CN105109044A - 三维打印平台、三维成型座、三维打印机和三维打印方法 - Google Patents

三维打印平台、三维成型座、三维打印机和三维打印方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种三维打印平台、三维成型座、三维打印机和三维打印方法，三维打印机包括打印头和三维成型座，三维成型座包括三维打印平台和三维打印支撑台，三维打印平台包括载物板和第一连接件，载物板包括用于承载模型的载物端面和位于载物端面相对一侧的连接端面，三维打印支撑台包括支撑板和第二连接件，第一连接件与连接端面固定连接，第一连接件由连接材料制作而成，第二连接件与支撑板固定连接，第二连接件由连接材料制作而成，第一连接件直接可拆卸地与第二连接件邻接，载物板呈薄片状设置，载物板由第一刚性材料制作而成。通过本发明提供的三维打印机和打印方法有效地提高打印效率，以及利用易拆除的结构减低模型报废率。

Description

三维打印平台、三维成型座、三维打印机和三维打印方法
技术领域
本发明涉及三维打印领域，尤其涉及一种三维打印平台、三维成型座、三维打印机和三维打印方法。
背景技术
3D打印机又称三维打印机，是一种利用快速成型技术的机器，以数字模型文件为基础，采用成型材料，通过逐层打印的方式来构造三维的实体。在打印前，需要利用计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导3D打印机逐层打印。3D打印机在产品制造业获得了广泛的应用，3D打印机的工作原理和传统打印机基本相同，由控制组件、机械组件、打印头、耗材（即成型材料）和介质等组成，打印原理也基本类似。
现在累积成型的3D打印机包括支撑台和用于放置物体的打印平台，打印平台使用方法是在平台上面设置一层涂层，随后对打印平台进行加热上，使打印平台上涂层受热并产生化学反应才能使挤出的丝料粘接在打印平台上。如不对打印平台进行加热，则打印出的物体容易出现翘曲或出现丝料无法粘接在打印平台上，模型报废率较高。
然而，加热后的打印平台涂层需要冷却，才能顺利地将模型从平台上取下物体。通常是采用自然散热或风冷等方式对打印平台进行冷却，由于打印平台和支撑平台是一体的，不可分离，导致把宝贵时间浪费在对打印平台的冷却上，导致打印成像的效率不高，使得要将打印平台上的模型取下后才能进行下一模型的打印，从而浪费另一个物体的打印时间。另外，如果在不冷却平台的情况下直接把打印后的模型从打印平台上取下来，容易导致打印平台刮花，从而影响打印平台的使用寿命情况。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种可拆卸和易移除模型的三维打印平台。
本发明的第二目的是提供一种可拆卸和易移除模型的三维成型座。
本发明的第三目的是提供一种可拆卸和易移除模型的三维打印机。
本发明的第四目的是提供一种可拆卸和易移除模型的三维打印方法。
为了实现本发明的第一目的，本发明提供一种三维打印平台，包括载物板和连接件，载物板包括用于承载模型的载物端面和位于载物端面相对一侧的连接端面，连接件与连接端面固定连接，连接件由连接材料制作而成，连接件直接可拆卸地与三维打印支撑台邻接，载物板呈薄片状设置，载物板由第一刚性材料制作而成。
