CN103481515A

CN103481515A - 3d打印机

Info

Publication number: CN103481515A
Application number: CN201310400713.2A
Authority: CN
Inventors: 苏健强; 何永刚
Original assignee: Print Rite Unicorn Image Products Co Ltd
Current assignee: Print Rite Unicorn Image Products Co Ltd
Priority date: 2013-09-05
Filing date: 2013-09-05
Publication date: 2014-01-01

Abstract

本发明提供了一种3D打印机，包括打印头、包括耗材容纳部和出料口的打印盒、打印盒安装架，耗材容纳部内容纳的耗材通过出料口提供给打印头，打印盒安装架上设置有用于实时检测打印盒内耗材量的重量计量装置，并可将耗材量的实时信息传输至所述3D打印机的控制中心。具有能实现打印盒内容纳的耗材量实时计量的优点。

Description

3D打印机

技术领域

本发明涉及3D打印领域，尤其是一种3D打印机。

背景技术

3D打印机又称三维打印机，是一种利用快速成形技术的机器，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。在打印前，需要利用计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导3D打印机逐层打印。3D打印机在产品制造业获得了广泛的应用，3D打印机的工作原理和传统打印机基本相同，由控制组件、机械组件、打印头、耗材（即成型材料）和介质等组成，打印原理也基本类似。

现阶段，3D打印技术快速发展并已逐渐进入各个领域，一台3D打印机可以采用多种材料进行打印，例如，使用ABS材料的3D打印机，还可使用一些与ABS相近的材料如尼龙等材料进行打印。而且，3D打印机进行打印时可采用多种颜色的材料直接打印出彩色的三维实体。在使用过程中，耗材一般会容纳在打印盒内，而打印盒安装在3D打印机的打印盒安装架上，通过出料口向3D打印提供耗材。由于3D打印机可使用多种材料及多种颜色进行打印，可能会出现错误安装打印盒的情况。当打印盒内的耗材量较少时，往往会出现下一打印任务无法完成而被迫中断的现象，从而对成型的三维实体的质量造成影响。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种能实现打印盒内容纳的耗材量实时计量的3D打印机。

本发明的另一目的是提供一种能检测打印盒内容纳耗材的材料性质的3D打印盒。

本发明的又一目的是提供一种能检测打印盒内容纳耗材的颜色的3D打印机。

为实现上述主要目的，本发明提供的3D打印机，包括打印头、包括耗材容纳部和出料口的打印盒、打印盒安装架，耗材容纳部内容纳的耗材通过出料口提供给打印头，打印盒安装架上设置有用于实时检测打印盒内耗材量的重量计量装置，并可将耗材量的实时信息传输至3D打印机的控制中心。

由以上方案可见，在打印盒安装至3D打印机后，通过打印盒安装架上重量计量装置，可对打印盒内耗材量进行实时检测，并传递至3D打印机的控制中心，在打印盒内的耗材量较少时，3D打印机可发出更换打印盒的预警，而不会出现下一打印任务无法完成而被迫中断的现象。

较具体的方案为重量计量装置包括重量监控平台，打印盒安装在重量监控平台上。在打印盒安装在打印盒安装架上后，重量计量装置即可进行工作，并将打印盒内耗材量的实时信息传递3D打印机的控制中心。

另一较具体的方案为打印盒安装架上还设置有材料识别装置，材料识别装置安装在出料口邻近，用于识别打印盒内的材料性质。通过材料识别装置，可识别出材料性质，并将该材料信息传递至3D打印机的控制中心，与3D打印机所选择的材料比对，当材料不匹配时可提醒更换打印盒或重新配置打印参数，实现本发明的另一目的。

更具体的方案为材料识别装置包括颜色识别传感器。通过颜色识别器进行打印盒内耗材颜色的识别，使打印出的三维实体与预期的三维物体的颜色一致，实现本发明的又一目的。

又一较具体的方案为打印盒上设置有可与3D打印机电连接的材料识别装置，用于识别打印盒内耗材的材料性质。在打印盒安装在打印盒安装架上后，材料识别装置可识别出耗材的材料性质并将该材料信息传递至3D打印机的控制中心。

更具体地，材料识别装置安装在出料口邻近。

更具体地，材料识别装置安装在耗材容纳部内。

较具体地，打印盒上还设置有防装错结构，可与打印盒安装架上的防装错结构相配合。防止打印盒装错现象的发生。

较具体地，打印盒安装有可与3D打印机电连接的芯片，打印盒内耗材的材料信息存储在芯片内。在打印盒安装在打印盒安装架上后，耗材的材料信息即可读取。

附图说明

图1是本发明实施例的立体图；

图2是本发明实施例的主视图；

图3是图2的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图对本发明作详细说明。

如图1所示，3D打印机包括打印头11和打印盒安装架12，多个打印盒2安装在打印盒安装架12内，并通过出料口将其内容纳的耗材提供至打印头11，在打印头11内，各种耗材熔融并混合，经喷头喷出，以形成三维彩色实体。3D打印机还包括移动框架13、滑架14、底板16和成型座17，移动框架13可沿螺杆15上下移动，滑架14可在移动框架13确定的平面内前后移动，而打印头11可沿滑架14左右移动，从而可在成型座17上打印出三维实体3。打印盒安装架12内可安装四种不同颜色的打印盒2，且打印盒2上设置有防装错结构21，与打印盒安装架上防装结构121相配合，不同颜色的打印盒的防装错结构21不同，从而使打印盒2不可安装至打印盒安装架的与其不匹配的部分内。不同的3D打印机结构有所不同，可以理解的是，以上仅以示例的方式描述打印机的结构，本发明并不仅限于具有上述结构的3D打印机。

