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一種多材質3D打印機.pdf

摘要
申請專利號:

CN201511020661.1

申請日:

2015.12.30

公開號:

CN105538713A

公開日:

2016.05.04

當前法律狀態:

實審

有效性:

審中

法律詳情: 實質審查的生效IPC(主分類):B29C 67/00申請日:20151230|||公開
IPC分類號: B29C67/00; B22F3/115; B41J3/407; B33Y30/00(2015.01)I 主分類號: B29C67/00
申請人: 博納云智(天津)科技有限公司
發明人: 徐立崢
地址: 300000 天津市西青區中北鎮中北科技產業園二區1號樓1層3D打印機實驗室
優先權:
專利代理機構: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246 代理人: 龔燮英
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201511020661.1

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2016.06.01|||2016.05.04

法律狀態類型:

實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種多材質3D打印機,所述3D打印機包括外殼,所述外殼內設有基座、工作臺、噴頭、三維運動機構、供料單元和儲料單元,所述3D打印機與控制器相連,所述基座下設有電源,所述控制器與電源相連,所述三維運動機構通過伺服電機驅動,所述伺服電機與控制器電連接,所述三維運動機構包括X軸運動機構、Y軸運動機構和Z軸運動機構;所述噴頭上設有進料驅動裝置,所述進料驅動裝置與控制器電連接;所述供料單元包括若干條導料管,所述導料管一端與噴頭相連,另一端與儲料單元相連,所述導料管上設有閥門控制器,所述閥門控制器與控制器電連接;所述工作臺位于基座上。

權利要求書

1.一種多材質3D打印機,3D打印機包括外殼,所述外殼包括前門、后壁和兩個側壁,所
述外殼內設有基座、工作臺、噴頭、三維運動機構、供料單元和儲料單元,所述3D打印機與控
制器相連,所述基座下設有電源,所述控制器與電源相連,其特征在于,所述三維運動機構
通過伺服電機驅動,所述伺服電機與控制器電連接,所述三維運動機構包括X軸運動機構、Y
軸運動機構和Z軸運動機構,所述X軸運動機構為X軸滑動導軌,所述噴頭可左右滑動的設置
在X軸滑動導軌上,所述Y軸運動機構包括兩個對稱設置的Y軸滑動導軌,所述Y軸滑動導軌
豎直設置,所述Z軸運動機構包括兩個對稱設置的Z軸滑動導軌,所述Z軸滑動導軌水平設
置,所述Y軸滑動導軌可前后滑動的設置在Z軸滑動導軌上;所述噴頭上設有進料驅動裝置,
所述進料驅動裝置與控制器電連接;所述供料單元包括若干條導料管,所述導料管一端與
噴頭相連,另一端與儲料單元相連,所述導料管上設有閥門控制器,所述閥門控制器與控制
器電連接;所述工作臺位于基座上。
2.根據權利要求1所述的一種多材質3D打印機,其特征在于,所述噴頭為壓電式噴頭。
3.根據權利要求1所述的一種多材質3D打印機,其特征在于,所述外殼為長方體,所述
儲料單元包括4個儲料槽,4個儲料槽分別構成外殼的四個立柱,4個噴頭分別通過導料管與
4個儲料槽一一對應。
4.根據權利要求3所述的一種多材質3D打印機,其特征在于,所述儲料槽上設有出料口
和進料口,所述出料口位于外殼內側,與導料管相連,所述進料口位于儲料槽上方。
5.根據權利要求1所述的一種多材質3D打印機,其特征在于,所述伺服電機位于基座
內,所述控制器位于外殼的側壁外側。
6.根據權利要求1所述的一種多材質3D打印機,其特征在于,所述控制器采用單片機。
7.根據權利要求4所述的一種多材質3D打印機,其特征在于,所述閥門控制器位于出料
口上。

