CN103817940B - 3d打印机多色彩立体成型装置及成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种3D打印机多色彩立体成型装置及成型方法，该装置包括机架及安装在机架上的送料机构和出料机构；所述送料机构包括送料电机、换料电机、齿轴、移位齿轮、若干送料齿轮、若干挤压轮和控制器；所述出料机构包括导料仓和喷嘴。控制器用于控制送料电机和换料电机提供输出动力，在控制器的控制下，通过齿轴、移位齿轮、送料齿轮和挤压轮之间的密切配合，可实现更换不同颜色的料丝。本发明利用两个电机就可以使3D打印机在打印时由同一喷头内依序喷出不同颜色的料丝，从而可打印出具有多种不同颜色的产品，使得产品的颜色不再单一化。而且，由于其换料时，不需要喷头本身移位，因此，换色时衔接度好，所制产品更加精美。

Description

3D打印机多色彩立体成型装置及成型方法

技术领域

本发明涉及一种3D打印机，具体地说是一种3D打印机多色彩立体成型装置及成型方法。

背景技术

3D打印机，是一种具备快速成形技术的机器，它以一种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形状。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现在正逐渐用于一些产品的直接制造。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料。其工作原理是：把数据和原料（或称耗材）放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。打印出的产品，可以即时使用。

现有的3D打印机包括单喷头3D打印机和双色双喷头3D打印机。单喷头3D打印机，即支持单一颜色耗材的打印，从而使得打印成型的产品的颜色单一。双色双喷头3D打印机，其两个喷头各自独立，在进行颜色更换时，需要将前边的喷头移开，再将另外一个喷头移来继续打印，但是在两个喷头接替的过程中，其位置不能做到完全重合，使该处的前后衔接出现问题，因而影响产品的精美程度，而对于多色彩打印中，频繁更换颜色时，其影响更加严重。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种3D打印机多色彩立体成型装置，以解决现有的3D打印机不具备采用单喷头实现多色彩产品打印功能的问题。

本发明的目的之二是提供一种3D打印机多色彩立体成型方法，以解决现有的3D打印机在打印多色彩产品时换色处颜色衔接不好的问题。

本发明是这样实现的：一种3D打印机多色彩立体成型装置，包括机架，安装于机架上的送料机构和出料机构；

所述送料机构包括：

送料电机；

换料电机；

齿轴，由所述送料电机驱动；

移位齿轮，与所述齿轴啮合，自由安装于光滑的送料轴杆上，由所述换料电机驱动而可沿与所述齿轴的轴向平行的方向移位；

若干间隔排布并转动套接于齿轮轴上的送料齿轮，所述送料齿轮包括连接成一体的齿部和无齿部，在所述移位齿轮移动至对应位置时，所述齿部可与所述移位齿轮啮合；

若干挤压轮，以自由状态安装于轮轴上，与所述送料齿轮的无齿部相对应，料丝自所述挤压轮和所述送料齿轮之间向下穿行；以及

控制器，用于控制所述送料电机提供送料和退料动力及控制所述换料电机驱动所述移位齿轮移位；

所述出料机构包括：

导料仓，为上大、下小的漏斗状；自所述挤压轮和所述送料齿轮之间向下穿行的料丝向下伸入导料仓；以及

位于下方的与所述导料仓对接的喷嘴。

所述移位齿轮的两端面有间隙地位于两拨片之间，所述两拨片固定于一齿条的背面，所述齿条与所述送料轴杆轴向平行，并与受换料电机所驱动的齿轮相啮合。

所述移位齿轮可移范围、所述送料齿轮的排布位置以及所述齿轴的长度三者相对应。

若干所述送料齿轮均布于所述齿轮轴上。

所述送料电机通过第一齿轮和第二齿轮来驱动所述齿轴；所述第一齿轮安装在第一齿轮轴上，所述第一齿轮轴与所述送料电机的输出轴相接；所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合；所述第二齿轮与所述齿轴同轴。