在本实施例中，打印盒2以装有固态丝状耗材的打印盒为例进行说明，可以理解的是，耗材也可为粉末状的、液态的等形态，容纳不同形态耗材的打印盒的结构有所不同。在本发明的其他实施例中，打印盒可具有不同于打印盒2的结构。

如图2和图3所示，打印盒2包括容纳有耗材24的圆形的耗材容纳部22，出料口23设置在耗材容纳部22的顶部，打印盒安装架12上设置有可为光检测装置的材料识别装置122，材料识别装置122设置在出料口23上方，包括发射部分和接收部分，在打印盒2向3D打印机提供耗材时，耗材24从发射部分与接收部分之间通过。重量计量装置123设置在耗材容纳部22的下方，包括重量监控平台124、二个压缩弹簧125、重量监控线路板126和触针127，重量计量装置123与打印盒2上设置的芯片25电连接，耗材容纳部22放置在重量监控平台124上。打印盒安装架12上还设置有与芯片25电连接的电路板128。

在其他实施例中，材料识别装置也可在出料口23邻近而设置在打印盒上，并通过连接线路将材料性质的信息传递至电路板128，或传递至芯片25，再由芯片25传递至电路板128。

在打印前，将打印盒2安装至打印盒安装架12内，打印盒2与3D打印机电连接，重量检测装置和材料检测装置即可进行工作。重量计量装置123将打印盒2的重量信息传递至电路板128，然后加工为耗材的重量信息并传递至3D打印机的控制中心，或者重量监控线路板143直接生成耗材的重量信息，并传递至电路板128。同时，材料识别装置13将耗材性质的信息及耗材颜色的信息传递至电路板128，并传递至3D打印机的控制中心。

3D打印机的控制中心通过收到的上述这些信息识别所用耗材的材料性质、颜色及重量，然后在打印前预设出材料的信息。3D打印机通过控制中心根据需要打印的三维实体的大小可判定出打印此三维实体目前的耗材量是否足够，如果不够，则发生停止的指令，并指出哪个打印盒内的耗材量不够，提示更换打印盒或向打印盒内补充耗材。

当判定所有的材料信息没有问题后，控制中心对三维实体进行逐层分切处理，分层处理时可以计算出每层所需材料的重量。然后分层处理的信息传递到下料中心，并控制打印头开始打印。在打印过程中，随着材料的消耗，电路板128不断将打印盒2内的即时耗材重量信息传递至打印控制中心，从而实现整个打印过程的全程实施监控。

在其他实施例中，也可通过电路板128将耗材的材料性质的信息及耗材重量的信息加工为耗材容积的信息，并将该容积信息传递至打印机的控制中心，控制中心根据三维实体的体积特征判定打印此三维实体目前的耗材量是否足够。

重量计量装置可为其他结构，如类似弹簧称的结构，打印盒安装架上方设置有拉伸弹簧及重量监测平台，打印盒上方设置有重量监测平台配合的结构而使打印盒悬挂在打印盒安装架内，重量监控线路板将耗材容纳部内耗材的重量信息传递至电路板128。

材料识别装置也可为其他类型的检测装置，例如检测芯片，通过材料与检测芯片接触来判定材料性质，在这种情况下，检测芯片可设置在打印盒内部，颜色识别传感器可与检测芯片分开设置。另外，材料检颜色的识别可通过打印盒上设置的防装错结构与3D打印机上的打印盒安装架上的防装错结构相配合来实现。

打印盒上的芯片与打印机数据联络的方式也可采用无线方式。在其他实施例中，打印盒上也可不设置芯片。在上述实施例中，耗材还包括在打印过程中支撑三维实体的支撑材料，打印盒同样包括容纳支撑材料的打印盒。

Claims

1.3D打印机，包括：

打印头；

打印盒，包括耗材容纳部和出料口，所述耗材容纳部内容纳的耗材通过所述出料口提供给所述打印头；

打印盒安装架，用于安装所述打印盒；

其特征在于：

所述打印盒安装架上设置有用于实时检测所述打印盒内耗材量的重量计量装置，并可将耗材量的实时信息传递至所述3D打印机的控制中心。

2.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：

所述重量计量装置包括重量监控平台，所述打印盒安装在所述重量监控平台上。

3.根据权利要求1或2所述的3D打印机，其特征在于：

所述打印盒安装架上还设置有材料识别装置，所述材料识别装置安装在所述出料口邻近，用于识别所述打印盒内耗材的材料性质。

4.根据权利要求3所述的3D打印机，其特征在于：

所述材料识别装置包括颜色识别传感器。

5.根据权利要求1或2所述的3D打印机，其特征在于：

所述打印盒上设置有可与所述3D打印机电连接的材料识别装置，用于识别所述打印盒内的材料性质。

6.根据权利要求5所述的3D打印机，其特征在于：

所述材料识别装置包括颜色识别传感器。

7.根据权利要求5所述的3D打印机，其特征在于：

所述材料识别装置安装在所述出料口邻近。

8.根据权利要求5所述的3D打印机，其特征在于：

所述材料识别装置安装在所述耗材容纳部内。

9.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：

所述打印盒上设置有防装错结构，可与所述打印盒安装架上的防装错结构相配合。

10.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：

所述打印盒安装有可与所述3D打印机电连接的芯片，所述打印盒内耗材的材料信息存储在所述芯片内。