CN103921442A - 一种设置有辅助多功能模块的环保4d快速成型机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设置有辅助多功能模块的环保4D快速成型机，包括控制模块、存储模块、成型模块、机械模块、电路模块、通信模块、耗材与辅助模块中的一个或多个，其特征在于：在所述4D快速成型机中还设置有辅助多功能模块，该模块与控制模块、存储模块、通信模块、机械模块中的一个或多个相连，所述辅助多功能模块可以由原料回收组件、辅助打磨组件、辅助抛光组件、辅助上色组件中的一个或多个构成。本发明使得4D快速成型机具备了打磨、抛光、上色、原料回收再利用能力。

Description

一种设置有辅助多功能模块的环保4D快速成型机

技术领域

本发明属于快速成型技术领域，具体涉及一种设置有辅助多功能模块的环保4D快速成型机。

背景技术

4D快速成型俗称4D打印，它可以将未成形的材料或模型放置一段时间，在没有外力作用的情况下自动成型或者改变为使用者所需要的模样，也可以在成型过程中边成型、边改变形状和性质，如光固化过程其实就是4D快速成型的一个特例，其液体材料在特定波长的光源照射条件下、在很短时间内由液态变为固态，如果这一过程时间持续的更长、在成型过程中跨越的环节更多、材料发挥的自主性作用更强，那么它就是通常意义的4D快速成型。4D快速成型机在传统三维快速成型机的基础上增加了时间维度，即在成型前、过程中和过程后，除了要将传统的XYZ三坐标运动控制信息计算并实现出来之外，还要将成型材料的初始状态、成型过程中的实时状态、成型后的延续状态计算并实现出来。从技术角度来说，当时间维度的参数为零时，4D快速成型设备即为3D快速成型设备，3D打印是4D打印的一种特殊形式，即4D打印包含了3D打印。4D快速成型的技术内涵有三个范畴，第一个范畴是当成型材料没有经过4D成型机的处理或者简单处理条件下，在一段时间内自动变成使用者所需的形状与性质，这种情况下材料通常具有可编程性和记忆性，如记忆合金等；第二个范畴是当成型材料在经过成型机处理和成型的过程中自动变成使用者所需的形状与性质，这种情况下材料除了具有可编程性和记忆性之外、还需要4D成型机具有对应的接触和非接触式处理手段，如光源照射、温度控制、湿度控制、电磁控制、声波控制、磁力控制、机械控制、生化控制等，紫外灯光固化就是其中一种光源照射控制形式；第三个范畴是当成型材料经过成型机处理之后，在一段时间内自动变成使用者所需的形状与性质，这种情况下材料须具有可编程性、记忆性、延展性和可扩展性。4D打印在传统快速成型设备的基础上，融合了计算机辅助设计与制造技术、热熔技术、激光技术、模拟控制技术、数控技术、机械加工与制造技术、化学化工、生物工程、材料、系统工程等多项技术，通过三维扫描仪或计算机辅助设计软件制作三维模型，运用软件分层离散、切片和数控成型系统，读取文件中的横截面信息，利用激光束、热熔喷嘴、切削打磨等方式将木质、金属、陶瓷、塑料或细胞组织等特殊材料进行分层加工制造、热熔沉积、光固化或粉末烧结，将物体截面进行逐层处理、堆积、黏结，最终形成实物及模型。

当前4D快速成型技术已开始应用在传统三维快速成型的领域中，并且有逐步替代的趋势，如在艺术创意、开模验证、模具生产、机械加工、卫生医疗、航空航天、影视器材、手办动漫、科研教学、文物保护与研究、奢侈品与珠宝首饰、工程建筑等领域可以有广泛的使用。4D快速成型不仅可以像3D快速成型技术这样直接制造出各种模型及产品，还可以生产出半成品让其自动成型从而节省时间、并实现一些3D成型无法完成的理化和生物过程；还可利用4D成型设备制造医学和生物制品，如假牙、关节、角膜、骨骼、假肢、细胞、表皮、肌肉、韧带和血管等活体组织，也可制造出肺脏、心脏、大脑等人体器官，这些组织和器官可以一次成型也可以在时间维度内自由生长。

