CN107914388A - 集成建模及3d打印功能的一体机及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种集成建模及3D打印功能的一体机及其工作方法，本一体机，包括：3D建模装置，用于对需复制物品进行3D扫描，以构建3D打印文件；3D打印装置，用于接收3D打印文件，并进行3D打印。本发明集成建模及3D打印功能，能够使需复制物品更好的被复制还原，降低人们参与程度，提高设3D打印的智能化程度。

Description

集成建模及3D打印功能的一体机及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种集成建模及3D打印功能的一体机及其工作方法。

背景技术

目前，3D打印装置又称三维打印装置，是一种利用快速成形技术，以数字模型文件为基础，采用成型材料，通过逐层打印的方式来构造三维的实体的打印设备。

传统的3D打印设备，是通过PC机采用手工绘制的方式进行3D建模，建模效率较低。

因此，针对上述问题，设计一种集成建模及3D打印功能的一体机及其工作方法是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种集成建模及3D打印功能的一体机及其工作方法

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种一体机，包括：

3D建模装置，用于对需复制物品进行3D扫描，以构建3D打印文件；

3D打印装置，用于接收3D打印文件，并进行3D打印。

进一步，所述3D打印装置包括：用于打印控制的主控板；所述主控板包括：处理器模块，所述处理器模块与串口模块相连，以适于接收3D打印文件。

进一步，所述3D打印装置为喷射光敏聚合物3D打印装置，其还包括：

工作台、位于工作台上方的可移动喷头、位于工作台两侧的UV紫外光灯，以及工作台上方还设有两反光镜；

所述可移动喷头适于在工作台表面喷涂光敏聚合物；

两反光镜适于分别将相应UV紫外光灯发出的光反射至工作台上光敏聚合物表面。

进一步，位于工作台上方还设有图像采集装置；

两反射镜的后侧均设有转动调节装置；

所述图像采集装置适于确定工作台上的光敏聚合物的位置，所述处理器模块适于根据该位置通过调节转动调节装置以控制相应的反射镜转动，使反光镜的反射光的光路与光敏聚合物的位置相匹配。

进一步，所述图像采集装置还适于采集光经反光镜反射至光敏聚合物表面的光路图像数据，并将光路图像数据发送至处理器模块；

若光路图像与光敏聚合物的位置图像不匹配时，所述处理器模块通过调节转动调节装置以控制相应的反射镜转动，实现修正光路，即

使光路与光敏聚合物的位置相匹配。

进一步，所述可移动喷头吊设在一平移机构下方；

所述平移机构包括：X轴导轨和Y轴导轨，且各导轨均由相应的伺服电机驱动；

所述伺服电机由处理器模块控制。

进一步，所述工作台底部设有升降机构，所述升降机构由处理器模块控制；

当完成一层打印后，所述处理器模块控制升降机构带动工作台向下移动，以进行下一层打印。

又一方面，本发明还提供了一种3D共享打印方法。

所述3D共享打印方法包括：

3D建模装置，用于对需复制物品进行3D扫描，以构建3D打印文件；

3D打印装置，用于接收3D打印文件，并进行3D打印。

进一步，所述3D打印装置为喷射光敏聚合物3D打印装置，其还包括：

用于打印控制的主控板、与主控板相连的人机交互界面、工作台、位于工作台上方的可移动喷头、位于工作台两侧的UV紫外光灯，以及在工作台上方还设有两反光镜；

所述人机交互界面适于显示支付码；

所述主控板包括：处理器模块，与该处理器模块相连的通讯模块；其中

所述通讯模块适于接收打印指令；以及

所述可移动喷头适于在工作台表面喷涂光敏聚合物；

两反光镜适于分别将相应UV紫外光灯发出的光反射至工作台上的光敏聚合物表面。

进一步，位于工作台上方还设有图像采集装置；

两反射镜的后侧均设有转动调节装置；

所述图像采集装置适于确定工作台上的光敏聚合物的位置，所述处理器模块适于根据该位置通过调节转动调节装置以控制相应的反射镜转动，使反光镜的反射光的光路与光敏聚合物的位置相匹配；以及所述图像采集装置还适于采集光经反光镜反射至光敏聚合物表面的光路图像数据，并将光路图像数据发送至处理器模块；