所述第一齿轮和所述第二齿轮均为直齿圆柱齿轮，所述齿轴上的齿为直齿。

所述齿条为直齿齿条，所述送料齿轮的齿部的齿为直齿。

本发明所提供的一种3D打印机多色彩立体成型方法，包括以下步骤：

①设置机架，在机架上设置送料机构和出料机构，

所述送料机构包括：

送料电机；

换料电机；

齿轴，由所述送料电机驱动；

移位齿轮，与所述齿轴啮合，自由安装于光滑的送料轴杆上，由所述换料电机驱动而可沿与所述齿轴的轴向平行的方向移位；

若干间隔排布并转动套接于齿轮轴上的送料齿轮，所述送料齿轮包括连接成一体的齿部和无齿部，在所述移位齿轮移动至对应位置时，所述齿部可与所述移位齿轮啮合；

若干挤压轮，以自由状态安装于轮轴上，与所述送料齿轮的无齿部相对应，料丝自所述挤压轮和所述送料齿轮之间向下穿行；以及

控制器，用于控制所述送料电机提供送料和退料动力及控制所述换料电机驱动所述移位齿轮移位；

所述出料机构包括：

导料仓，为上大、下小的漏斗状；自所述挤压轮和所述送料齿轮之间向下穿行的料丝向下伸入导料仓；以及

位于下方的与所述导料仓对接的喷嘴；

②各不同颜色的料丝按实际排列顺序依次记为T₁、T₂、……、T_N，N≥2；打印过程中所需用到的料丝按先后打印顺序依次记为第一料丝、第二料丝、……、第M料丝；M≥2，M－1为打印过程中所需换色的次数；X₁、X₂、……、X_M均可以取1、2、……、N中的任一个，但是任意相邻的两个数均不相同；

③开始打印，初始状态下，所述移位齿轮与料丝T_Y相对应，Y为1、2、……、N中的任一个；控制器控制换料电机工作，所述换料电机驱动所述移位齿轮移位至第一料丝T_X1所对应的位置处；

④控制器控制送料电机正向转动，所述送料电机通过所述齿轴驱动送料齿轮正向转动，使第一料丝T_X1向下穿行并从喷嘴喷出，实现第一料丝的打印工作；

⑤当控制器读取打印第二料丝的指令时，控制器控制送料电机反向转动，所述送料电机通过所述齿轴驱动送料齿轮反向转动，使第一料丝断开并回退至导料仓内；

⑥控制器控制换料电机工作，所述换料电机驱动所述移位齿轮移位至第二料丝T_X2所对应的位置处；

⑦控制器控制送料电机正向转动，所述送料电机通过所述齿轴驱动送料齿轮正向转动，使第二料丝向下穿行并从喷嘴喷出，实现第二料丝的打印工作；

⑧重复步骤⑤、⑥、⑦，直至实现第M料丝的打印工作；

⑨控制器读取结束打印指令，由控制器控制送料电机停止转动，多色彩产品打印完成。

在上述3D打印机多色彩立体成型方法中，步骤①中设置若干所述送料齿轮均布于所述齿轮轴上；

步骤③具体为：

控制器运算（|X₁－Y|）×d，并在X₁－Y＞0时，控制所述换料电机驱动移位齿轮向料丝实际排列顺序的方向移位（|X₁－Y|）×d的距离，在X₁－Y＜0时，控制所述换料电机驱动移位齿轮向料丝实际排列顺序的反方向移位（|X₁－Y|）×d的距离，在X₁－Y=0时，执行步骤④；d为任意相邻两个料丝之间的距离；

步骤⑥具体为：

控制器运算（|X₂－X₁|）×d，并在X₂－X₁＞0时，控制所述换料电机驱动移位齿轮向料丝实际排列顺序的方向移位（|X₂－X₁|）×d的距离，当X₂－X₁＜0时，控制所述换料电机驱动移位齿轮向料丝实际排列顺序的反方向移位（|X₂－X₁|）×d的距离。