4D快速成型的原理是：使用者先输入单一或者混合材料构成的液态、气态、固态或其混合状态材料，固态材料可以为粒状、线材、粉末、样条、块状或其他形状，液态材料可以是胶体、树脂、有机或无机混合溶液，这些材料可以是可编程材料或者具有记忆性的材料。通过三维扫描或软件建模，将目标模型通过分析软件切分为一组二维平面，以其中一层平面为起始，以热熔堆砌、分层实体制造、光固化、粉末烧结、多相喷射固化、多孔喷射成型、选域黏着热压成型、层铣、直接壳法铸造、激光工程净成型等方式逐层来将切片模型实现，各个切片实现出来的实体融为一体，也可以进行整体材料切削、加压加固成型，在这个过程中有选择性的施加声波、光波、电磁波、超声波、温度、湿度、大气压强、机械干预、生化干预等方式，或者依靠材料特性自然发生理化及生物变化，使每层切片实体都能在一定时间内发生一个或多个指定趋势的变化，从而整个模型在成型过程前、过程中或过程后都可以在指定时间内形成使用者所需要的形状及理化生物特性。

从而4D快速成型比3D快速成型及传统制造业的加工方式有了质的飞越，提升了可成型产品的精度、速度、材料种类和特性，降低了制造流程的复杂度和时间损耗，能够生产出3D快速成型和传统制造业所无法生产的产品、实现其二者无法实现的功能。如，虽然3D快速成型将传统制造业进行了大幅提升，生产一个模具或者模型从以天甚至周为单位的时间损耗降低到以分钟或小时为单位，但当一个水管内被淤泥堵塞，需要快速成型一个能直接放置到水管中间的T型物将淤泥拉出、而不能把淤泥推入、且在插入杆时不能影响淤泥的当前状态，此时3D快速成型机无法做出这样的模型，但是4D快速成型机可以做出一款具有定时弯折功能的记忆性直杆，将该直杆插入水管中部，该直杆在时间作用下若干分钟后会发生弯折、形成T型，从而完成该任务。这就是模型在成型后随时间变形的一个典型应用。再如利用一款精度不高的4D快速成型机制作一个人头像，其现场成型层厚为0.15毫米，但所采用材料具有随时间的自动平滑特性、或在4D快速成型机的相应干预措施下具有随时间的自动平滑性质，则在成型过程中即开始自动平滑，从而在人像成型完毕时自动变成了层厚0.05毫米，此时该低成本的4D快速成型设备就实现了比自身成型精度高3倍的产品功能，具备该精度的3D快速成型设备价格会比该4D快速成型机昂贵几十倍到上百倍。

当前的4D快速成型机不具备打磨、抛光、上色、原料回收再利用能力，所要成型的打磨、抛光、上色、原料回收再利用工作只能在其他响应的专业设备或者平台上完成，这些缺陷大大降低了4D快速成型机的成型效果、整体成型与使用效率、缩小了其应用范围、增加了其整体使用的复杂度，面向非专业人士或普通民众进行普及使用由此受到了极大的技术层面、操作层面和相关配套设备的限制。

因此，开发一种可同时面向专业与非专业人士、从业人员与普通民众、可具有打磨、抛光、上色、原料回收再利用一条龙的操控能力、可像使用计算机或普通4D打印机一样容易便捷、可在打印同时辅助动作或者打印成型后进行离线辅助动作的4D快速成型设备是业界需要解决的问题。