由上述方案可见，利用一种可方便地通过连接材料进行装配拆卸的三维打印平台，使得在三维打印机在载物板上完成模型打印后，用户能够方便地对三维打印平台从三维打印支撑台拆卸下来，随后更换另一块结构一样的三维打印平台，由于加热的速度比冷却的速度要快，通过快速加热三维打印平台后便能够迅速地对下一模型进行打印，从而不用等待拆卸下来的三维打印平台的冷却，有效地提高打印效率，同时，由于载物板呈薄片状地设置，使得载物板在具有一定刚性的情况下，也能够呈一定程度的弯曲，从而实现简易地对模型进行分离，有效地减低模型报废率。
更进一步的方案是，第一刚性材料为聚氯乙烯材料、玻璃材料、亚克里材料、铝材料或不锈钢材料，连接材料为柔性材料或第二刚性材料，柔性材料为聚氨酯材料、热塑性聚酰胺树脂材料、硅胶材料或软磁材料，第二刚性材料为磁性材料。
由上可见，通过不同种类的刚性材料均能够实现在提供一种程度的刚性外，利用薄片状地设置还能够实现一定程度的弯曲，以及利用不同种类的连接材料能够实现三维打印平台与三维打印支撑台之间的连接，而连接材料的作用为能够很好地对三维打印平台在水平方向进行限制，从而防止三维打印平台在打印过程中水平移动。
为了实现本发明的第二目的，本发明提供一种三维成型座，包括三维打印平台和三维打印支撑台，三维打印平台包括载物板，载物板包括用于承载模型的载物端面和位于载物端面相对一侧的连接端面，三维打印支撑台包括支撑板，支撑板用于支撑载物板，其中，三维打印平台还包括第一连接件，第一连接件与连接端面固定连接，第一连接件由连接材料制作而成，三维打印支撑台还包括第二连接件，第二连接件与支撑板固定连接，第二连接件由连接材料制作而成，第一连接件直接可拆卸地与第二连接件邻接，载物板呈薄片状设置，载物板由第一刚性材料制作而成。
由上述方案可见，利用一种可方便地通过连接材料进行装配拆卸的三维打印平台，使得在三维打印机在载物板上完成模型打印后，用户能够方便地对三维打印平台从三维打印支撑台拆卸下来，随后更换另一块结构一样的三维打印平台，由于只通过连接材料的材料特性进行连接，而没有采用其他第三种部件连接，使得安装方便且减下误装机率，同时由于加热的速度比冷却的速度要快，通过快速加热三维打印平台后便能够迅速地对下一模型进行打印，从而不用等待拆卸下来的三维打印平台的冷却，有效地提高打印效率，同时，由于载物板呈薄片状地设置，使得载物板在具有一定刚性的情况下，也能够呈一定程度的弯曲，从而实现简易地对模型进行分离，有效地减低模型报废率。
更进一步的方案是，第二连接件在朝向第一连接件的端面上设置有负压部。
由上可见，通过设置负压部，能够更进一步提高打印平台与支撑台之间的连接稳定性。
为了实现本发明的第三目的，本发明提供一种三维打印机，包括在水平面内移动的打印头和沿垂向移动的三维成型座，三维成型座包括三维打印平台和三维打印支撑台，三维打印平台包括载物板，载物板包括用于承载模型的载物端面和位于载物端面相对一侧的连接端面，三维打印支撑台包括支撑板，支撑板用于支撑载物板，其中，三维打印平台还包括第一连接件，第一连接件与连接端面固定连接，第一连接件由连接材料制作而成，三维打印支撑台还包括第二连接件，第二连接件与支撑板固定连接，第二连接件由连接材料制作而成，第一连接件直接可拆卸地与第二连接件邻接，载物板呈薄片状设置，载物板由第一刚性材料制作而成。
由上述方案可见，利用一种可方便地通过连接材料进行装配拆卸的三维打印平台，使得在三维打印机在载物板上完成模型打印后，用户能够方便地对三维打印平台从三维打印支撑台拆卸下来，随后更换另一块结构一样的三维打印平台，由于只通过连接材料的材料特性进行连接，而没有采用其他第三种部件连接，使得安装方便且减下误装机率，同时由于加热的速度比冷却的速度要快，通过快速加热三维打印平台后便能够迅速地对下一模型进行打印，从而不用等待拆卸下来的三维打印平台的冷却，有效地提高打印效率，同时，由于载物板呈薄片状地设置，使得载物板在具有一定刚性的情况下，也能够呈一定程度的弯曲，从而实现简易地对模型进行分离，有效地减低模型报废率。
