CN105235221A - 一种3d打印机及其打印方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种3D打印机及其打印方法，属于3D打印制造技术领域。解决了现有技术无法携带大量打印喷嘴及打印效率低等问题。所述打印平台上设有处于同一平面的N个打印喷嘴，其中，N>1；每个打印喷嘴均设有独立控制打印喷嘴的开关；打印喷嘴与开关一一对应；打印平台只进行两个维度的运动。打印喷嘴沿打印平台未运动的第三维度方向规则排列所述打印平台还包括给料装置和料仓；给料装置固定安装于料仓底部；所述打印喷嘴通过开关固定安装于给料装置底部。本发明所述3D打印机具有可携带大量打印喷嘴，大幅度提高打印速度，缩短打印时间等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种3D打印机及其打印方法，属于3D打印制造技术领域。
背景技术
传统的3D打印机工作模式主要是依靠分层软件对模型进行切片分层，规划打印喷头行走路线并生成打印文件。3D打印机根据打印文件通过控制打印喷头在打印空间中的位置进行打印工作。这使得3D打印机的打印时间十分漫长，对小型模型一般需要数十分钟至十数小时，对大中型模型普遍达到一天以上。
目前在模型精度、体积不改变的情况下主要通过增加同时工作的打印喷头的数量来提高打印速度，缩短打印时间。然而传统的3D打印机工作模式下，同时工作打印喷头数量越多，所需控制电机的数量越多，打印机结构越复杂，致使目前的3D打印机一般仅能配备不超过10个可以同时工作的打印喷头，且绝大部分只配备了一个打印喷头。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的问题提出了一种3D打印机及其打印方法，所采取的技术方案如下：
所述3D打印机包括打印平台1和承载平台3，所述打印平台1上设有处于同一平面的N个打印喷嘴11，其中，N>1；所述每个打印喷嘴11均设有独立控制打印喷嘴11的开关12；所述打印喷嘴11与开关12一一对应；所述打印平台1只进行两个维度的运动。
优选地，所述打印平台1还包括给料装置13和料仓14；所述给料装置13固定安装于料仓14底部；所述打印喷嘴11通过开关12固定安装于给料装置13底部。
优选地，所述打印喷嘴11为挤出喷头、喷射喷头或激光发生器；所述开关12为常闭式开关。
优选地，所述打印喷嘴11沿打印平台1未运动的第三维度方向规则排列，其排列方式为阵列式、蜂巢式或鱼鳞式。所述打印喷嘴11的类型及型号，排列方式和排列密度，以及开关12的类型及型号都可根据3D打印装置的实际应用情况进行相应设计和择优选择。
优选地，所述3D打印机还包括支撑框架2、升降装置4、升降支撑结构5、进出装置6、进出支撑机构7和底板8；所述打印平台1固定安装于支撑框架2上；所述升降装置4的一端固定于打印平台底部，另一端固定于底板8上；所述升降装置4的轴向方向与支撑框架2的轴向方向平行；所述升降支撑结构5活动安装于升降装置4上；所述承载平台3活动安装于升降支撑结构5上；所述进出装置6活动安装在底板8上，所述进出装置6设有传送带；所述进出支撑机构7固定安装于进出装置6上。
优选地，步骤如下：
步骤一：3D打印机依次进行主系统自检、输入输出自检、目标文件自检；
步骤二：3D打印机进行打印前的准备工序；
步骤三：所述3D打印机执行打印工序；
步骤四：所述3D打印机执行打印结束工序。
优选地，步骤二中所述准备工序步骤如下：
第一步：将所述3D打印机的承载平台3从进出装置6的外端A处水平移入至进出支撑结构7上；
第二步：完成水平移入后，垂直提升承载平台3至打印平台1正下方位置B处；
第三步：待所述承载平台3完成运动过程并固定位置后，3D打印机对打印平台1进行温度检测。
优选地，步骤三中所述打印工序的步骤如下：
第一步：3D打印机读取目标文件；
第二步：所述3D打印机选取首区域；
第三步：所述3D打印机设置步骤二所述首区域的区域开关的开启状态，；