根据需要，可以将不同颜色的料丝按顺序置于选定的若干个送料齿轮与挤压轮之间，所述各料丝的下端置于出料机构的导料仓内。开始工作时，启动换料电机将移位齿轮移至待输送料丝的位置处，使其与该处的送料齿轮的齿部相啮合，控制器控制送料电机提供送料动力驱动齿轴正向转动，进而通过移位齿轮驱动与移位齿轮啮合的那个送料齿轮，该送料齿轮开始正向转动，位于送料齿轮的无齿部与挤压轮之间的料丝随着送料齿轮的正向转动而不断喂入导料仓中，之后由喷嘴喷出。当需要更换耗材颜色（材质）时，首先要进行退料工作，即由控制器控制送料电机提供退料动力驱动齿轴反向转动，进而通过移位齿轮带动送料齿轮开始反向转动，位于送料齿轮的无齿部与挤压轮之间的料丝随着送料齿轮的反向转动而向上抽提，使软化的料丝断开并回退至导料仓后，控制器控制送料电机停止工作，退料工作完成。之后控制器控制换料电机工作，换料电机驱动移位齿轮在与齿轴的轴向平行的方向移位，待移位齿轮移动至与待切换的料丝所对应的送料齿轮位置处时，控制器控制换料电机停止工作，移位齿轮停止移位。此时控制器控制送料电机提供送料动力驱动齿轴正向转动，进而通过移位齿轮驱动与移位齿轮啮合的那个送料齿轮，送料齿轮开始正向转动，位于送料齿轮的无齿部与挤压轮之间的料丝随着送料齿轮的正向转动而不断喂入导料仓中，之后由喷嘴喷出，从而实现换料后的耗材输出工作。当需要再次更换耗材颜色（材质）时，重复上述动作过程。

本发明利用两个电机就可以使3D打印机在打印时由同一喷嘴内依序喷出不同颜色的料丝，从而可打印出具有多种不同颜色的产品，使得产品的颜色不再单一化。而且，由于其换料时，不需要喷头本身移位，因此，换色时衔接度好，所制产品更加精美。

附图说明

图1是本发明送料机构的结构示意图。

图2是图1的仰视图。

图3是本发明出料机构的结构示意图。

图中：1、送料电机，2、换料电机，3、第一齿轮，4、第二齿轮，5、齿轴，6、送料齿轮，7、移位齿轮，8、挤压轮，9、送料轴杆，10、第三齿轮，11、齿条，12、导料仓，13、加热装置，14、喷嘴，15、耗材料丝，16、拨片，17、第四齿轮轴，18、轮轴，19、第一齿轮轴，20、第二齿轮轴，21、第三齿轮轴。

具体实施方式

实施例1：一种3D打印机多色彩立体成型装置。

如图1～图3所示，本发明中3D打印机多色彩立体成型装置包括机架（图中未示出）及安装在机架上的送料机构（见图1和图2）和出料机构（见图3）。

如图1和图2所示，送料机构包括送料电机1、换料电机2、齿轴5、移位齿轮7、若干送料齿轮6、若干挤压轮8和控制器（图中未示出）。

送料电机1用于驱动齿轴5转动。本发明实施例中送料电机1通过第一齿轮3和第二齿轮4来驱动齿轴5；第一齿轮3安装在第一齿轮轴19上，第一齿轮轴19通过联轴器与送料电机1的输出轴相接；第二齿轮4与第一齿轮3啮合；第二齿轮4与齿轴5同轴，两者共同安装在第二齿轮轴20上。

移位齿轮7与齿轴5啮合，移位齿轮7可随着齿轴5的转动而转动。移位齿轮7自由安装在光滑的送料轴杆9上，送料轴杆9与第二齿轮轴20平行，且送料轴杆9位于第二齿轮轴20的斜下方。移位齿轮7由换料电机2驱动可在送料轴杆9上进行移位，移位齿轮7可移位范围与齿轴5的长度相对应，从而使得移位齿轮7在移位过程中始终与齿轴5啮合。本发明实施例中移位齿轮7的两端面（位于送料轴杆9下方的移位齿轮7的两端面）有间隙地位于两拨片16之间，该两拨片16固定设置在齿条11背面的左端部，齿条11与送料轴杆9的轴向平行。齿条11正面的齿牙朝下，齿条11通过第三齿轮10与换料电机2相接，即：齿条11与第三齿轮10啮合，第三齿轮10安装在第三齿轮轴21上，第三齿轮轴21位于送料轴杆9的右端的斜下方并与送料轴杆9相垂直，第三齿轮轴21通过联轴器与换料电机2的动力输出端相接。齿条11通过第三齿轮10在换料电机2的驱动下直线运动时，其背面的拨片16带动移位齿轮7在送料轴杆9上移位。