为了实现本发明的第四目的，本发明提供一种三维打印方法，三维打印机包括打印头和三维成型座，三维成型座包括三维打印平台和三维打印支撑台，三维打印平台包括载物板，载物板包括用于承载模型的载物端面和位于载物端面相对一侧的连接端面，三维打印支撑台包括支撑板，支撑板用于支撑载物板，其中，三维打印平台还包括第一连接件，第一连接件与连接端面固定连接，第一连接件由连接材料制作而成，三维打印支撑台还包括第二连接件，第二连接件与支撑板固定连接，第二连接件由连接材料制作而成，第一连接件直接可拆卸地与第二连接件邻接，载物板呈薄片状设置，载物板由第一刚性材料制作而成，三维打印方法包括：打印头在载物板上打印的步骤；将三维打印平台与三维打印支撑台分离的步骤；将另一个三维打印平台与三维打印支撑台连接的步骤；打印头继续在载物板打印的步骤。
由上述方案可见，利用一种可方便地通过连接材料进行装配拆卸的三维打印平台，使得在三维打印机在载物板上完成模型打印后，用户能够方便地对三维打印平台从三维打印支撑台拆卸下来，随后更换另一块结构一样的三维打印平台，由于只通过连接材料的材料特性进行连接，而没有采用其他第三种部件连接，使得安装方便且减下误装机率，同时由于加热的速度比冷却的速度要快，通过快速加热三维打印平台后便能够迅速地对下一模型进行打印，从而不用等待拆卸下来的三维打印平台的冷却，有效地提高打印效率。
更进一步的方案是，在将三维打印平台与三维打印支撑台分离的步骤之后，三维打印方法还包括：将载物板弯曲的步骤；取下载物板上的模型的步骤。
由上可见，由于载物板呈薄片状地设置，使得载物板在具有一定刚性的情况下，也能够呈一定程度的弯曲，在拆卸承载由模型的三维打印平台后，对载物板进行弯曲，使得载物板和模型分离，从而实现简易地对模型进行分离，有效地减低模型报废率，也避免了打印平台刮花的情况出现。
附图说明
图1是本发明三维打印机实施例的结构图。
图2是本发明三维成型座第一实施例在连接状态下的结构示意图。
图3是本发明三维成型座第一实施例在分离状态下的结构示意图。
图4是本发明三维成型座第二实施例在连接状态下的结构示意图。
图5是本发明三维成型座第二实施例在分离状态下的结构示意图。
图6是本发明三维成型座第三实施例在连接状态下的结构示意图。
图7是本发明三维成型座第四实施例在分离状态下的结构示意图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
三维打印机实施例：
参照图1，图1是三维打印机省略了框体后的结构图，三维打印机包括均安装在三维打印机的框体(未显示)内打印头1、Z轴移动支架2、三维成型座3、Z轴伺服电机、Y轴伺服电机和X轴伺服电机，在Z轴伺服电机驱动下可使Z轴移动支架2沿导杆沿垂向移动，即使得安装在Z轴移动支架上的三维成型座3也能够在沿垂向移动。
打印头1安装在X轴导杆上，X轴导杆连接有X轴伺服电机，在X轴伺服电机驱动下，打印头1可沿X轴移动，X轴导杆还连接有Y轴导杆(未示出)，Y轴导杆连接有Y轴伺服电机，在Y轴伺服电机驱动下，可是X导杆沿Y轴移动。在打印头1的下端部还设置有喷嘴11，喷嘴11在三维成型座3上挤出丝料并进行三维打印。
参照图2，图2是三维成型座3在连接状态下的结构示意图。三维成型座3包括三维打印平台和三维打印支撑台，三维打印平台包括载物板311、双面胶312和第一连接件313，载物板311包括用于承载模型的载物端面和位于载物端面相对一侧的连接端面，并且第一连接件313由连接材料制作而成，具体的，该连接材料为柔性材料，使得第一连接件313为柔性材料层，该连接材料可为聚氨酯材料(PU材料)、热塑性聚酰胺树脂材料(TPA材料)或硅胶材料等具有粘性或连接特性的材料。