第四步：进行打印，所述3D打印机选取下一区域；
第五步：所述3D打印机设置步骤四所述下一区域的区域开关；
第六步：重复步骤四与步骤五的过程，直至末区域及其区域开关设置完毕；
第七步：所有区域及其对应区域开关设置完毕后，3D打印机同时启动所有区域开关打印目标物体。
优选地，步骤四中所述打印结束工序步骤如下：
第一步：将承载平台3从打印平台1正下方位置B处降至进出支撑结构7上；
第二步：将承载平台3从进出支撑结构7上水平移出至进出装置6的外端A。
本发明有益效果：
本发明所述的3D打印机突破了传统3D打印工作为喷嘴XYZ三轴运动打印模式的局限，改为喷嘴两轴运动打印模式，同时，该3D打印机安装大量喷嘴，并且沿喷嘴未非运动的第三轴方向均匀排列通过，可以在保证3D打印机结构简单，打印质量精度不变的情况下同时使用大量打印喷头，从而大幅度提高打印速度，缩短打印时间。同时，该3D打印机兼容且不局限于目前所有的3D打印工作原理，除自有辅助软件系统外可以适应目前所有的3D打印辅助及控制软件，可以使用且不局限于使用目前所有的3D打印代码，语言及文件格式。
附图说明
图1为本发明所述3D打印机整体结构示意图；
(1，打印平台；2，支撑框架；3，承载平台；4，升降装置；5，升降支撑结构；6，进出装置；7，进出支撑机构；8，底板；)。
图2为本发明所述打印平台结构示意图；
(13，给料装置；14，料仓)。
图3为图2中C部分的局部放大图；
(11，打印喷嘴；12，开关；)。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受实施例的限制。
实施例1：
图1为3D打印机的整体结构示意图，图2为所述打印平台结构示意图；图3为图2中C部分的局部放大图；从图1至图3中可以看出，3D打印装置包括打印平台1、支撑框架2、承载平台3、升降装置4、升降支撑结构5、进出装置6、进出支撑机构7和底板8；打印平台1固定安装于支撑框架2上；支撑框架2的四根立柱围成一定范围的工作区域；升降装置4的一端固定于打印平台1底部，另一端固定于底板8上；升降装置4的轴向方向与支撑框架2的轴向方向平行；升降支撑结构5活动安装于升降装置4上；承载平台3活动安装于升降支撑结构5上，进出装置6活动安装在底板8上；进出装置6上安装有传送带，进出支撑机构7固定安装于进出装置6上，且随传送带进行水平移动。打印平台1上设有处于同一平面的50个打印喷嘴11，每个打印喷嘴11均设有独立控制打印喷嘴11的开关12；并且打印喷嘴11与开关12一一对应；打印平台1只进行两个维度的运动；打印平台1还包括给料装置13和料仓14；给料装置13固定安装于料仓14底部；打印喷嘴11通过开关12固定安装于给料装置13底部。打印喷嘴11沿打印平台1未运动的第三维度方向规则排列，其排列方式为阵列式；同时，打印喷嘴11为挤出喷头，开关12为常闭式开关。
实施例2
实施例2与实施例1的不同之处在于，其打印喷嘴11为喷射喷头，并以蜂巢式规则排列，其他部件连接方式与实施例1相同。
实施例3
利用实施例1中3D打印机的打印方法步骤如下：
步骤一：3D打印机依次进行主系统自检、输入输出自检、目标文件自检；
步骤二：3D打印机进行打印前的准备工序；
步骤三：所述3D打印机执行打印工序；
步骤四：所述3D打印机执行打印结束工序。
另外，步骤二中的准备工序步骤如下：
第一步：将所述3D打印机的承载平台3从进出装置6的外端A处水平移入至进出支撑结构7上；
第二步：完成水平移入后，垂直提升承载平台3至打印平台1正下方位置B处；
第三步：待所述承载平台3完成运动过程并固定位置后，3D打印机对打印平台1进行温度检测。
另外，步骤三中所述打印工序的步骤如下：
第一步：3D打印机读取目标文件；
第二步：所述3D打印机选取首区域；
第三步：所述3D打印机设置步骤二所述首区域的区域开关的开启状态，；
第四步：进行打印，所述3D打印机选取下一区域；
第五步：所述3D打印机设置步骤四所述下一区域的区域开关；