若光路图像与光敏聚合物的位置图像不匹配时，所述处理器模块通过调节转动调节装置以控制相应的反射镜转动，实现修正光路，即使光路与光敏聚合物的位置相匹配。

本发明的有益效果是，本发明的一体机及其工作方法，集成建模及3D打印功能，能够使需复制物品更好的被复制还原，降低人们参与程度，提高设备的智能化程度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一体机的原理框图；

图2是本发明的3D打印装置结构示意图。

图中：六自由度并联平台11、摄像装置12、可移动喷头21、平移机构22、工作台23、升降机构24、UV紫外光灯25、转动调节装置26、反光镜27、图像采集装置28。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种集成建模及3D打印功能的一体机，包括：

3D建模装置，用于对需复制物品进行3D扫描，以构建3D打印文件；

3D打印装置，用于接收3D打印文件，并进行3D打印。

在本实施例中，所述3D建模装置包括：控制模块、六自由度并联平台11，以及位于六自由度并联平台四周设有摄像装置12；其中所述复制物品适于放置在所述六自由度并联平台11上，且通过摄像装置12对需复制物品进行3D扫描，并通过控制模块构建3D打印文件；将3D打印文件通过控制模块中的串口发送至3D打印装置。

在本实施例中，所述3D打印装置包括：用于打印控制的主控板，以及与主控板相连的人机交互界面；所述主控板包括：处理器模块，与该处理器模块相连的串口模块；其中所述串口模块适于接收3D打印文件。

所述人机交互界面具体可以是触摸屏。

所述3D打印装置包括：用于打印控制的主控板，以及与主控板相连的人机交互界面；所述主控板包括：处理器模块，与该处理器模块相连的通讯模块；其中所述通讯模块适于接收打印指令。

所述打印指令可以包括3D打印文件。

所述通讯模块可以包括：以太网接口模块、WiFi模块等。

所述3D打印装置还可以是喷射光敏聚合物3D打印装置。

现有的喷射光敏聚合物3D打印装置，UV紫外光灯设置在喷头上，当喷头运动时，UV紫外光灯随着喷头一起运动，从而对喷头喷出的光敏聚合物进行固化，当喷头打印速度过快时，可能出现照射度不够，导致固化不完全，或者在长期使用过程中，照射位置发生偏离，从而使得部分光敏聚合物不能被固化，从而影响打印工作。

如图2所示，针对上述问题，本实施例提供了一种新的喷射光敏聚合物3D打印装置，具体的，其包括：工作台23、位于工作台23上方的可移动喷头21、位于工作台23两侧的UV紫外光灯25，以及工作台23上方还设有两反光镜27；所述可移动喷头21适于在工作台23表面喷涂光敏聚合物；两反光镜27适于分别将相应UV紫外光灯25发出的光反射至工作台23上光敏聚合物表面。

UV紫外光灯25固定设置在工作台23两侧，从而使得UV紫外光灯25与喷头分离，从而解除UV紫外光灯25照射时间与喷头喷射时间的关联，使得UV紫外光灯25可以充分固化光敏聚合物。

位于工作台23上方还设有图像采集装置28；两反射镜的后侧均设有转动调节装置26；所述图像采集装置28适于确定工作台23上的光敏聚合物的位置，所述处理器模块适于根据该位置通过调节转动调节装置26以控制相应的反射镜转动，使反光镜27的反射光的光路与光敏聚合物的位置相匹配。

所述图像采集装置28还适于采集光经反光镜27反射至光敏聚合物表面的光路图像数据，并将光路图像数据发送至处理器模块；若光路图像与光敏聚合物的位置图像不匹配时，所述处理器模块通过调节转动调节装置26以控制相应的反射镜转动，实现修正光路，即使光路与光敏聚合物的位置相匹配。