本发明的目的在于提供一种能够在4D快速成型机上即完成打磨、抛光、上色、原料回收再利用等直至进行自动成型的整套工作的4D快速成型机。

发明内容

结构新颖性与独特性：本发明所述原理与功能条件下将具有独特的新型结构，由于字数关系本文只详细描述具体如图1为的一种设置有辅助多功能模块的环保4D快速成型机实例，除了控制模块、存储模块、电路模块、通信模块、耗材与辅助模块等之外，其结构包括：圆柱体机身机械模块（1）、可旋转旋转针型打印机头即成型模块（2）（12）、可旋转作品成型工作台（3）、贴于圆柱壁上的打磨组件（4）、与针型打印模块（2）（12）相连的原料罐组件（5）、贴于圆柱壁上另一侧的节能组件，所述节能组件包括吸头（6）、能使吸头（6）和打磨组件（4）做螺旋运动的的执行动力组件8）、将原料罐（5）与吸头（6）相连的软管（11）、抛光组件（7）、上色组件（9）以及使原料罐做旋转运动的动力杆（13）。所述原料罐可包含左、右心室、所述右心室可包含上、下心室，所述下心室可包含左、右心房，在左心室里可装有上色所需原料。在上下心室之间可装有高效分离组件用于分离原材料和辅助材料，上心室还可装有一个电动旋转机形成压强使多余的原料通过吸嘴软管回到原料罐。辅助支架组件与右心室相连，所述辅助打磨组件可包括伸缩打磨头；辅助抛光组件可包括伸缩抛光头；辅助上色组件可包括伸缩上色针头、左心室原料罐以及与左心室原料罐相连的软管扥。不同组件之间可以同时工作也可单独工作。图2则为本发明中一种设置有辅助多功能模块的环保4D快速成型机的一种新型结构框图。

 

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种设置有辅助多功能模块的环保4D快速成型机，包括控制模块、存储模块、成型模块、机械模块、电路模块、通信模块、耗材与辅助模块等中的一个或多个模块，其特征在于：在所述4D快速成型机中还设置有辅助多功能模块，该模块与控制模块、存储模块、通信模块、机械模块中的一个或者多个相连，所有模块之间可分离也可一体，每个模块可有单个也可有多个且位置可任意排布。所述辅助多功能模块可以由原料回收组件、辅助打磨组件、辅助抛光组件、辅助上色组件中的一个或多个构成。本发明通过在传统4D快速成型机基础上增加了辅助多功能模块，使得4D快速成型机具备了可在打印同时辅助动作或者打印成型后进行离线辅助动作的能力，操作简单且使用门槛低、成型效率高、智能化，此种4D快速成型机易普及、大众化并使4D打印工作系统化、整体化。

本发明所述的4D快速成型机，包括4D熔融沉积快速成型机（4Dfdm），4D立体光刻成型机（4Dsla），4D选择性激光烧结机（4Dsls），4D分层实体制造机（4Dsom），4D层合实体制造机（4Dlom），4D多相喷射固化机（4Dmjs），4D多孔喷射成型（4Dmjm），4D激光工程净成型机(4Dlens），4D直接壳法产品铸造机（4Ddspc），4D层铣机（4Dlmp），4D选域黏着及热压成型（4Dsahp）。使用者可通过操作系统模块、通信模块的共同工作或者二者之一进行收发设计模型、图纸和控制指令的过程，从而直接成型输出、制作出实物，也可以实现4D快速成型设备远程控制、共享控制、网格化和云平台化。

上述4D快速成型机中的辅助多功能模块的输入或输出数据及指令可以存储在存储模块内，辅助多功能模块的输入或输出数据及指令可以驱动或者来源于控制模块、通信模块，辅助多功能模块的输入或输出数据及指令可以直接作用于成型模块、也可以通过控制模块作用于成型模块，辅助多功能模块和控制模块可以同时或者分时针对多种类、多数量通信对象所传输来的数据进行存储和分析，也可以同时接受多种类、多数量通信对象的控制指令并给与反馈指令或信息，在通信过程中辅助多功能模块可以与通信模块协调配合工作也可以是二者之一独立工作。

本发明所述的辅助抛光组件，包括化学抛光、超声波抛光、流体抛光、磁研磨抛光、电研磨抛光等。

本发明所述的化学抛光指让材料在化学介质作用下表面微凸出的部分较凹部分优先溶解，从而得到平滑面。这种方法的主要优点是不需复杂设备，可以抛光形状复杂的工件，可以同时快速抛光多工件，效率高。抛光液可采用无烟无气味的药水，可实现对环境无污染，也可实现溶液再生。所有类型的抛光液均适合本组件。化学抛光能抛光各种不同规则、不同形状的复杂工件，这是机械抛光无法取代的。以电化学抛光为例，该抛光过程分为两步：（1）宏观整平，溶解产物向电解液中扩散，材料表面几何粗糙下降，Ra可＞1μm。（2）微观平整，阳极极化，表面光亮度提高，Ra可＜1μm。

