CN104191611A - 一种自动排气喷射的立体打印机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动排气喷射的立体打印机，滑动杆两端分别滑动安装在第一固定杆和第二固定杆上，吊杆滑动安装在滑动杆上，喷射头设在吊杆上，喷射头内设有腔体，打印料箱位于机架上，打印料箱与喷射头的腔体连通，加热机构位于打印料箱外部用于对打印料箱内的打印料进行加热融化；喷射头上设有至少一个与腔体连通的排气孔，排气管道与喷射头的排气孔连通，在排气管道上设有排气阀门；在完成前一层喷射打印之后并进入下一层喷射打印之前，控制机构打开电动阀门以将两层打印料之间的空气通过排气管道排出。本发明的自动排气喷射的立体打印机，将两层打印料之间的空气自动排出，实现均匀出料，保证了立体打印质量。

Description

一种自动排气喷射的立体打印机

技术领域

本发明涉及立体打印机技术领域，尤其涉及一种自动排气喷射的立体打印机。

背景技术

三维立体打印机是快速成型的一种工艺，采用层层堆积的方式分层制作出三维模型，其运行过程类似于传统打印机，只不过传统打印机是把墨水打印到纸质上形成二维的平面图纸，而三维打印机是把液态光敏树脂材料、熔融的塑料丝、石膏粉等材料通过喷射粘结剂或挤出等方式实现层层堆积叠加形成三维实体。依据由CAD构造的产品三维模型，对其进行分层切片，得到各层截面的轮廓。按照这些轮廓，激光束选择性地喷射，固化一层层液态树脂或喷射源选择性地喷射一层层的粘结剂或热熔材料等，形成各截面，逐步叠加成三维产品。

在三维模型的分层处理过程中，加工前须将三维模型上沿成形高度方向离散成一系列有序的二维层片，即每隔一定的间距分一层片，以便提取截面的轮廓。间隔的大小按精度和生产率要求选定。间隔越小，精度越高，但成形时间越长。间隔范围为0.05～0.5mm，常用0.1mm，能得到相当光滑的成形曲面。层片间隔选定后，成形时每层叠加的材料厚度应与其相适应。

在截面加工过程中，根据分层处理的截面轮廓，在计算机控制下，成形头(如激光扫描头或喷头)由数控系统控制，在x-y平面内按截面轮廓进行扫描，固化液态树脂(或切割纸，烧结粉末材料，喷射粘结剂、热熔剂和热熔材料)，得到一层层截面。截面叠加每层截面形成之后，下一层材料被送至已成形的层面上，然后进行后一层的成形，并与前一层面相粘结，从而将一层层的截面逐步叠合在一起，最终形成三维产品。

现有技术中，控制机构先将立体物体分成多层截面，然后控制相应颜色的打印料加热后从喷射头挤出，逐层堆叠形成立体物体。然而，在上一层截面挤出之后并在下一层截面挤出之前，喷射头的腔体内两层打印料之间会产生一段空气腔，由于空气的混入会导致打印料出料不均匀，还可能产生气泡，严重影响了立体打印质量。

发明内容

为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种自动排气喷射的立体打印机，将两层打印料之间的空气自动排出，实现均匀出料，保证了立体打印质量。

本发明提出的一种自动排气喷射的立体打印机，包括：机架、工作台、第一固定杆、第二固定杆、滑动杆、吊杆、喷射头、打印料箱、加热机构、排气管道、排气阀门、第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构和控制机构；

工作台位于机架底部，第一固定杆和第二固定杆平行设置在机架顶部并位于工作台上方，第一固定杆和第二固定杆所在平面与工作台表面平行；

滑动杆两端分别滑动安装在第一固定杆和第二固定杆上，第一驱动机构可驱动滑动杆沿着第一固定杆和第二固定杆水平移动；吊杆滑动安装在滑动杆上，第二驱动机构可驱动吊杆沿着滑动杆水平移动；喷射头设在吊杆上，喷射头内设有腔体，第三驱动机构可驱动喷射头沿着吊杆上下移动；打印料箱设在机架上，打印料箱与喷射头的腔体连通，加热机构位于打印料箱外部用于对打印料箱内的打印料进行加热融化；控制机构与第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构连接用于控制喷射头的喷射位置，控制机构用于控制打印料箱进行出料以进行分层打印；

喷射头上设有至少一个与腔体连通的排气孔，排气管道与喷射头的排气孔连通，在排气管道上设有排气阀门；控制机构与电控阀门连接，在完成前一层喷射打印之后并进入下一层喷射打印之前，控制机构打开电动阀门以将两层打印料之间的空气通过排气管道排出。

优选地，工作台表面为圆形，第一固定杆与第二固定杆之间的距离大于工作台直径。

优选地，工作台表面为矩形，第一固定杆与第二固定杆之间的距离大于工作台边长。

优选地，排气孔位于腔体上部。

优选地，排气阀门为单向截止阀。

本发明中，可以自动地将喷射头的腔体内两层打印料之间的空气排出，实现均匀出料，从而保证了立体打印质量。

附图说明

图1为本发明实施例提出的一种自动排气喷射的立体打印机的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，图1为本发明实施例提出的一种自动排气喷射的立体打印机的结构示意图。