所述可移动喷头21吊设在一平移机构22下方；所述平移机构22包括：X轴导轨和Y轴导轨，且各导轨均由相应的伺服电机驱动；所述伺服电机由处理器模块控制。

所述伺服电机分别为X轴伺服电机和Y轴伺服电机。

所述工作台23底部设有升降机构24，所述升降机构24由处理器模块控制；当完成一层打印后，所述处理器模块控制升降机构24带动工作台23向下移动，以进行下一层打印。

实施例2

在实施例1基础上，本实施例2提供了一种3D共享打印方法。

3D建模装置，用于对需复制物品进行3D扫描，以构建3D打印文件；

3D打印装置，用于接收3D打印文件，并进行3D打印。

所述3D打印装置即为实施例1所述的喷射光敏聚合物3D打印装置，其结构在实施例1中进行了详细阐述，此处不再赘述。

位于工作台23上方还设有图像采集装置28；两反射镜的后侧均设有转动调节装置26；所述图像采集装置28适于确定工作台23上的光敏聚合物的位置，所述处理器模块适于根据该位置通过调节转动调节装置26以控制相应的反射镜转动，使反光镜27的反射光的光路与光敏聚合物的位置相匹配。

所述图像采集装置28还适于采集光经反光镜27反射至光敏聚合物表面的光路图像数据，并将光路图像数据发送至处理器模块；若光路图像与光敏聚合物的位置图像不匹配时，所述处理器模块通过调节转动调节装置26以控制相应的反射镜转动，实现修正光路，即使光路与光敏聚合物的位置相匹配。

在实施例1和实施例2基础上，对本3D打印装置的工作流程展开说明如下：

当用户需要3D打印时，3D打印装置按照如下动作进行工作。

步骤A，用户可以通过3D建模装置将创建或编辑3D打印文件并发送至3D打印装置；其中处理器模块适于将打印指令中的待打印文件信息分解成若干层，并形成每层需要打印的信息集，进行逐层打印；

步骤B，所述处理器模块控制可移动喷头21移动，并依据所述信息集向工作台23喷射光敏聚合物；

步骤C，所述处理器模块依据信息集生成控制转动调节装置26工作的指令集，所述指令集与信息集一一对应，即使每层喷射光敏聚合物与反光镜27的反射光路相对应；

步骤D，所述UV紫外光灯25发出的光经反光镜27照射位于工作台23上的光敏聚合物，所述处理器模块通过指令集控制转动调节装置26转动，从而带动反光镜27转动，从而使得UV紫外光灯25发出的光经过反光镜27反射后沿着工作台23上的光敏聚合物运动；

步骤E，所述图像采集装置28采集经过反射镜反射后的光路并反馈至处理器模块，处理器模块比较采集的图像与理论照射位置是否一致；若不一致则主控板依据图像采集装置28采集的信息调整指令集后返回步骤C；若一致，则判断该层是否结束，未结束则返回步骤C,结束则进入步骤F；

由于依据指令集控制转动调节装置26，使得UV紫外光的光路与光敏聚合物的位置相一致，并且不会发生能源浪费。图像采集装置28采集经过反射镜反射后的光路，并反馈处理器模块调整指令集，从而使得实际光路与预期光路相同，从而保障对光敏聚合物有效完全固化；由于光线基本照射在光敏聚合物上，因此有效节约了能源。

步骤F，在当前层完成打印后，升降机构24开始动作，即驱动工作台23向下运动，所述处理器模块判断打印工作是否完成，完成则结束工作；否则返回步骤B，如此循环。

在本实施例中，所述反光镜27可以为多个，并均布在工作台23上方，这样，在打印装置工作过程中，如果出现死角的时候，可以通过反光镜27的相互组合，将光线通过合理的路径反射到光敏聚合物上。通过对多个反光镜27的控制，使得光线照射位置更加多样化，防止存在死角。