本发明所述的超声波抛光是将工件与磨料悬浮液接触，并置于超声波场中，依靠超声波的振荡作用，使磨料在工件表面磨削抛光，所有类型的悬浮液与磨料均适合本组件；也可以直接用超声波作用于物体达到抛光目的。

本发明所述的流体抛光是依靠高速流动的液体、可携带磨粒冲刷工件表面达到抛光的目的。常用方法有：磨料喷射加工、液体喷射加工、流体动力研磨等。流体动力研磨可由液压驱动，使可携带磨粒的液体介质高速流过工件表面。介质可采用在较低压力下流过性好的特殊化合物（例如聚合物状物质）并可掺入磨料制成，所有类型的磨料均适合本组件，如磨料可采用碳化硅粉末等材料制成。    

本发明所述的磁研磨抛光利用磁性磨料在磁场作用下形成磨料刷，对工件磨削加工，所有类型的磁性磨料均适合本组件，也可以由磁场直接作用于物体达到抛光目的；本发明所述的电研磨抛光利用电性磨料在电磁场作用下形成磨料刷，对工件磨削加工，所有类型的电性磨料均适合本组件，也可以由电场直接作用于物体达到抛光目的。

本发明所述的原料回收组件采用原料容器回收方式，所有类型的原料容器均适合本组件，如原料盒或原料罐、原料仓、原料室、原料槽、原料斗、原料兜、原料器、原料皿、原料卷、原料轮、原料袋、原料包等具体形式，形状和空间位置均可。所述回收方式可以是靠重力作用直接收集、或由吸嘴将多余的或未被利用的原料通过管道重新吸入原料容器内直接利用或者分离后进行再利用。所述分离方式可包括物理分离和化学分离，物理分离方式可包括：比重、融点、凝点、过滤、沉降、挥发、超重力、沸点、浮潜等方式。 化学分离方式可包括：溶解度（溶于水、溶剂）等方式。

本发明所述的辅助打磨组件，包括气体打磨、液体打磨、电磁打磨、超声打磨、磁性打磨、电场打磨、气动打磨、电动打磨等具体方式。

本发明所述的气动打磨是通过马达、电机或涡轮等不限类型的装置将电能或化学能转换为气体的动能，转换装置可在下文简称马达。马达可以采用气动方式将空气压力能转换为旋转的机械能并产生旋转运动的气动执行元件，气动马达工作安全，具有防爆性能，同时不受高温及振动的影响；可长期满载工作，而温升较小；功率范围及转速范围均较宽，功率小至几百瓦，大至几万瓦；转速可从每分钟几转到几万转；具有较高的起动转矩．能带载启动；结构简单，操纵方便，维修容易，成本低。本发明所述的电动打磨主要用电源提供动力，无需提供气泵，免去因为气源等因素困扰的同时还可为用户节约生产成本。具有行程长、效率高、节能、环保且经济实用的特点。