若干送料齿轮6均匀间隔地转动套接在第四齿轮轴17上，第四齿轮轴17位于送料轴杆9的前斜上方并与送料轴杆9平行并列设置。送料齿轮6包括连接成一体的齿部和无齿部，在移位齿轮7移动至对应位置时，送料齿轮6的齿部与移位齿轮7啮合。若干送料齿轮6的排布位置（总长度）与移位齿轮7的可移范围相对应，从而保证移位齿轮7移位后可分别与各个送料齿轮6的齿部啮合。本实施例图中示出了5个送料齿轮6。

若干挤压轮8以自由状态安装在轮轴18上，轮轴18位于第四齿轮轴17的前方且与第四齿轮轴17平行并列设置。挤压轮8的数量与送料齿轮6的数量相同，挤压轮8与送料齿轮6的无齿部相对应，用于打印的耗材料丝15（可简称料丝或耗材）自挤压轮8和送料齿轮6的无齿部之间向下穿行。在料丝15向下穿行的过程中，挤压轮8对料丝15有一个挤压的力量，起到固定料丝15的作用。不同的送料齿轮6和挤压轮8所对应的料丝15的颜色不同，图中示出了5个不同颜色的料丝15。

控制器用于控制送料电机1提供送料动力和退料动力，还用于控制换料电机2驱动移位齿轮7移位。控制器内程序可通过arduino平台使用该平台语言编写。

如图3所示，出料机构包括导料仓12和喷嘴14。导料仓12为上大、下小的漏斗状，由挤压轮8和送料齿轮6的无齿部之间向下穿行的料丝15向下伸入导料仓12内，导料仓12的下端与喷嘴14相对接，在喷嘴14外设置有加热装置13，料丝15由导料仓12的底部进入喷嘴14后经加热装置13被加热，之后由喷嘴14的出口部喷出。

本发明中3D打印机多色彩立体成型装置的具体工作过程如下：控制器内程序编写时将具有不同颜色的料丝15按实际排列顺序（例如如图所示由左至右）依次记为T₁、T₂、……、T_N，N≥2；机器开始运行时移位齿轮7初始化默认对应料丝T_Y，Y可以为1、2、……、N中的任一个。控制器根据待打印多色彩产品的打印需求，按顺序读取打印不同颜色料丝的指令；打印过程中所需用到的料丝按先后打印顺序依次记为第一料丝、第二料丝、……、第M料丝；M≥2，M－1为打印过程中所需换色的次数；X₁、X₂、……、X_M均可以取1、2、……、N中的任一个，但是任意相邻的两个数均不相同。开始打印后，控制器首先读取打印第一料丝的指令，此时控制器运算（|X₁－Y|）×d（d为任意相邻两个料丝15之间的距离），并将运算结果指令传递给换料电机2，换料电机2开始工作，第三齿轮10转动并带动齿条11做直线运动，齿条11背面左端的两拨片16带动移位齿轮7在送料轴杆9上移位（|X₁－Y|）×d的距离，若X₁－Y＞0，则向料丝实际排列顺序的方向移位，若X₁－Y＜0，则向料丝实际排列顺序的反方向移位，若X₁－Y=0，则不移位；即：使移位齿轮7移位到第一料丝所对应的送料齿轮6处，换料电机2停止工作，至此耗材换料工作（或称移位齿轮7移位工作）完成。此时控制器控制送料电机1提供送料动力，第一齿轮3在送料电机1的驱动下开始正向转动，并带动第二齿轮4和齿轴5转动，再通过移位齿轮7把力传递给对应的送料齿轮6，从而带动第一料丝向下运动挤出到导料仓12，见图3，通过加热装置13后由喷嘴14挤出并成型，实现第一料丝的打印工作。当控制器读取打印第二料丝指令时，控制器控制送料电机1开始反向运动，第一齿轮3反向转动并带动第二齿轮4和齿轴5转动，再通过移位齿轮7把力传递给对应的送料齿轮6，从而带动第一料丝向上运动并抽断，第一料丝向上抽出4mm后（4mm为导料仓12底端距喷嘴14的距离，由于在导料仓12与喷嘴14之间设置有加热装置13，该加热装置13可将料丝加热熔融，因此，在料丝抽出约4mm左右后，一般即可使料丝从被加热处抽断）送料电机1停止工作，第一料丝回抽工作完成。送料电机1停止工作后，控制器做出如下运算，即运算（|X₂－X₁|）×d，并将运算结果指令传递给换料电机2，换料电机2开始工作，第三齿轮10转动并带动齿条11做直线运动，齿条11背面左端的两拨片16带动移位齿轮7在送料轴杆9上移位（|X₂－X₁|）×d的距离，若X₂＞X₁，则向料丝实际排列顺序的方向移位，若X₂＜X₁，则向料丝实际排列顺序的反方向移位，使移位齿轮7移位到第二料丝所对应的送料齿轮6处，换料电机2停止工作，此时耗材换料工作完成。接下来要进行耗材挤出工作，即：由控制器控制送料电机1开始正向运动，第一齿轮3转动并带动第二齿轮4和齿轴5转动，再通过移位齿轮7把力传递给对应的送料齿轮6，从而带动第二料丝向下运动挤出到导料仓12（见图3），通过加热装置13后由喷嘴14挤出并成型，实现第二料丝的打印工作。打印耗材的色彩（材质）需要再次更换时，程序重复上述运算，直至完成第M料丝的打印工作，最后控制器读取结束打印指令，由控制器控制送料电机1停止转动，多色彩产品打印完成。