参照图1，本发明实施例提出了一种自动排气喷射的立体打印机，包括：机架1、工作台2、第一固定杆3、第二固定杆4、滑动杆5、吊杆6、喷射头7、打印料箱8、加热机构9、排气管道10、排气阀门11、第一驱动机构12、第二驱动机构13、第三驱动机构14和控制机构；

工作台2位于机架1底部，第一固定杆3和第二固定杆4平行设置在机架1顶部并位于工作台2上方，第一固定杆3和第二固定杆4所在平面与工作台2表面平行；

滑动杆5两端分别滑动安装在第一固定杆3和第二固定杆4上，第一驱动机构12可驱动滑动杆5沿着第一固定杆3和第二固定杆4水平移动；吊杆6滑动安装在滑动杆5上，第二驱动机构13可驱动吊杆沿着滑动杆5水平移动；喷射头7设在吊杆6上，喷射头7内设有腔体70，第三驱动机构14可驱动喷射头7沿着吊杆6上下移动；控制机构与第一驱动机构12、第二驱动机构13、第三驱动机构14连接用于控制喷射头7的喷射位置，具体地，第一驱动机构12、第二驱动机构13分别驱动喷射头7在XY方向进行水平移动，第三驱动机构14用于驱动喷射头7在Z方向进行上下移动，从而实现喷射头7进行XYZ三维空间中进行运动；控制机构用于控制打印料箱8进行出料，以在XYZ的三维空间中实现分层打印；

打印料箱8设在机架1上，打印料箱用于容置打印打印料，打印料箱8与喷射头7的腔体70连通，加热机构9位于打印料箱8外部用于对打印料箱8内的打印料进行加热融化，控制机构用于控制打印料箱8进行出料，从而将融化打印料输送至喷射头7的腔体70中，以在XYZ的三维空间中实现分层打印；

为了实现自动排气效果，在喷射头7上设有至少一个与腔体70连通的排气孔71，具体地排气孔71位于腔体70上部，排气管道10与喷射头7的排气孔71连通并进一步与喷射头7的腔体70连通，并在排气管道10上设有用于控制排气管道10通断的排气阀门11；控制机构与电控阀门11连接，在完成前一层喷射打印之后并进入下一层喷射打印之前，控制机构打开电动阀门11以将两层打印料之间的空气通过排气管道10排出，从而实现均匀出料，避免了融化打印料中混入气泡，从而保证了打印质量。

其中，根据打印物体的尺寸和形状要求，工作台表面可设置为圆形，第一固定杆3与第二固定杆4之间的距离大于工作台2直径，或者，工作台表面可设置为矩形，第一固定杆3与第二固定杆4之间的距离大于工作台2边长；通过该设置，可以保证在工作台2上完成预定尺寸和形状的立体打印。

其中，设在排气管道11上的排气阀门11为单向截止阀，腔体内空气可以排到外部，而外部空气不能进入腔体内。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种自动排气喷射的立体打印机，其特征在于，包括：机架(1)、工作台(2)、第一固定杆(3)、第二固定杆(4)、滑动杆(5)、吊杆(6)、喷射头(7)、打印料箱(8)、加热机构(9)、排气管道(10)、排气阀门(11)、第一驱动机构(12)、第二驱动机构(13)、第三驱动机构(14)和控制机构；

工作台(2)位于机架(1)底部，第一固定杆(3)和第二固定杆(4)平行设置在机架(1)顶部并位于工作台(2)上方，第一固定杆(3)和第二固定杆(4)所在平面与工作台(2)表面平行；

滑动杆(5)两端分别滑动安装在第一固定杆(3)和第二固定杆(4)上，第一驱动机构(12)可驱动滑动杆(5)沿着第一固定杆(3)和第二固定杆(4)水平移动；吊杆(6)滑动安装在滑动杆(5)上，第二驱动机构(13)可驱动吊杆沿着滑动杆(5)水平移动；喷射头(7)设在吊杆(6)上，喷射头(7)内设有腔体(70)，第三驱动机构(14)可驱动喷射头(7)沿着吊杆(6)上下移动；打印料箱(8)设在机架(1)上，打印料箱(8)与喷射头(7)的腔体(70)连通，加热机构(9)位于打印料箱(8)外部用于对打印料箱(8)内的打印料进行加热融化；控制机构与第一驱动机构(12)、第二驱动机构(13)、第三驱动机构(14)连接用于控制喷射头(7)的喷射位置，控制机构用于控制打印料箱(8)进行出料以进行分层打印；

喷射头(7)上设有至少一个与腔体(70)连通的排气孔(71)，排气管道(10)与喷射头(7)的排气孔(71)连通，在排气管道(10)上设有排气阀门(11)；控制机构与电控阀门(11)连接，在完成前一层喷射打印之后并进入下一层喷射打印之前，控制机构打开电动阀门(11)以将两层打印料之间的空气通过排气管道(10)排出。

2.根据权利要求1所述的自动排气喷射的立体打印机，其特征在于，工作台表面为圆形，第一固定杆(3)与第二固定杆(4)之间的距离大于工作台(2)直径。

3.根据权利要求1所述的自动排气喷射的立体打印机，其特征在于，工作台表面为矩形，第一固定杆(3)与第二固定杆(4)之间的距离大于工作台(2)边长。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的自动排气喷射的立体打印机，其特征在于，排气孔(71)位于腔体(70)上部。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的自动排气喷射的立体打印机，其特征在于，排气阀门(11)为单向截止阀。