本发明所述的气体打磨是通过马达、电机或涡轮将电能或化学能转换为气体的动能，通过指令使得辅助打磨组件对特定区域进行气体冲击，使其产生极高的平整度，即利用气体的冲击从而直接作用于模型形成打磨效果，所有类型气体均适用于本组件；本发明所述的液体打磨是通过马达或涡轮将电能或化学能转换为液体的动能，通过指令使得辅助打磨组件对特定区域进行液体冲击，使其产生极高的平整度，即利用液体的冲击从而直接作用于模型形成打磨效果，所有类型液体均适用于本组件；本发明所述的电磁打磨是将电能或化学能转换为电磁波的电磁能，通过指令使得辅助打磨组件对特定区域进行电磁辐射与作用，即利用电磁波从而直接作用于模型形成打磨效果，所有类型电磁波均适用于本组件；本发明所述的磁性打磨是将电能或化学能转换为磁能，通过指令使得辅助打磨组件对特定区域进行磁性作用，即利用磁性从而直接作用于模型形成打磨效果，所有类型磁性均适用于本组件；本发明所述的电场打磨是将电能或化学能转换为电场的电能，通过指令使得辅助打磨组件对特定区域进行电场作用，即利用电场从而直接作用于模型形成打磨效果，所有类型电场均适用于本组件；本发明所述的超声打磨是将电能或化学能转换为超声波，通过指令使得辅助打磨组件对特定区域进行超声作用，即利用超声波从而直接作用于模型形成打磨效果，所有类型超声波均适用于本组件。

本发明所述的辅助上色组件，包括激光着色、自动喷涂、电磁着色、超声着色、光学着色、温控着色、磁性着色、电性着色等方式。

本发明所述的激光着色的原理是用激光打出极细的空隙然后再进行染色，通过代码使得辅助上色组件获得指令，对特定区域进行激光照射，使其产生极细的空隙，然后再进行自动喷色，这种着色方式使得成品的整体都着色，不只是停留在表面，可很好的解决成品表面退色问题。经过激光处理的表面往往更耐磨损、抗撕扯,特别是在高温条件下,这些表面比油漆表面更加耐用。

本发明所述的自动喷涂方式有简易喷漆，散枪喷漆，夹模喷漆，边模喷漆，碳化铬自动喷涂，碳化钨喷涂，超音速自动喷，自动喷涂，两轴或多轴往复喷涂，X-Y轴喷涂，涂胶机，电弧喷漆机，高压无气喷漆，双组份喷漆，微型电脑集成一体化的自动喷涂等等。自动喷涂的原理是将涂料分散成雾状喷涂于被涂物的一种涂装设备。自动喷涂方式有如下优点，其一，有极高的喷涂效率；其二，极佳的表面质量。喷涂涂层平整、光华、致密、无刷痕、滚痕、和颗粒；其三，延长涂层使用寿命。高压无气喷涂能使涂料颗粒深入物体空隙，使漆膜与物体形成机械咬合，增强涂料附着力，延长使用寿命；其四，轻而易举地攻克拐角、空隙和凹凸不平的难刷部位；其五，节省涂料。