本发明实施例中第一齿轮3、第二齿轮4和第三齿轮10均为直齿圆柱齿轮，齿轴5上的齿、齿条11上的齿以及送料齿轮6的齿部的齿均为直齿。

实施例2：一种3D打印机多色彩立体成型方法。

结合图1～图3，本发明中3D打印机多色彩立体成型方法包括如下步骤：

①设置机架，在机架上设置送料机构（见图1和图2）和出料机构（见图3）。

送料机构包括送料电机1、换料电机2、齿轴5、移位齿轮7、若干送料齿轮6、若干挤压轮8和控制器（图中未示出）。

送料电机1用于驱动齿轴5转动，齿轴5与移位齿轮7啮合。移位齿轮7自由安装于光滑的送料轴杆9上，移位齿轮7由换料电机2驱动并可沿与齿轴5的轴向平行的方向移动。若干送料齿轮6均匀间隔地转动套接在第四齿轮轴17上，送料齿轮6包括连接成一体的齿部和无齿部，在移位齿轮7移动至对应位置时，送料齿轮6的齿部与移位齿轮7啮合。移位齿轮7可移范围、送料齿轮6的排布位置以及齿轴5的长度三者相对应。若干挤压轮8以自由状态安装在轮轴18上，挤压轮8与送料齿轮6的无齿部相对应，用于打印的料丝15自挤压轮8和送料齿轮6的无齿部之间向下穿行。控制器用于控制送料电机1提供送料和退料动力及控制换料电机2驱动移位齿轮7移位。

出料机构包括导料仓12和喷嘴14。导料仓12为上大、下小的漏斗状，自挤压轮8和送料齿轮6之间向下穿行的料丝15向下伸入导料仓12内，再由导料仓12的底部进入喷嘴14，经喷嘴14外的加热装置13加热后，最后由喷嘴14的出口部喷出。

②控制器读取开始打印指令。

一般控制器内程序编写时将料丝15按实际排列顺序（本实施例中将实际排列顺序设为自左向右）依次记为T₁、T₂、……、T_N，N≥2；且将打印过程中所需用到的料丝按先后打印顺序依次记为第一料丝、第二料丝、……、第M料丝；M≥2，M－1为打印过程中所需换色的次数；X₁、X₂、……、X_M均可以取1、2、……、N中的任一个，但是任意相邻的两个数均不相同；初始状态下，移位齿轮7与料丝T_Y相对应，Y可以为1、2、……、N中的任一个，本实施例中以Y=1为例进行说明。