载物板311和第一连接件313均呈薄片状地设置，且载物板311和第一连接件313的面积大小相等，载物板311由第一刚性材料制作而成，具体地，第一刚性材料为聚氯乙烯材料(PVC材料)、玻璃材料、亚克里材料、铝材料或不锈钢材料等具有一定刚性的材料，且通过载物板311薄片状地设置，使得载物板311在一定程度的弯曲后，通过其材料特性能够弹性恢复呈平整状态。载物板311的连接端面通过双面胶312与第一连接件313固定连接。
三维打印支撑台包括支撑板316、双面胶315和第二连接件314，支撑板316由刚性材料制作而成，支撑板316的下端与Z轴移动支架2固定连接，第二连接件314由连接材料制作而成，具体的，该连接材料为柔性材料，使得第二连接件314为柔性材料层，该连接材料可为聚氨酯材料(PU材料)、热塑性聚酰胺树脂材料(TPA材料)或硅胶材料等具有粘性或连接特性的材料。支撑板316的上端通过双面胶315与第二连接件314固定连接。
参照图3并结合图2，图3是三维打印平台与三维打印支撑台分离状态的结构示意图，三维打印平台与三维打印支撑台配合，即支撑板316对载物板311支撑时，由于第一连接件313和第二连接件314均是具有一定粘性的材料，故三维打印平台安装到三维打印支撑台上，第一连接件313和第二连接件314相互粘接，即第一连接件313直接地没有通过第三方零部件地可拆卸地与第二连接件314邻接，当三维打印平台与三维打印支撑台分离时，可将第一连接件313和第二连接件314相互分离。
三维成型座第二实施例：
参照图4和图5，图4是三维成型座32的连接时的结构示意图，图5是三维成型座32的分离时的结构示意图。三维成型座32包括三维打印平台和三维打印支撑台，三维打印平台包括载物板321和第一连接件322，载物板321包括用于承载模型的载物端面和位于载物端面相对一侧的连接端面，并且第一连接件322由连接材料制作而成，具体的，该连接材料为软磁材料或硬磁材料。
载物板321和第一连接件322均呈薄片状地设置，且载物板321的面积大于第一连接件322的面积，载物板321由第一刚性材料制作而成，具体地，第一刚性材料为聚氯乙烯材料(PVC材料)、玻璃材料、亚克里材料、铝材料或不锈钢材料等具有一定刚性的材料，且通过载物板321薄片状地设置，使得载物板321在一定程度的弯曲后，通过其材料特性能够弹性恢复呈平整状态。载物板321的连接端面通过双面胶或黏胶与第一连接件322固定连接。
三维打印支撑台包括支撑板324和第二连接件323，支撑板324由刚性材料制作而成，支撑板324的下端与Z轴移动支架固定连接，第二连接件323由连接材料制作而成，具体的，该连接材料为第二刚性材料，第二刚性材料为磁性材料。
三维打印平台与三维打印支撑台配合，由于第一连接件322和第二连接件323均是具有磁性材料，故三维打印平台安装到三维打印支撑台上，第一连接件322和第二连接件323相互吸引连接，当三维打印平台与三维打印支撑台分离时，可将第一连接件322和第二连接件323相互分离。
三维成型座第三实施例：
参照图6和图7，图6是三维成型座33的连接时的结构示意图，图7是三维成型座33的分离时的结构示意图。三维成型座33包括三维打印平台和三维打印支撑台，三维打印平台包括载物板331和第一连接件332，载物板331包括用于承载模型的载物端面和位于载物端面相对一侧的连接端面，并且第一连接件332由连接材料制作而成，该连接材料可为聚氨酯材料(PU材料)、热塑性聚酰胺树脂材料(TPA材料)或硅胶材料等具有粘性或连接特性的材料，载物板331的连接端面与第一连接件332固定连接。
