撑座(5)上并位于靠近工作台(4)的一侧，N个打印喷头(7)分别安装在N个伸缩杆(6)上并可通过伸缩杆(6)的伸缩调节与工作台(4)的距离；第三驱动机构至第N+2驱动机构分别连接N个伸缩杆(6)用于驱动其水平移动；
N个储料箱(8)中至少包括一个基料储料箱(8)，其余为彩料储料箱(8)，基料储料箱(8)用于存储基料，彩料储料箱(8)用于存储彩色打印料；N个打印喷头(7)分别通过N个连接管(9)连接N个储料箱(8)，N个抽吸泵(10)分别安装在N个连接管(9)上；
控制模块分别连接N+2个驱动机构、N个伸缩杆(6)和N个抽吸泵(10)并控制其工作进行打印。
2.如权利要求1所述的快速型彩色三维打印机，其特征在于，控制模块通过控制第一驱动机构、第二驱动机构对工作台(4)进行位置调节，控制对应的驱动机构与伸缩杆(6)调节连接基料储料箱(8)的打印喷头(7)位置，并通过控制对应的抽吸泵(10)由基料储料箱(8)中抽吸基料由打印喷头(7)进行喷射，打印基料模型；基料打印完成后，控制对应的驱动机构与伸缩杆(6)调节连接彩料储料箱(8)的打印喷头(7)与工作台(4)的相对位置，并通过控制对应的抽吸泵(10)由彩料储料箱(8)中抽吸彩色打印料由打印喷头(7)喷射对基料模型进行着色完成打印。
3.如权利要求2所述的快速型彩色三维打印机，其特征在于，打印喷头(7)喷射结束后，控制模块控制对应的伸缩杆(6)回复最短状态。
4.如权利要求1至3任一项所述的快速型彩色三维打印机，其特征在于，支撑座(5)设有N条相互平行的滑道，N个伸缩杆(6)分别安装在N条滑道中。
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