③控制器首先读取打印第一料丝指令，控制器控制换料电机2工作，换料电机2驱动移位齿轮7移位至第一料丝所对应的位置处。

当控制器读取打印第一料丝指令后，由控制器运算（X₁－1）×d，并将运算结果指令传递给换料电机2，换料电机2驱动移位齿轮7向右移位（X₁－1）×d的距离（若X₁=1，则不移位）至第一料丝所对应的位置处。

④控制器控制送料电机1提供送料动力，送料电机1驱动齿轴5正向转动，进而由齿轴5将力传递给与其相啮合的送料齿轮6，送料齿轮6正向转动并使位于送料齿轮6与挤压轮8之间的第一料丝向下穿行进入导料仓12，之后由喷嘴14喷出实现第一料丝的打印。

⑤当控制器读取到打印第二料丝指令时，控制器控制送料电机1提供退料动力，送料电机1驱动齿轴5反向转动，进而由齿轴5将力传递给与其相啮合的送料齿轮6，送料齿轮6反向转动并使位于送料齿轮6与挤压轮8之间的第一料丝向上抽断并回退到导料仓12内，实现第一料丝的回抽工作。

⑥控制器控制换料电机2工作，换料电机2驱动移位齿轮7移位至第二料丝所对应的位置处。

在控制器的控制下，换料电机2驱动移位齿轮7在送料轴杆9上移位（|X₂－X₁|）×d的距离（若X₂＞X₁，则向右移位，若X₂＜X₁，则向左移位），到第二料丝所对应的位置处，换料电机2停止工作。

⑦控制器控制送料电机1正向转动，送料电机1通过齿轴5驱动送料齿轮6正向转动，使第二料丝向下穿行并从喷嘴14喷出，实现第二料丝的打印工作。

⑧重复步骤⑤、⑥、⑦，直至实现第M料丝的打印工作。

⑨控制器读取结束打印指令，由控制器控制送料电机1停止转动，多色彩产品打印完成。

Claims (9)

1.一种3D打印机多色彩立体成型装置，包括机架，安装于机架上的送料机构和出料机构，其特征是，

所述送料机构包括：

送料电机；

换料电机；

齿轴，由所述送料电机驱动；

移位齿轮，与所述齿轴啮合，自由安装于光滑的送料轴杆上，由所述换料电机驱动而可沿与所述齿轴的轴向平行的方向移位；

若干间隔排布并转动套接于齿轮轴上的送料齿轮，所述送料齿轮包括连接成一体的齿部和无齿部，在所述移位齿轮移动至对应位置时，所述齿部可与所述移位齿轮啮合；

若干挤压轮，以自由状态安装于轮轴上，与所述送料齿轮的无齿部相对应，料丝自所述挤压轮和所述送料齿轮之间向下穿行；以及

控制器，用于控制所述送料电机提供送料和退料动力及控制所述换料电机驱动所述移位齿轮移位；

所述出料机构包括：

导料仓，为上大、下小的漏斗状；自所述挤压轮和所述送料齿轮之间向下穿行的料丝向下伸入导料仓；以及

位于下方的与所述导料仓对接的喷嘴。

2.根据权利要求1所述的3D打印机多色彩立体成型装置，其特征是，所述移位齿轮的两端面有间隙地位于两拨片之间，所述两拨片固定于一齿条的背面，所述齿条与所述送料轴杆轴向平行，并与受换料电机所驱动的齿轮相啮合。

3.根据权利要求1所述的3D打印机多色彩立体成型装置，其特征是，所述移位齿轮可移范围、所述送料齿轮的排布位置以及所述齿轴的长度三者相对应。

4.根据权利要求1所述的3D打印机多色彩立体成型装置，其特征是，若干所述送料齿轮均布于所述齿轮轴上。

5.根据权利要求1所述的3D打印机多色彩立体成型装置，其特征是，所述送料电机通过第一齿轮和第二齿轮来驱动所述齿轴；所述第一齿轮安装在第一齿轮轴上，所述第一齿轮轴与所述送料电机的输出轴相接；所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合；所述第二齿轮与所述齿轴同轴。