本发明所述的简易喷漆，其步骤是可先打磨平整，接着可大致抛光，然后可是上色过程，为保证漆面均匀，不造成漆面过厚、褶皱，喷漆过程中可不在喷漆的物体上有停留，最后打磨光亮。本发明所述的散枪喷漆，即可不需要喷漆模具的喷涂方式。可用压缩空气作为动力使油漆从喷枪嘴中喷出呈雾状而覆于工件的一种涂漆方式。本发明所述的夹模喷涂和边摸喷涂，可用压缩空气作为动力使油漆从喷枪嘴中喷出呈雾状而只得覆于工件的涂漆方式。成品一般可配置喷漆模具以确定喷涂位置，不要求喷剂的位置被模具覆盖，喷漆模具可分为边模和夹模两种：边模适合于喷涂工件的平面位置，工件可借助手的动作定位。夹模可用于喷涂工件的立体部位，工件可置于夹模内夹持定位。本发明所述的超音速自动喷涂，可对点火位置、起喷位置、喷涂范围进行编程，可对喷涂遍数、喷枪移动速度等喷涂参数进行设定，移动速度可分高低速档控制，可喷涂碳化钨、碳化铬等多种材料。本发明所述的两轴或多轴喷涂可完成X轴、Y轴、平面及矩形框四种标准行走模式，也可采用数控系统设置成画圆等曲线、曲面、立体行走模式。本发明所述的X-Y轴喷涂，可采用人机界面操控，可使用伺服驱动机械手的模式，可采用X/Y轴高速滑台，可左右旋转喷涂产品表面及四个侧面，实现全自动化高速循环喷涂，性能稳定，膜厚均匀，也可设定程序、修改参数，可全自动化高速循环喷涂，可选自动、手动静电除尘配置、喷涂与烘烤可选搭配一体，省人力，可使喷枪、气压等参数数字化、触摸化，也可在组件内配置高效过滤送风，可达万级净化。本发明所述的涂胶喷涂，可将液态胶水涂在物体上，如纺织品、纸盒或者皮革表面等均不受限制。具体组件形式可如：鼓式涂胶机、双作用涂胶机、双工位升降涂胶机等。该上色组件可通过气压将胶水或者油漆之类的液体喷涂到所需要的产品上，可采用多轴联动和自动化操作，同时可编程控制路径喷涂，喷涂厚度和时间均可设定，简单易操作。本发明所述的电弧喷涂，可利用燃烧于两根连续送进的金属丝之间的电弧来熔化金属，用高速气流把熔化的金属雾化，并对雾化的金属粒子加速使它们喷向工件形成涂层。电弧喷涂是钢结构防腐蚀、耐磨损和机械零件维修等实际应用工程中最普遍使用的一种热喷涂方法。本发明所述的高压无气喷涂，是一较先进的喷涂方法，其可采用增压泵将涂料增至高压（常用压力60-300kg/cm2），获得高压的涂料通过高压软管输送到喷枪，经由喷嘴释放压力形成雾化，通过很细的喷孔喷出，使涂料形成扇形雾状。在喷大型板件时，可达3-5M3/min，并能喷涂较厚的涂料，由于涂料里可不混入空气，以及较高的涂料传递效率和生产效率，从而在物体表面形成致密的涂层，使无气喷吐表面质量明显的优于空气喷涂。本发明所述的双组份喷涂，其原理是指双组份漆的固化剂在喷涂施工时才和主剂按一定容积比混合，双组份喷漆方式有如下优点，其一，减少了事先人为混合过量造成的浪费；其二，有些快速固化的双组份漆不能事先人为混合，只能边喷边混合。双组份喷涂设备可分为枪外混合型，枪内混合型，机械配比型，电子配比等诸多类型。本发明所述的微型电脑集成一体化的自动喷涂，可提升成型质量、大幅度提高成型效率、降低原料消耗节约成本、改善员工工作环境、保障员工身体健康、解决对外界环境污染问题，增加4D快速成型机高效、节能、环保的三大特点。

本发明所述的电磁着色是将电能或化学能转换为电磁能，通过指令使得辅助着色组件对特定区域进行电磁作用，通过电磁作用使材料发生色彩变化，即利用电磁波从而直接作用于模型形成着色效果，所有类型电磁波均适用于本组件；本发明所述的超声着色是将电能或化学能转换为超声波，通过指令使得辅助着色组件对特定区域进行超声波作用，通过超声波使材料发生色彩变化，即利用超声波从而直接作用于模型形成着色效果，所有类型超声波均适用于本组件；本发明所述的光学着色是将电能或化学能转换为光能，包括可见光和不可见光、包括红外光、紫外光等具体形式，通过指令使得辅助着色组件对特定区域进行光学照射，通过光学照射作用使材料发生色彩变化，即利用光能从而直接作用于模型形成着色效果，所有类型光波均适用于本组件；本发明所述的磁性着色是将电能或化学能转换为磁能，通过指令使得辅助着色组件对特定区域进行磁性作用，通过磁性作用使材料发生色彩变化，即利用磁性从而直接作用于模型形成着色效果，所有类型磁性均适用于本组件；本发明所述的电性着色是将电能或化学能转换为电场能，通过指令使得辅助着色组件对特定区域进行电场作用，通过电场作用使材料发生色彩变化，即利用电场从而直接作用于模型形成着色效果，所有类型电场均适用于本组件；本发明所述的温控着色是将电能或化学能转换为热能，通过指令使得辅助着色组件对特定区域进行热辐射作用，通过热辐射使材料发生色彩变化，即利用热辐射从而直接作用于模型形成着色效果，所有类型热辐射均适用于本组件。