载物板331和第一连接件332均呈薄片状地设置，且载物板331的面积大于第一连接件332的面积，载物板321由第一刚性材料制作而成，具体地，第一刚性材料为聚氯乙烯材料(PVC材料)、玻璃材料、亚克里材料、铝材料或不锈钢材料等具有一定刚性的材料，且通过载物板311薄片状地设置，使得载物板311在一定程度的弯曲后，通过其材料特性能够弹性恢复呈平整状态。载物板321的连接端面通过双面胶或黏胶与第一连接件323固定连接。
三维打印支撑台包括支撑板335和第二连接件334，支撑板335由刚性材料制作而成，支撑板335的下端与Z轴移动支架固定连接，第二连接件334由连接材料制作而成，第二连接件334在其中部设置有负压部333，具体的，负压部33为设置在第二连接件334中部的凹槽，第二连接件334由连接材料制作而成，该连接材料可为聚氨酯材料(PU材料)、热塑性聚酰胺树脂材料(TPA材料)或硅胶材料等具有粘性或连接特性的材料，第二连接件334与支撑板335固定连接。
三维打印平台与三维打印支撑台配合，由于第一连接件332和第二连接件334均是具有一定粘性，故三维打印平台安装到三维打印支撑台上，第一连接件322和第二连接件324相互连接，同时由于负压部的设置，更进一步地增加第一连接件322和第二连接件324相互作用力，当三维打印平台与三维打印支撑台分离时，可将第一连接件332和第二连接件324相互分离。
三维打印方法实施例：
执行三维打印方法时，首先执行第一步，打印头在载物板上进行打印，随后执行第二步，当模型打印完毕后，将三维打印平台与三维打印支撑台分离，即将承载有模型的载物板与支撑板分离，随后执行第三步，将承载有模型的载物板进行弯曲，使模型与载物板分离，最后执行第四步，从载物板取下打印完毕的模型。在执行第三步的同时，还可以将另一个三维打印平台与三维打印支撑台连接，随后打印头继续在新更换的载物板上对新的模型进行打印。
由上可见，利用一种可方便地通过连接材料进行装配拆卸的三维打印平台，使得在三维打印机在载物板上完成模型打印后，用户能够方便地对三维打印平台从三维打印支撑台拆卸下来，随后更换另一块结构一样的三维打印平台，由于只通过连接材料的材料特性进行连接，而没有采用其他第三种部件连接，使得安装方便且减下误装机率，同时由于加热的速度比冷却的速度要快，通过快速加热三维打印平台后便能够迅速地对下一模型进行打印，从而不用等待拆卸下来的三维打印平台的冷却，有效地提高打印效率，同时，由于载物板呈薄片状地设置，使得载物板在具有一定刚性的情况下，也能够呈一定程度的弯曲，从而实现简易地对模型进行分离，有效地减低模型报废率。

Claims (10)

1.三维打印平台，包括
载物板，所述载物板包括用于承载模型的载物端面和位于所述载物端面相对一侧的连接端面；
其特征在于：
连接件，所述连接件与所述连接端面固定连接，所述连接件由连接材料制作而成，所述连接件直接可拆卸地与三维打印支撑台邻接；
所述载物板呈薄片状设置，所述载物板由第一刚性材料制作而成。
2.根据权利要求1所述的三维打印平台，其特征在于：
所述第一刚性材料为聚氯乙烯材料、玻璃材料、亚克里材料、铝材料或不锈钢材料;
所述连接材料为柔性材料或第二刚性材料；
所述柔性材料为聚氨酯材料、热塑性聚酰胺树脂材料、硅胶材料或软磁材料；
所述第二刚性材料为磁性材料。