6.根据权利要求5所述的3D打印机多色彩立体成型装置，其特征是，所述第一齿轮和所述第二齿轮均为直齿圆柱齿轮，所述齿轴上的齿为直齿。

7.根据权利要求2所述的3D打印机多色彩立体成型装置，其特征是，所述齿条为直齿齿条，所述送料齿轮的齿部的齿为直齿。

8.一种3D打印机多色彩立体成型方法，其特征是，包括以下步骤：

①设置机架，在机架上设置送料机构和出料机构，

所述送料机构包括：

送料电机；

换料电机；

齿轴，由所述送料电机驱动；

移位齿轮，与所述齿轴啮合，自由安装于光滑的送料轴杆上，由所述换料电机驱动而可沿与所述齿轴的轴向平行的方向移位；

若干间隔排布并转动套接于齿轮轴上的送料齿轮，所述送料齿轮包括连接成一体的齿部和无齿部，在所述移位齿轮移动至对应位置时，所述齿部可与所述移位齿轮啮合；

若干挤压轮，以自由状态安装于轮轴上，与所述送料齿轮的无齿部相对应，料丝自所述挤压轮和所述送料齿轮之间向下穿行；以及

控制器，用于控制所述送料电机提供送料和退料动力及控制所述换料电机驱动所述移位齿轮移位；

所述出料机构包括：

导料仓，为上大、下小的漏斗状；自所述挤压轮和所述送料齿轮之间向下穿行的料丝向下伸入导料仓；以及

位于下方的与所述导料仓对接的喷嘴；

②各不同颜色的料丝按实际排列顺序依次记为T₁、T₂、……、T_N，N≥2；打印过程中所需用到的料丝按先后打印顺序依次记为第一料丝、第二料丝、……、第M料丝；M≥2，M－1为打印过程中所需换色的次数；X₁、X₂、……、X_M均可以取1、2、……、N中的任一个，但是任意相邻的两个数均不相同；

③开始打印，初始状态下，所述移位齿轮与料丝T_Y相对应，Y为1、2、……、N中的任一个；控制器控制换料电机工作，所述换料电机驱动所述移位齿轮移位至第一料丝T_X1所对应的位置处；

④控制器控制送料电机正向转动，所述送料电机通过所述齿轴驱动送料齿轮正向转动，使第一料丝T_X1向下穿行并从喷嘴喷出，实现第一料丝的打印工作；

⑤当控制器读取打印第二料丝的指令时，控制器控制送料电机反向转动，所述送料电机通过所述齿轴驱动送料齿轮反向转动，使第一料丝断开并回退至导料仓内；

⑥控制器控制换料电机工作，所述换料电机驱动所述移位齿轮移位至第二料丝T_X2所对应的位置处；

⑦控制器控制送料电机正向转动，所述送料电机通过所述齿轴驱动送料齿轮正向转动，使第二料丝向下穿行并从喷嘴喷出，实现第二料丝的打印工作；

⑧重复步骤⑤、⑥、⑦，直至实现第M料丝的打印工作；

⑨控制器读取结束打印指令，由控制器控制送料电机停止转动，多色彩产品打印完成。

9.根据权利要求8所述的3D打印机多色彩立体成型方法，其特征是，步骤①中设置的若干所述送料齿轮均布于所述齿轮轴上；

步骤③具体为：

控制器运算（|X₁－Y|）×d，并在X₁－Y＞0时，控制所述换料电机驱动移位齿轮向料丝实际排列顺序的方向移位（|X₁－Y|）×d的距离，在X₁－Y＜0时，控制所述换料电机驱动移位齿轮向料丝实际排列顺序的反方向移位（|X₁－Y|）×d的距离，在X₁－Y=0时，执行步骤④；d为任意相邻两个料丝之间的距离；

步骤⑥具体为：

控制器运算（|X₂－X₁|）×d，并在X₂－X₁＞0时，控制所述换料电机驱动移位齿轮向料丝实际排列顺序的方向移位（|X₂－X₁|）×d的距离，当X₂－X₁＜0时，控制所述换料电机驱动移位齿轮向料丝实际排列顺序的反方向移位（|X₂－X₁|）×d的距离。