上述辅助多功能模块及其原料回收组件、辅助打磨组件、辅助抛光组件、辅助上色组件等功能也可通过增加原料回收组件、辅助打磨组件、辅助抛光组件、辅助上色组件适配器来实现，通过对适配器进行操作来驱动4D快速成型机工作，或者直接使用适配器来完成辅助功能。

本发明所述的辅助多功能模块与所述4D快速成型机为一体结构或分体结构。当二者为一体结构时，该辅助多功能模块与4D快速成型机为不可分离状态;当二者分为分体结构时，该辅助多功能模块可通过诸如适配器的方式来实现。所述操作系统模块与所述4D快速成型机之间可设置有具有一定物理和化学生物特性连接部件，能根据需要进行拆分、组合、变换。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术和产品相比，本发明避免了当前4D快速成型机无法进行打磨、抛光、上色、原料回收和再利用的不便局面，简化了4D打印操作链条的整体流程、增加了整体效率、节约了快速成型的附加资源损耗、人力物力和时间浪费，具有极大的扩展性和实用性。

附图说明

为进一步说明本发明，下面结合附图和实施示例，对本发明进一步说明。

图1为本发明的一种新型节能带有辅助打印装置的4d打印机实例，除了控制模块、存储模块、电路模块、通信模块、耗材与辅助模块等之外，其结构包括：机身机械模块（1）、针型打印机头即成型模块（2）（12）、作品成型工作台（3）、贴于圆柱壁上的打磨组件（4）、与针型打印模块（2）（12）相连的原料罐组件（5）、贴于圆柱壁上另一侧的节能组件，所述节能组件包括吸头（6）、能使吸头（6）和打磨组件（4）做螺旋运动的的执行动力组件8）、将原料罐（5）与吸头（6）相连的软管（11）、抛光组件（7）、上色组件（9）以及使原料罐做旋转运动的动力杆（13）。所述原料罐分为左、右心室、所述右心室分为上、下心室，所述下心室分为左、右心房，在左心室里装有上色所需原料。在上下心室之间装有高效分离组件用于分离原材料和辅助材料，上心室还装有一个电动旋转机形成压强使多余的原料通过吸嘴软管回到原料罐。所述辅助支架组件与右心室相连，所述辅助打磨组件包括可伸缩打磨头；辅助抛光组件包括可伸缩抛光头；辅助上色组件包括可伸缩上色针头、左心室原料罐以及与左心室原料罐相连的软管。不同组件之间可以同时工作也可单独工作。

作为优选，成型模块采用针型打印针头，以减少未被利用的原料。所述打磨组件用于作品表面，360度打磨，对于复杂作品个别位置无法打磨的将采取溶解等手段。所述节能组件，在作品成型台转动的同时，动力装置支持平行杠杆与平行导轨上下左右运动，做到全方位的吸收，使原料浪费最小化。所述软管采用特殊尼龙材质。为了完成上述功能，则机械模块、成型模块、原料回收组件在原有的基础上增加了同时打印辅助支架功能，摆脱了原有打印造型的束缚，所述辅助支架功能，通过使用打印针头打印辅助支架，使打印更加方便、稳定，所打印的辅助支架通过溶解、等方法将辅助支架与成品分离。所述辅助抛光组件，采用物理及化学方式以达到成品表面光滑的效果。所述辅助上色组件，采用激光着色或自动喷涂方式试成品外观更加美观。

图2为本发明中一种设置有辅助多功能模块的环保4D快速成型机的一种结构框图。

以上显示和描述了本发明一种设置有辅助多功能模块的环保4D快速成型机的基本原理、主要特征和优势。本行业或相关行业的从业人员或者技术人员应该清楚知道，本发明不受上述实施示例的限制，上述实施示例和说明书中描述的只是说明本发明的基本原理，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范畴内，本发明要求保护有所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种设置有辅助多功能模块的环保4D快速成型机，包括控制模块、存储模块、成型模块、机械模块、电路模块、通信模块、耗材与辅助模块中的一个或多个模块，其特征在于：在所述4D快速成型机中，还设置有辅助多功能模块，辅助多功能模块支持使用者在本地操作、本机操作，也支持使用者通过有线或无线通信方式联机操作、远程操作，使用者可以是人也可以是计算机等其他设备。

