CN104960340A - 一种3d打印机多喷头无干涉打印方法及其喷头结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D打印机多喷头无干涉打印方法，为每个喷头设置倾斜装置，在打印时将非工作喷头倾斜，使其喷嘴脱离工作平面，仅工作喷头的喷嘴位于工作高度。本技术方案中，每个喷头都可以单独倾斜，不与其他喷头发生影响，由于喷头输料管为软管，喷头小角度倾斜的话对输料管基本无影响，对喷头改动小，结构简单，降低成本；同时喷头上端点位置固定，喷嘴圆弧运动，倾斜和复原后对精度无影响。

Description

一种3D打印机多喷头无干涉打印方法及其喷头结构

技术领域

本发明属于3D打印技术设备领域，尤其是涉及一种3D打印机多喷头无干涉打印方法及其喷头结构。

背景技术

目前3D打印技术中，采用多喷头打印的方式越来越多，在打印一些产品的时候，由于产品的材质或颜色不同，经常采用多喷头共同配合打印的方式进行打印。而目前3D打印机的打印喷头一般都在同一工作平面，打印时只有某一个喷头单独工作，但其余待机喷头也会随着该喷头并行运动。这样一来，在打印时待机喷头很容将剐蹭到打印对象或给其他喷头造成干扰，降低打印质量。为了弥补该缺陷，有的打印机将喷头之间的距离固定加大，使待机喷头水平远离打印对象，但是该方式增加了打印机的体积，增加了喷头切换时间，降低打印效率，增加了打印机成本应用范围小，同时限制打印机的打印数量。公开号CN104608381的专利公开了一种通过调节喷头高度方法，虽然该方法实现了避免喷头与打印对象之间的剐蹭干涉，但是该专利的说明书仅公开了一种双喷头联动的技术方案，而三个及以上的多喷头显然不能采用该专利说明书技术方案。同时该专利技术方案，每个喷头都需要进行上下移动，对喷头原来结构改变较大，输料管等需要重新进行设计，改好后的喷头活动范围大，不易对准加工平面，同时喷头移动距离由弹簧、齿条、横杆、支撑件等多个零件共同决定，结构过于复杂，提高了故障率，降低了其精度。

发明内容

为了弥补上述3D打印机多喷头打印时的缺陷，本发明提出一种3D打印机多喷头无干涉打印方法及其喷头结构。

其技术方案为，一种3D打印机多喷头无干涉打印方法，为每个喷头倾斜装置，在打印时将非工作喷头倾斜，使其顶端喷嘴脱离工作平面，仅工作喷头的喷嘴位于工作高度。本技术方案中，每个喷头都可以单独倾斜，不与其他喷头发生影响，由于喷头输料管为软管，喷头小角度倾斜的话对输料管基本无影响，对喷头改动小，结构简单，降低成本；同时喷头上端点位置固定，喷嘴圆弧运动，倾斜和复原后对精度无影响。

进一步的，所述喷头倾斜后喷嘴距离工作平面0.4-0.8mm。目前3D打印机喷头水平落差超过0.3mm后就不会对打印造成影响(未来可能落差会更小)，而本技术方案中倾斜后喷嘴距离工作平面0.4-0.8mm，满足大部分打印需要同时，保持了水平落差，保证喷头水平位移和倾斜角度最小，提高了打印精度，缩短了喷头切换时间，提高了工作效率。

一种3D打印机喷头结构，包括喷头、护板，分别与喷头和护板连接的倾斜装置。喷头连接有感应喷头倾斜角度的感应装置。本技术方案中，对喷头和喷头的护板作出改进，改动较小；倾斜装置由于只对喷头进行角度旋转，其体积可以做的很小，不对喷头的输料软管产生影响，体积小，安装方便，对打印机整体改动较小。

进一步的，喷头连接有感应喷头倾斜角度的感应装置。本技术方案中，采用感应装置感应喷头角度是否到位，方便了对喷头的监控，及时发现故障，保证产品合格率。

所述倾斜装置驱动组件和从动组件，驱动组件和从动组件配合将喷头倾斜或还原。本技术方案中，采用驱动和从动方式，技术成熟，只需驱动组件输入动力，减少了倾斜装置的结构，提高寿命，方便检修。上述驱动组件和从动组件可以按照实际需要选择安装在喷头或者护板上，以实际操作为准。

进一步的，所述驱动组件包括马达和连接在马达输出轴的齿轮，从动组件包括齿条齿轮与齿条啮合到一起。采用齿轮啮合方式，精度高，且马达、齿轮、齿条等技术成熟，结构简单体积小，方便采购和安装。

进一步的，在齿条上设置有限位挡板，限位挡板控制齿轮与齿条间的移动范围。本技术方案中，限位挡板调节限制齿条与齿轮的相对位置，便于设置喷头的倾斜角度，同时限位挡板在喷头倾斜的时候起到限位保护的作用，防止喷头倾斜角度过大损坏输料管或者在还原对正时角度偏移。

进一步的，在限位挡板上设有感应器。感应器感应齿轮与限位板是否接触，感应器可以直接连接马达和感应装置；与马达连接可以实现马达在齿轮触及限位板的时候自动停机，实现自动化操作；与感应装置连接时，感应装置感应倾斜角度是否到位，感应器感应齿轮与限位板是否接触，配合监控倾斜组件是否出现故障误差。

进一步的，所述倾斜装置包括电机，电机输出轴连接转盘，转盘驱动往复连杆，连杆往复运动驱动喷头倾斜或还原。本技术方案中，采用往复连杆的方式，结构相对简单，对喷头倾斜角度倾斜操作更加直接，降低故障率。