第六步：重复步骤四与步骤五的过程，直至末区域及其区域开关设置完毕；
第七步：所有区域及其对应区域开关设置完毕后，3D打印机同时启动所有区域开关打印目标物体。
另外，步骤四中的打印结束工序步骤如下：
第一步：将承载平台3从打印平台1正下方位置B处降至进出支撑结构7上；
第二步：将承载平台3从进出支撑结构7上水平移出至进出装置6的外端A。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (9)
1.一种3D打印机，包括打印平台(1)和承载平台(3)；其特征在于，所述打印平台(1)上设有处于同一平面的N个打印喷嘴(11)，其中，N>1；所述每个打印喷嘴(11)均设有独立控制打印喷嘴(11)的开关(12)；所述打印喷嘴(11)与开关(12)一一对应；所述打印平台(1)只进行两个维度的运动。
2.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述打印平台(1)还包括给料装置(13)和料仓(14)；所述给料装置(13)固定安装于料仓(14)底部；所述打印喷嘴(11)通过开关(12)固定安装于给料装置(13)底部。
3.根据权利要求1所述3D打印机，其特征在于，所述打印喷嘴(11)为挤出喷头、喷射喷头或激光发生器；所述开关(12)为常闭式开关。
4.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述打印喷嘴(11)沿打印平台(1)未运动的第三维度方向规则排列，其排列方式为阵列式、蜂巢式或鱼鳞式。
5.根据权利要求1所述3D打印机，其特征在于，所述3D打印机还包括支撑框架(2)、升降装置(4)、升降支撑结构(5)、进出装置(6)、进出支撑机构(7)和底板(8)；所述打印平台(1)固定安装于支撑框架(2)上；所述升降装置(4)的一端固定于打印平台底部，另一端固定于底板(8)上；所述升降装置(4)的轴向方向与支撑框架(2)的轴向方向平行；所述升降支撑结构(5)活动安装于升降装置(4)上；所述承载平台(3)活动安装于升降支撑结构(5)上；所述进出装置(6)活动安装在底板(8)上，所述进出装置(6)设有传送带；所述进出支撑机构(7)固定安装于进出装置(6)上。
6.一种利用权利要求1所述打印机打印的方法，其特征在于，步骤如下：
步骤一：3D打印机依次进行主系统自检、输入输出自检、目标文件自检；
步骤二：3D打印机进行打印前的准备工序；
步骤三：所述3D打印机执行打印工序；
步骤四：所述3D打印机执行打印结束工序。
7.根据权利要求7所述的打印方法，其特征在于，步骤二中所述准备工序步骤如下：
第一步：将所述3D打印机的承载平台(3)从进出装置(6)的外端(A)处水平移入至进出支撑结构(7)上；
第二步：完成水平移入后，垂直提升承载平台(3)至打印平台(1)正下方位置(B)处；
第三步：待所述承载平台(3)完成运动过程并固定位置后，3D打印机对打印平台(1)进行温度检测。
8.根据权利要求7所述的打印方法，其特征在于，步骤三中所述打印工序的步骤如下：
第一步：3D打印机读取目标文件；
第二步：所述3D打印机选取首区域；
第三步：所述3D打印机设置步骤二所述首区域的区域开关的开启状态，；
第四步：进行打印，所述3D打印机选取下一区域；
第五步：所述3D打印机设置步骤四所述下一区域的区域开关；
第六步：重复步骤四与步骤五的过程，直至末区域及其区域开关设置完毕；
第七步：所有区域及其对应区域开关设置完毕后，3D打印机同时启动所有区域开关打印目标物体。
9.根据权利要求7所述的打印方法，其特征在于，步骤四中所述打印结束工序步骤如下：
第一步：将承载平台(3)从打印平台(1)正下方位置(B)处降至进出支撑结构(7)上；
第二步：将承载平台(3)从进出支撑结构(7)上水平移出至进出装置(6)的外端(A)。
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