为了使得照射光线进一步集中，本实施例中，还可以在UV紫外光灯255和反射镜7之间设置聚光镜，从而使得步骤D中，UV紫外灯发出的光先经聚光镜聚集后再射向反光镜27。从而使得用于固化的能量更加集中。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种一体机，其特征在于，包括：

3D建模装置，用于对需复制物品进行3D扫描，以构建3D打印文件；

3D打印装置，用于接收3D打印文件，并进行3D打印。

2.根据权利要求1所述的一体机，其特征在于，

所述3D打印装置包括：用于打印控制的主控板；

所述主控板包括：处理器模块，

所述处理器模块与串口模块相连，以适于接收3D打印文件。

3.根据权利要求2所述的一体机，其特征在于，

所述3D打印装置为喷射光敏聚合物3D打印装置，其还包括：

工作台、位于工作台上方的可移动喷头、位于工作台两侧的UV紫外光灯，以及在工作台上方还设有两反光镜；

所述可移动喷头适于在工作台表面喷涂光敏聚合物；

两反光镜适于分别将相应UV紫外光灯发出的光反射至工作台上光敏聚合物表面。

4.根据权利要求3所述的一体机，其特征在于，

位于工作台上方还设有图像采集装置；

两反射镜的后侧均设有转动调节装置；

所述图像采集装置适于确定工作台上的光敏聚合物的位置，所述处理器模块适于根据该位置通过调节转动调节装置以控制相应的反射镜转动，使反光镜的反射光的光路与光敏聚合物的位置相匹配。

5.根据权利要求4所述的一体机，其特征在于，

所述图像采集装置还适于采集光经反光镜反射至光敏聚合物表面的光路图像数据，并将光路图像数据发送至处理器模块；

若光路图像与光敏聚合物的位置图像不匹配时，所述处理器模块通过调节转动调节装置以控制相应的反射镜转动，实现修正光路，即

使光路与光敏聚合物的位置相匹配。

6.根据权利要求5所述的一体机，其特征在于，

所述可移动喷头吊设在一平移机构下方；

所述平移机构包括：X轴导轨和Y轴导轨，且各导轨均由相应的伺服电机驱动；

所述伺服电机由处理器模块控制。

7.根据权利要求3-6任一项所述的一体机，其特征在于，

所述工作台底部设有升降机构，所述升降机构由处理器模块控制；

当完成一层打印后，所述处理器模块控制升降机构带动工作台向下移动，以进行下一层打印。

8.一种一体机的工作方法，其特征在于，包括：

3D建模装置，用于对需复制物品进行3D扫描，以构建3D打印文件；

3D打印装置，用于接收3D打印文件，并进行3D打印。

9.根据权利要求8所述的工作方法，其特征在于，

所述3D打印装置为喷射光敏聚合物3D打印装置，其还包括：

用于打印控制的主控板、与主控板相连的人机交互界面、工作台、位于工作台上方的可移动喷头、位于工作台两侧的UV紫外光灯，以及在工作台上方还设有两反光镜；

所述人机交互界面适于显示支付码；

所述主控板包括：处理器模块，与该处理器模块相连的通讯模块；其中

所述通讯模块适于接收打印指令；以及

所述可移动喷头适于在工作台表面喷涂光敏聚合物；

两反光镜适于分别将相应UV紫外光灯发出的光反射至工作台上的光敏聚合物表面。

10.根据权利要求9所述的工作方法，其特征在于，

位于工作台上方还设有图像采集装置；

两反射镜的后侧均设有转动调节装置；

所述图像采集装置适于确定工作台上的光敏聚合物的位置，所述处理器模块适于根据该位置通过调节转动调节装置以控制相应的反射镜转动，使反光镜的反射光的光路与光敏聚合物的位置相匹配；以及

所述图像采集装置还适于采集光经反光镜反射至光敏聚合物表面的光路图像数据，并将光路图像数据发送至处理器模块；

若光路图像与光敏聚合物的位置图像不匹配时，所述处理器模块通过调节转动调节装置以控制相应的反射镜转动，实现修正光路，即

使光路与光敏聚合物的位置相匹配。