进一步的，所述倾斜装置包括电磁铁，电磁铁有两块，分别与喷头和护板连接到一起，且电磁铁的磁极互相对应到一起。本技术方案中，采用电磁铁磁极相吸相斥的方式实现喷头的倾斜或者还原，体积较小，安装方便，安装位置选择余地大。

附图说明

图1为本发明的一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明的倾斜装置的一种实施例的结构示意图；

图3为本发明的倾斜装置的另一种实施例的结构示意图；

图4为本发明的倾斜装置的另一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

结合图1，一种3D打印机多喷头无干涉打印方法，为每个喷头设置倾斜装置，在打印时将非工作喷头倾斜，使其顶端喷嘴脱离工作平面，仅工作喷头的喷嘴位于工作高度。将喷头倾斜后，所述喷头倾斜后喷嘴距离工作平面0.4-0.8mm。图中，喷头1为工作状态，喷头1A为倾斜后离开工作平面5的喷头。

如图1所示，一种采用上述无干涉打印方法的3D打印机喷头结构，包括喷头1、护板2，分别与喷头和护板连接的倾斜装置3。本实施例中，所述倾斜装置包括与护板固定的驱动组件和与喷头固定的从动组件，驱动组件和从动组件配合将喷头倾斜或还原。

本发明的倾斜装置还可以将驱动组件与喷头固定，从动组件与护板固定，驱动组件和从动组件配合将喷头倾斜或还原，按照安装需要选择两种不同的安装位置。

喷头连接有感应喷头倾斜角度的感应装置4。

所述倾斜装置驱动组件和从动组件，驱动组件和从动组件配合将喷头倾斜或还原。

如图2所示，本发明的驱动组件的一种实施例。所述驱动组件包括马达31和连接在马达输出轴的齿轮32，从动组件包括齿条33，齿轮与齿条啮合到一起。本实施例中，在齿条上设置有限位挡板6，限位挡板控制齿轮与齿条间的移动范围。在限位挡板上设有感应器。本实施例中，通过马达带动齿条，让固定不动的护板与可以轻微倾斜的喷头之之间产生运动，将喷头以顶端为圆心，沿齿条运动方向为圆弧进行倾斜，使喷头顶端的喷嘴错开工作平面0.4-0.8mm，保证其不干涉工作中的喷头。采用齿条齿轮配合的时候，在齿条上还可以设置有限位挡板，限位挡板控制齿轮与齿条间的移动范围。本实施例的限位挡板，限制喷头的倾斜角度。设置好挡板的位置，在倾斜挡板与马达的齿轮接触后，说明喷头的倾斜角度已经达到要求范围，防止喷头过于倾斜导致输料管弯折过度影响使用，而齿轮未触及挡板，则说明倾斜角度不够，马达可以一直输出。同理，限位挡板还可以限制喷头还原对正的位置，当齿轮触及对正位置的挡板后，说明喷头已经对正。限位挡板可以有单个或者多个，根据不同情况添加。本实施例中，将限位挡板与感应装置连接到一起，限位挡板与感应装置分别对喷头倾斜角度进行限定，当二者数据不一致(即挡板已经将马达拦截，而感应装置感应喷头尚未到位，或者感应装置感应喷头已经到位，而挡板与齿轮还没有接触)的情况，则说明有故障发生，在这种情况下感应器与感应装置配合进行报警，提醒工作人员喷头状态，方便对喷头和倾斜装置进行检修。

如图3所示，本实施例中，所述倾斜装置包括电机34，电机输出轴连接转盘35，转盘驱动往复连杆36，连杆往复运动驱动喷头倾斜或还原。

如图4所示，本实施例中，所述倾斜装置包括电磁铁37，电磁铁有两块，分别与喷头和护板连接到一起，且电磁铁的磁极互相对应到一起。

除去上述实施例外，驱动组件可以为马达加凸轮的方式，利用凸轮的特性在凸轮旋转的时候将喷头拉近或者推离，进而改变喷头倾斜角度。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种3D打印机多喷头无干涉打印方法，其特征在于，为每个喷头倾斜装置，在打印时将非工作喷头倾斜，使其顶端喷嘴脱离工作平面，仅工作喷头的喷嘴位于工作高度。

2.根据权利要求1所述的3D打印机多喷头无干涉打印方法，其特征在于，所述喷头倾斜后喷嘴距离工作平面0.4-0.8mm。

3.一种采用上述无干涉打印方法的3D打印机喷头结构，其特征在于，包括喷头(1)、护板(2)，分别与喷头和护板连接的倾斜装置(3)。

4.根据权利要求3所述的3D打印机喷头结构，其特征在于，喷头连接有感应喷头倾斜角度的感应装置(4)。

5.根据权利要求3所述的3D打印机喷头结构，其特征在于，所述倾斜装置驱动组件和从动组件，驱动组件和从动组件配合将喷头倾斜或还原。

6.根据权利要求5所述的3D打印机喷头结构，其特征在于，所述驱动组件包括马达(31)和连接在马达输出轴的齿轮(32)，从动组件包括齿条(33)，齿轮与齿条啮合到一起。

7.根据权利要求6所述的3D打印机喷头结构，其特征在于，在齿条上设置有限位挡板(6)，限位挡板控制齿轮与齿条间的移动范围。

8.根据权利要求7所述的3D打印机喷头结构，其特征在于，在限位挡板上设有感应器。

9.根据权利要求3所述的3D打印机喷头结构，其特征在于，所述倾斜装置包括电机(34)，电机输出轴连接转盘(35)，转盘驱动往复连杆(36)，连杆往复运动驱动喷头倾斜或还原。

10.根据权利要求3所述的3D打印机喷头结构，其特征在于，所述倾斜装置包括电磁铁(37)，电磁铁有两块，分别与喷头和护板连接到一起，且电磁铁的磁极互相对应到一起。