CN104690973B - 一种3d打印机及其续料换料换色装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D打印机的续料换料换色装置，包括底座、导料系统、滑台系统和进料机构，其中：导料系统和滑台系统安装在底座上；导料系统包括导料控制机构和多个导料机构，多个导料机构平行设置，导料控制机构连接并控制多个导料机构传送丝料；滑台系统包括滑台和滑轨，滑台可在滑轨上来回滑动，滑轨的方向与平行设置的多个导料机构的方向互相垂直；进料机构安装在滑台上，通过随滑台在滑轨上移动位置，以使得进料机构的输入端可以与任意一个导料机构的输出端相连。本发明提供的3D打印机及其续料换料换色装置，实现3D打印的续料、换料或换色功能，从而增强了3D打印的连续性，并且可以实现多色或多种材料的打印任务。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印领域，尤其涉及一种3D打印机及其续料换料换色装置。
背景技术
3D打印技术发展非常迅速，目前主流的3D打印技术包括熔融层积成型技术(FDM)、光固化成型法(SLA)、粉末粘接法和激光烧结法等，而熔融层积成型技术(FDM)运用最为广泛。熔融层积成型技术是将丝状的热熔性加热融化，常用的材料为ABS和PLA，然后由行走机构确定位置，通过一个具有微细喷嘴的打印头，把加热融化的热熔材料从喷嘴喷出，沉积在制作面板或者前一层已固化的材料上，温度低于固化温度后开始固化，通过材料的层层堆积形成最终的模型成品。虽然目前已经实现了模型的3D打印，但是在打印过程中，经常遇到料盘的材料不够，造成打印中断，影响打印工作的连续性，从而可能导致模型打印中途而废，另外现有的3D打印技术通常是单色且单一材料的打印，而如果需要实现多色或多种材料的打印，困难较大。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种3D打印机及其续料换料换色装置，实现3D打印的续料、换料或换色功能，从而增强了3D打印的连续性，并且可以实现多色或多种材料的打印任务。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明公开了一种3D打印机的续料换料换色装置，包括底座、导料系统、滑台系统和进料机构，其中：
所述导料系统和所述滑台系统安装在所述底座上；
所述导料系统包括导料控制机构和多个导料机构，所述多个导料机构平行设置，所述导料控制机构连接并控制所述多个导料机构传送丝料；
所述滑台系统包括滑台和滑轨，所述滑台可在所述滑轨上来回滑动，所述滑轨的方向与平行设置的所述多个导料机构的方向互相垂直；
所述进料机构安装在所述滑台上，通过随所述滑台在所述滑轨上移动位置，以使得所述进料机构的输入端可以与任意一个导料机构的输出端相连。
优选地，所述导料系统还包括多个丝料监测机构，所述多个丝料监测机构分别安装在所述多个导料机构上，各个丝料监测机构监测其所对应的各个导料机构内是否有丝料。
优选地，所述多个丝料监测机构是光感传感器或机械式传感器。
优选地，所述滑台系统还包括滑台驱动电机，所述滑台驱动电机控制所述滑台滑动以使得所述进料机构的输入端与其中一个导料机构的输出端相连。
优选地，所述续料换料换色装置还包括加热机构，所述加热机构安装在所述滑台上，设置在所述进料机构的输入端之前，用于将所述进料机构的输入端和导料机构的输出端的丝料熔融拼接。
优选地，所述多个导料机构的数量为2、3、4、5、6、7或8个。
本发明还公开了一种3D打印机，包括打印头和多个料盘，还包括上述的续料换料换色装置，其中所述多个料盘分别连接设置在所述多个导料机构的输入端，所述打印头连接设置在所述进料机构的输出端。
本发明与现有技术相比的有益效果在于：本发明的3D打印机的续料换料换色装置中，设置在滑台上的进料机构的输入端可以与任意一个导料机构输出端连接，各个导料机构的输入端可以连接同种材料、不同材料或不同色材料，使得该装置的进料机构在各个导料机构之间转换时，实现续料、换料或换色功能，从而使得3D打印机单打印头就能实现多种材料或多种颜色的混合打印。