2.根据权利要求1所述的一种设置有辅助多功能模块的环保4D快速成型机,其特征在于：除了传统快速成型机的结构之外，本发明还可包括圆柱体机身机械模块、可旋转针型打印机头即成型模块、可旋转作品成型工作台、贴于圆柱壁上的打磨组件、与针型打印模块相连的原料罐组件、贴于圆柱壁上另一侧的节能组件，所述节能组件可包括吸头、能使吸头和打磨组件做螺旋运动的的执行动力组件、将原料罐与吸头相连的软管、抛光组件、上色组件以及使原料罐做旋转运动的动力杆。

3.根据权利要求1所述的一种设置有辅助多功能模块的环保4D快速成型机，其特征在于：辅助多功能模块可以由原料回收组件、辅助打磨组件、辅助抛光组件、辅助上色组件中的一个或多个构成。

4.根据权利要求1所述的一种设置有辅助多功能模块的环保4D快速成型机，其特征在于：所述辅助多功能模块与控制模块、存储模块、通信模块连接，操作系统模块、控制模块、存储模块、成型模块、机械模块、电路模块、通信模块、耗材与辅助等模块之间可以是一体的也可以是分离的，每个模块可以有一个以上且位置可任意排布，每个模块可以是实体模块也可以是虚拟模块。

5.根据权利要求4所述的一种设置有辅助多功能模块的环保4D快速成型机，其特征在于：当某个任意模块具有多个时它们之间可以是一体的也可以是分离的，它们之间可以是紧密结合的也可以是松散耦合的；多个相同模块所构成的模块组之间可以是一体的也可以是分离的，组与组之间可以是紧密结合的可以是松散耦合的；所有模块和模块组的位置可以任意排布。

6.根据权利要求1所述的一种设置有辅助多功能模块的环保4D快速成型机，其特征在于：所述的辅助多功能模块与4D快速成型机为一体或分体结构，控制模块、存储模块、成型模块、机械模块、电路模块、通信模块、耗材与辅助模块与4D快速成型机之间均可为一体或分体结构。

7.根据权利要求1所述的一种设置有辅助多功能模块的环保4D快速成型机，其特征在于：所述辅助多功能模块及其他模块的二者之一或者二者组合，可以供一位使用人员、或同时供多位使用人员在本地或者远程使用和交互操作，可以同时或分时与多台计算机进行数据和指令的单向或双向交互传输，也可以同时或分时与多台其他设备进行数据和指令的单向或双向交互传输。

8.根据权利要求3所述的一种设置有辅助多功能模块的环保4D快速成型机，其特征在于：本发明所述的辅助打磨组件，可包括气体打磨、液体打磨、电磁打磨、超声打磨、磁性打磨、电场打磨、气动打磨、电动打磨等具体结构和方式；本发明所述的辅助上色组件，可包括激光着色、自动喷涂、电磁着色、超声着色、光学着色、温控着色、磁性着色、电性着色等结构和方式；本发明所述的辅助抛光组件，包括化学抛光、超声波抛光、流体抛光、磁研磨抛光、电研磨抛光等结构和方式；本发明所述的原料回收组件采用原料容器回收方式，原料容器不受具体形状和结构的限制、如原料盒或原料罐、原料仓、原料室、原料槽、原料斗、原料器、原料皿、原料兜、 原料卷、原料轮、原料袋、原料包等结构和方式均可。

9.根据权利要求8所述的一种设置有辅助多功能模块的环保4D快速成型机，其特征在于：本发明所述的自动喷涂方式可包含简易喷漆，散枪喷漆，夹模喷漆，边模喷漆，碳化铬自动喷涂，碳化钨喷涂，超音速自动喷，自动喷涂，两轴或多轴往复喷涂，X-Y轴喷涂，涂胶机，电弧喷漆机，高压无气喷漆，双组份喷漆，微型电脑集成一体化的自动喷涂等具体结构和方式。