3.三维成型座，包括
三维打印平台，所述三维打印平台包括载物板，所述载物板包括用于承载模型的载物端面和位于所述载物端面相对一侧的连接端面；
三维打印支撑台，所述三维打印支撑台包括支撑板，所述支撑板用于支撑所述载物板；
其特征在于：
所述三维打印平台还包括第一连接件，所述第一连接件与所述连接端面固定连接，所述第一连接件由连接材料制作而成；
所述三维打印支撑台还包括第二连接件，所述第二连接件与所述支撑板固定连接，所述第二连接件由所述连接材料制作而成，所述第一连接件直接可拆卸地与所述第二连接件邻接；
所述载物板呈薄片状设置，所述载物板由第一刚性材料制作而成。
4.根据权利要求3所述的三维成型座，其特征在于：
所述第一刚性材料为聚氯乙烯材料、玻璃材料、亚克里材料、铝材料或不锈钢材料;
所述连接材料为柔性材料或第二刚性材料；
所述柔性材料为聚氨酯材料、热塑性聚酰胺树脂材料、硅胶材料或软磁材料；
所述第二刚性材料为磁性材料。
5.根据权利要求3或4所述的三维成型座，其特征在于：
所述第二连接件在朝向所述第一连接件的端面上设置有负压部。
6.三维打印机，包括在水平面内移动的打印头和沿垂向移动的三维成型座，三维成型座包括三维打印平台和三维打印支撑台，所述三维打印平台包括载物板，所述载物板包括用于承载模型的载物端面和位于所述载物端面相对一侧的连接端面，所述三维打印支撑台包括支撑板，所述支撑板用于支撑所述载物板；
其特征在于：
所述三维打印平台还包括第一连接件，所述第一连接件与所述连接端面固定连接，所述第一连接件由连接材料制作而成；
所述三维打印支撑台还包括第二连接件，所述第二连接件与所述支撑板固定连接，所述第二连接件由所述连接材料制作而成，所述第一连接件直接可拆卸地与所述第二连接件邻接；
所述载物板呈薄片状设置，所述载物板由第一刚性材料制作而成。
7.根据权利要求6所述的三维打印机，其特征在于：
所述第一刚性材料为聚氯乙烯材料、玻璃材料、亚克里材料、铝材料或不锈钢材料；
所述连接材料为柔性材料或第二刚性材料；
所述柔性材料为聚氨酯材料、热塑性聚酰胺树脂材料、硅胶材料或软磁材料；
所述第二刚性材料为磁性材料。
8.根据权利要求6或7所述的三维打印机，其特征在于：
所述第二连接件在朝向所述第一连接件的端面上设置有负压部。
9.三维打印方法，三维打印机包括打印头和三维成型座，三维成型座包括三维打印平台和三维打印支撑台，所述三维打印平台包括载物板，所述载物板包括用于承载模型的载物端面和位于所述载物端面相对一侧的连接端面，所述三维打印支撑台包括支撑板，所述支撑板用于支撑所述载物板；
其特征在于：
所述三维打印平台还包括第一连接件，所述第一连接件与所述连接端面固定连接，所述第一连接件由连接材料制作而成；
所述三维打印支撑台还包括第二连接件，所述第二连接件与所述支撑板固定连接，所述第二连接件由所述连接材料制作而成，所述第一连接件直接可拆卸地与所述第二连接件邻接；
所述载物板呈薄片状设置，所述载物板由第一刚性材料制作而成；
所述三维打印方法包括：
所述打印头在所述载物板上打印的步骤；
将所述三维打印平台与所述三维打印支撑台分离的步骤；
将另一个所述三维打印平台与所述三维打印支撑台连接的步骤；
所述打印头继续在所述载物板打印的步骤。
10.根据权利要求9所述的三维打印方法，其特征在于：
在将所述三维打印平台与所述三维打印支撑台分离的步骤之后，所述三维打印方法还包括：
将所述载物板弯曲的步骤；
取下所述载物板上的模型的步骤。
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