在进一步的方案中，续料换料换色装置中的多个导料机构上分别设置丝料监测机构，当监测到与进料机构相连的导料机构上的丝料不足时，滑动滑块就可实现进料机构与有足够丝料的导料机构相连，从而进一步保证了打印的连续性。
附图说明
图1是本发明优选实施例的3D打印机的续料换料换色装置示意图。
具体实施方式
下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。
本发明公开了一种3D打印机的续料换料换色装置，包括底座、导料系统、滑台系统和进料机构，其中：
所述导料系统和所述滑台系统安装在所述底座上；
所述导料系统包括导料控制机构和多个导料机构，所述多个导料机构平行设置，所述导料控制机构连接并控制所述多个导料机构传送丝料；
所述滑台系统包括滑台和滑轨，所述滑台可在所述滑轨上来回滑动，所述滑轨的方向与平行设置的所述多个导料机构的方向互相垂直；
所述进料机构安装在所述滑台上，通过随所述滑台在所述滑轨上移动位置，以使得所述进料机构的输入端可以与任意一个导料机构的输出端相连。
优选地，所述导料系统还包括多个丝料监测机构，所述多个丝料监测机构分别安装在所述多个导料机构上，各个丝料监测机构监测其所对应的各个导料机构内是否有丝料。
优选地，所述多个丝料监测机构是光感传感器或机械式传感器。
优选地，所述滑台系统还包括滑台驱动电机，所述滑台驱动电机控制所述滑台滑动以使得所述进料机构的输入端与其中一个导料机构的输出端相连。
优选地，所述续料换料换色装置还包括加热机构，所述加热机构安装在所述滑台上，设置在所述进料机构的输入端之前，用于将所述进料机构的输入端和导料机构的输出端的丝料熔融拼接。
优选地，所述多个导料机构的数量为2、3、4、5、6、7或8个。
本发明还公开了一种3D打印机，包括打印头和多个料盘，还包括上述的续料换料换色装置，其中所述多个料盘分别连接设置在所述多个导料机构的输入端，所述打印头连接设置在所述进料机构的输出端。
如图1所示，是本发明优选实施例的3D打印机的续料换料换色装置示意图，续料换料换色装置包括底座10、滑台系统、导料系统、进料机构41和加热机构51，滑台系统和导料系统都安装在底座10上；其中滑台系统包括滑台21、滑轨22和滑台驱动电机23，导料系统包括多个导料机构31、导料控制机构32、多个丝料监测机构33。在本实施例中，导料机构设有5个，在其他实施例中，其数量也可以2、3、4、6、7或8个，根据实际需求还可更大范围地扩展。5个导料机构31平行设置，导料控制机构32设有相应的5个供料齿轮321，各个供料齿轮321分别与各个导料机构31相应连接，导料控制机构32可以控制供料齿轮321转动，供料齿轮321转动即可带动相应的导料机构31内的丝料70向前传送至进料机构41内。滑台21可在滑轨22上来回滑动，滑台驱动电机23控制滑台21的滑动，滑轨22的方向与平行设置的导料机构31的方向互相垂直；进料机构41安装在滑台21上，通过随着滑台21在滑轨22上移动位置，使得进料机构41在滑轨22上滑动时其输入端可以与任意一个导料机构31的输出端相连。
本实施例中，5个导料机构上相应设置5个丝料监测机构33，各个丝料监测机构33监测其所对应的各个导料机构31内是否有丝料。其中丝料监测机构33是一种传感器，如光感传感器或机械式传感器。
本实施例中，加热机构51安装在滑台21上，设置在进料机构41的输入端之前，用于熔融进料机构41输入端和导料机构31输出端的丝料拼接处，从而使丝料连接起来并连续。
本实施例的续料换料换色装置可以连接在3D打印机的进料装置内，即连接在3D打印机的料盘和打印头之间。结合图1所示，在3D打印机中，5个导料机构31的输入端A、B、C、D、E处分别连接相同或不同的料盘，进料机构41的输出端S处连接打印头；丝料在打印过程中首先由料盘至导料机构31的输入端，导料控制机构32控制导料机构31传送丝料从导料机构31的输入端至输出端，然后由导料机构31的输出端至进料机构41的输入端，最后再由进料机构41的输出端至打印头，直至从打印头的喷嘴喷出形成模型。
在一些实施例中，5个导料机构31的输入端A、B、C、D、E处可以连接相同的料盘，在3D打印机进行打印时，如果与进料机构41相连的导料机构31的丝料用完，此时与之相应的丝料监测机构33监测出该导料机构31的丝料用完，导料控制机构32暂时停止送料，待滑台控制电机23驱动滑台21滑动至丝料足够的相应的导料机构31处，并与其输出端相连时，导料控制机构32再继续控制该丝料足够的相应的导料机构31传送丝料。该动作即实现打印过程中的续料功能。