說明書

一種多材質3D打印機

技術領域

本發明屬于3D打印機技術領域,尤其涉及一種多材質3D打印機。

背景技術

3D打印機又稱三維打印機(3DP),是一種累積制造技術,即快速成形技術的一種機
器,它是一種數字模型文件為基礎,運用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過
打印一層層的粘合材料來制造三維的物體。現階段三維打印機被用來制造產品。逐層打印
的方式來構造物體的技術。3D打印機的原理是把數據和原料放進3D打印機中,機器會按照
程序把產品一層層造出來。3D打印機堆疊薄層的形式有多種多樣。3D打印機與傳統打印機
最大的區別在于它使用的“墨水”是實實在在的原材料,堆疊薄層的形式有多種多樣,可用
于打印的介質種類多樣,從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質。

3D打印的基本原理是分層加工、迭加成形,即通過逐層增加材料來生成3D實體,在
進行3D打印時,首先由控制器通過設計、掃描等方式得到待打印物體的三維模型,再通過電
腦輔助設計技術(例如CAD)沿某個方向完成一系列數字切片,并將這些切片的信息傳送到
3D打印機上,由控制器根據切片生成機器指令,3D打印機根據該機器指令打印出薄型層面,
并將連續的薄型層面堆疊起來,直到一個固態物體成型,形成三維立體實物,完成3D打印。

由于很多產品具有兩種以上不同的顏色或者是由兩種以上不同材質的材料組成,
而現有的3D打印機在打印由多種顏色或多種材料組成的三維產品時需要頻繁的更換原料,
不僅操作麻煩,而且由于噴頭內殘料的存在會影響產品的打印質量。同時目前各種快速成
型技術均面臨快速材料轉換的問題,實際的各種零件或產品很少是由單一材料構成的,這
就要求3D打印設備可以滿足多材料打印的要求,而目前3D打印領域還是重點關注單材料工
件,出現的多材料打印,必須將多個打印頭排列在一起組裝,每個打印頭上附帶的電機導致
了打印頭總體尺寸偏大,影響了有效成型尺寸。

發明內容

為了解決上述技術問題,本發明提供了一種多材質3D打印機,該打印機可實現多
類材質的切換,一臺打印機可打印出具有多種材質的產品,噴頭與多個儲料槽相對應,通過
噴頭的移動以及與閥門控制器的配合,實現了不同打印材質之間的無縫切換。

本發明的技術方案為:一種多材質3D打印機,所述3D打印機包括外殼,所述外殼包
括前門、后壁和兩個側壁,所述外殼內設有基座、工作臺、噴頭、三維運動機構、供料單元和
儲料單元,所述3D打印機與控制器相連,所述基座下設有電源,所述控制器與電源相連,其
特征在于,所述三維運動機構通過伺服電機驅動,所述伺服電機與控制器電連接,所述三維
運動機構包括X軸運動機構、Y軸運動機構和Z軸運動機構,所述X軸運動機構為X軸滑動導
軌,所述噴頭可左右滑動的設置在X軸滑動導軌上,所述Y軸運動機構包括兩個對稱設置的Y
軸滑動導軌,所述Y軸滑動導軌豎直設置,所述Z軸運動機構包括兩個對稱設置的Z軸滑動導
軌,所述Z軸滑動導軌水平設置,所述Y軸滑動導軌可前后滑動的設置在Z軸滑動導軌上;所
述噴頭上設有進料驅動裝置,所述進料驅動裝置與控制器電連接;所述供料單元包括若干
條導料管,所述導料管一端與噴頭相連,另一端與儲料單元相連,所述導料管上設有閥門控
制器,所述閥門控制器與控制器電連接;所述工作臺位于基座上。

進一步地,所述噴頭為壓電式噴頭。

進一步地,所述外殼為長方體,所述儲料單元包括4個儲料槽,4個儲料槽分別構成
外殼的四個立柱,4個噴頭分別通過導料管與4個儲料槽一一對應。

進一步地,所述儲料槽上設有出料口和進料口,所述出料口位于外殼內側,與導料
管相連,所述進料口位于儲料槽上方。

進一步地,所述伺服電機位于基座內,所述控制器位于外殼的側壁外側。

進一步地,所述控制器采用單片機。

進一步地,所述閥門控制器位于出料口上。

本發明的有益效果在于:

1、將進料驅動裝置與噴頭集成到一起,噴頭與多個儲料槽相對應,需要切換打印
材質時,相應材質的閥門控制器工作,可以實現不同材質之間的無縫切換。

2、材質在進料驅動裝置的驅動下,進行打印,閥門控制器位于出料口上,減輕了打
印機噴頭的重量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案,下面將對具體
實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的
附圖是本發明的一些實施方式,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前
提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明的俯視圖。

其中:1、前門2、后壁3、基座4、工作臺

5、噴頭6、控制器7、伺服電機8、X軸滑動導軌

9、Y軸滑動導軌10、Z軸滑動導軌11、進料驅動裝置

12、導料管13、閥門控制器14、儲料槽

15、進料口16、出料口

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施
例是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術
人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。

在本發明的描述中,需要說明的是,術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、
“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了
便于描述本發明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、
以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發明的限制。此外,術語“第一”、“第二”、
“第三”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性。

實施例一

一種多材質3D打印機,所述3D打印機包括外殼,所述外殼包括前門1、后壁2和兩個
側壁,所述外殼內設有基座3、工作臺4、噴頭5、三維運動機構、供料單元和儲料單元,所述3D
打印機與控制器6相連,所述控制器6采用單片機,所述基座3下設有電源,所述控制器6與電
源相連,所述三維運動機構通過伺服電機7驅動,所述伺服電機7與控制器6電連接,所述三
維運動機構包括X軸運動機構、Y軸運動機構和Z軸運動機構,所述X軸運動機構為X軸滑動導
軌8,所述噴頭5可左右滑動的設置在X軸滑動導軌8上,所述Y軸運動機構包括兩個對稱設置
的Y軸滑動導軌9,所述Y軸滑動導軌9豎直設置,所述Z軸運動機構包括兩個對稱設置的Z軸
滑動導軌10,所述Z軸滑動導軌水平設置,所述Y軸滑動導軌9可前后滑動的設置在Z軸滑動
導軌上;所述噴頭5為壓電式噴頭,所述噴頭5上設有進料驅動裝置11,所述進料驅動裝置11
與控制器6電連接;所述供料單元包括若干條導料管12,所述導料管12一端與噴頭5相連,另
一端與儲料單元相連,所述導料管12上設有閥門控制器13,所述閥門控制器13與控制器6電
連接,所述儲料單元包括4個儲料槽14,4個儲料槽14分別構成外殼的四個立柱,4個噴頭5分
別通過導料管12與4個儲料槽14一一對應,所述儲料槽14上設有出料口16和進料口15,所述
出料口16位于外殼內側,與導料管12相連,所述進料口15位于儲料槽14上方,所述閥門控制
器13位于出料口16上,減輕了打印機噴頭的重量,所述伺服電機7位于基座3內,所述控制器
6位于外殼的側壁外側;所述工作臺4位于基座3上。

儲料槽不僅可有4個,根據實際需要材質的種類,可以加設儲料槽。

利用本發明進行3D打印時,首先對物體的圖形和材料數據通過計算機軟件的處
理,設計出需要打印的三維固體實物的立體模型,并沿著與實際鉛垂方向對應的計算機內
部方向對三維固體實物的立體模型切片分層,得到每層的成型數據。之后,開始打印工作,
閥門控制器、伺服電機通過控制器控制,噴頭可以在X軸運動機構和Y軸運動機構的帶動下
進行水平移動,在Z軸運動機構的帶動下進行上下移動,當需要切換打印材質時,相應材質
的閥門控制器工作,控制材質流動進入噴頭,在工作臺上逐層打印出3D實物。

實施例二

利用本發明進行3D打印電路板時,將所需的材質(如導電油墨等)置于儲料槽中,
首先印制電路板的圖形和材料數據通過計算機軟件的處理,設計出需要打印的三維固體實
物的立體模型,并沿著與實際鉛垂方向對應的計算機內部方向對三維固體實物的立體模型
切片分層,得到每層的成型數據。之后,將與材料相對應的圖文信息數據輸送到對應材料的
閥門控制器,噴頭在三維運動機構的帶動,以及進料驅動裝置的作用下,在工作臺上逐層打
印出所需的電路板。

最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案,而非對其限制;盡
管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依
然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分或者全部技術特征進
行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術
方案的范圍。

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一種 材質 打印機
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