在一些实施例中，5个导料机构31的输入端A、B、C、D、E处可以连接不同材料的料盘，进料机构41在与各个导料机构31之间转换连接即可实现打印过程中的换料功能。在一些实施例中，5个导料机构31的输入端A、B、C、D、E处可以连接不同颜色的料盘，进料机构41在与各个导料机构31之间转换连接即可实现打印过程中的换色功能。在一些实施例中，5个导料机构31的输入端A、B、C、D、E处还可以连接不同硬度的材料，进料机构41在与各个导料机构31之间转换连接即可实现打印模型的多硬度结合。
在其他一些实施例中，5个导料机构31的输入端A、B、C、D、E处可以部分连接相同的料盘、部分连接不同材料的料盘、部分连接不同颜色的料盘、部分连接不同硬度的料盘，从而可以在3D打印机上同时实现续料换料换色功能。
3D打印机的打印头在打印模型时，一部分是通过抽丝料进入打印头进行打印，另外一部分是通过挤丝料进入打印头进行打印。当3D打印是通过抽丝料进入打印头进行打印时，进料机构41在转换连接的导料机构31时，加热机构51工作，使进料机构41的输入端的丝料与导料机构31的输出端的丝料进行熔融并连接实现持续供料。当3D打印是通过挤丝料进入打印头进行打印时，进料机构41在转换连接的导料机构31时，加热机构51可以不需工作，而可以通过导料机构31的输出端的丝料顶着进料机构41的输入端的丝料实现持续供料。
在本实施例中，续料换料换色装置还可包括控制系统61，控制系统61安装在底座10上，连接并控制滑台驱动电机23、导料控制机构32和加热机构51，控制系统61控制滑台驱动电机23、导料控制机构32和加热机构51在需要工作时进行工作。此外，在打印过程中，也可以通过装置上的控制单元人工操作，实时实现续料换料换色动作。
本发明的3D打印机通过在进料装置中安装续料换料换色装置，在3D打印机的单打印头的基础上，实现3D打印的续料、换料或换色功能，从而增强了3D打印的连续性，并且可以实现多色或多种材料的打印任务，有效地扩大了3D打印机的应用范围，使得3D打印的模型更加多元化。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种3D打印机的续料换料换色装置，其特征在于，包括底座、导料系统、滑台系统、进料机构和加热机构，其中：
所述导料系统和所述滑台系统安装在所述底座上；
所述导料系统包括导料控制机构和多个导料机构，所述多个导料机构平行设置，所述导料控制机构连接并控制所述多个导料机构传送丝料；
所述滑台系统包括滑台和滑轨，所述滑台可在所述滑轨上来回滑动，所述滑轨的方向与平行设置的所述多个导料机构的方向互相垂直；
所述进料机构安装在所述滑台上，通过随所述滑台在所述滑轨上移动位置，以使得所述进料机构的输入端可以与任意一个导料机构的输出端相连；
所述加热机构安装在所述滑台上，设置在所述进料机构的输入端之前，用于将所述进料机构的输入端和导料机构的输出端的丝料熔融拼接。
2.根据权利要求1所述的续料换料换色装置，其特征在于，所述导料系统还包括多个丝料监测机构，所述多个丝料监测机构分别安装在所述多个导料机构上，各个丝料监测机构监测其所对应的各个导料机构内是否有丝料。
3.根据权利要求2所述的续料换料换色装置，其特征在于，所述多个丝料监测机构是光感传感器或机械式传感器。
4.根据权利要求1所述的续料换料换色装置，其特征在于，所述滑台系统还包括滑台驱动电机，所述滑台驱动电机控制所述滑台滑动以使得所述进料机构的输入端与其中一个导料机构的输出端相连。
5.根据权利要求1至4任一项所述的续料换料换色装置，其特征在于，所述多个导料机构的数量为2、3、4、5、6、7或8个。
6.一种3D打印机，包括打印头和多个料盘，其特征在于，还包括如权利要求1至5任一项所述的续料换料换色装置，其中所述多个料盘分别连接设置在所述多个导料机构的输入端，所述打印头连接设置在所述进料机构的输出端。
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