CN105584049B - 多色彩光固化3d打印笔 - Google Patents

Abstract

一种多色彩光固化3D打印笔，其特征是它打印笔本体（1）和基色料箱（24），基色料箱（24）通过送料管将其中储存的三基色原料送入打印笔本体（1）中，经打印笔本体中安装的搅拌模块搅拌混合，再经螺旋输送模块输送至位于打印笔本体（1）出口端的笔尖（11）中打印出所需色彩的3D实物，在打印笔本体（1）出口端、笔尖（11）的周围设有用于对打印出的3D实物进行快速光固化的光源（12）；所述的搅拌模块和螺旋输送模块采用同一电机（2）作为动力，搅拌模块的转速大于螺旋输送模块的转速。本发明结构简单，体积小，操作方便，可以有效解决3D打印笔打印产品纯色问题。

Description

多色彩光固化3D打印笔

技术领域

本发明涉及一种打印技术，尤其是一种3D打印技术领域，具体地说是一种多色彩光固化3D打印笔。

背景技术

目前，随着科学技术的不断发展，3D打印技术对广大公众来说已不再是陌生的生产制造技术，其在各个领域的应用也越来越广泛，越来越贴近大众生活。3D打印笔就是其中一个典型的成功应用实例，目前在市场最常见的3D打印笔莫过于塑料热熔型3D打印笔，其工作原理是基于3D打印，挤出热融的塑料，然后在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的状态，改变笔尖的运动路径就可以完成3D产品的打印。但由于材料在加热的情况下进行绘制，笔尖温度较高，如果碰触到笔尖，会有温度较高的热感，特别是针对3D打印笔的使用对象——年龄较小的孩子来说，会存在使用安全隐患。因此本公司针对使用安全问题发明申请了一种光固化3D打印笔（专利申请号为：），其工作原理是利用流体状态的光敏树脂(UV)在光照下发生聚合反应的特点，将光源按照待成型物体的截面形状进行照射，使流体状态的光敏树脂固化成型。光固化3D打印笔不仅可以解决使用安全隐患问题，同时也可提高成型速度和质量，目前已投入市场中应用，使用者对本产品做出了高度评价。

但是纵观不同种类3D打印笔在市场上的运用，其3D打印一般只能进行单色打印，打印完毕后的3D成品为纯色，色彩通过喷绘等方式实现，增加了制作难度。这样就降低了3D打印笔的灵活性和多彩性，同时也对使用者（特别是青少年）的吸引力降低。

发明内容

本发明的目的是针对现有的3D打印笔只能打印单色物品的问题，设计一种能打印各种颜色的多色彩光固化3D打印笔。

本发明的技术方案是：

一种多色彩光固化3D打印笔，其特征是它打印笔本体1和基色料箱24，基色料箱24通过送料管将其中储存的三基色原料送入打印笔本体1中，经打印笔本体中安装的搅拌模块搅拌混合，再经螺旋输送模块输送至位于打印笔本体1出口端的笔尖11中打印出所需色彩的3D实物，在打印笔本体1出口端、笔尖11的周围设有用于对打印出的3D实物进行快速光固化的光源12；所述的搅拌模块和螺旋输送模块采用同一电机2作为动力，搅拌模块的转速大于螺旋输送模块的转速。

所述的基色料箱24设有三个基色料箱腔体26，每个基色料箱腔体26中均安装有挤压电机27、挤压移动板29和挤压螺旋轴29，基色料箱24上设有与各自的基色料箱腔体26相贯通的基色出口25，基色出口25与对应的基色管23相连通，挤压电机27通过挤压螺旋轴29推动挤压移动板29在基色料箱腔体26中移动从而将对应的基色原料挤出基色料箱腔体26并通过基色出口25经基色管23送入打印笔本体1中的搅拌模块中。、

所述的打印笔本体1中安装搅拌器外壳20，搅拌器外壳20中安装有搅拌器多孔出料挡板5，搅拌器多孔出料挡板5将搅拌器外壳20分隔成搅拌腔体a和输送腔体b，所述的搅拌模块和输送模块的安装在对应的搅拌腔体a和输送腔体b中；搅拌器外壳20上设有基色材料入口3，基色材料入口3通过三根基色管23与基色料箱24相连通；所述的搅拌模块由搅拌轴19和安装在搅拌轴上的内层搅拌器18组成，搅拌轴19的一端与安装在打印笔本体1内的电机2相连，另一端支承在搅拌器多孔出料挡板5上并伸出搅拌器多孔出料挡板5进入输送腔体b中，在搅拌轴19伸入输送腔体b中的一端上安装有驱动输送模块运动的外齿轮17，所述的外齿轮17与内齿轮16相啮合，内齿轮16安装有螺旋输送转轴13上的一端上，螺旋输送转轴13支承在输送器支撑15上，输送器支撑15安装在输送腔体b中，螺旋输送转轴13上安装有螺旋输送叶片14，所述的螺旋输送转轴13、螺旋输送叶片14、输送器支撑15和内齿轮16组成所述的输送模块；搅拌轴19与螺旋输送转轴13偏心安装；所述的笔尖11固定在打印笔本体1的出口端上并与输送腔体b相连通。

所述的搅拌轴19的一端通过联轴器或连接键21与安装在打印笔本体1内的电机2相连。

所述的搅拌腔体a的内壁上安装有折角挡板4以提高搅拌效果。

所述的内层搅拌器18与所述搅拌轴19组成旋浆式搅拌器、涡轮式搅拌器、桨式搅拌器或锚式搅拌器。

所述的输送料管由三根基色管23和一根包裹管22组成，三根基色管23套装在包裹管中，三根基色管23的出料口均与打印机本体1上的基色材料入口3相连通。

所述的打印机本体1中还安装有为电机2和光源12供电的电源6及控制器7。

所述的打印机本体1上还安装有加速按钮8、选色按钮9和工作按钮10，它们均与控制器7电气连接。

所述的输送管与打印笔本体上的基色材料入口3相连，基色材料入口3为一个或由多个组成，它们均布在打印笔本体1上并均与搅拌模块的搅拌腔体a相连通。

本发明的有益效果：

本发明结构简单，体积小，操作方便，可以有效解决3D打印笔打印产品纯色问题。

本发明能实现高速搅拌和低速输出，且只用一个电机就能实现搅拌和输出的不同速度转动。

附图说明

图1是本发明的外形结构示意图。

图2是本发明的打印笔本体的内部机械结构示意图。

图3是本发明的基色料箱的内部结构示意图。

图中：1为打印笔本体，2为电机，3为基色材料入口，4为折角挡板，5为搅拌器多孔出料挡板，6为电源，7为控制器，8为加速按钮，9为选色按钮，10为工作按钮，11为笔头，12为光源，13为螺旋输送转轴，14为螺旋输送叶片，15为输送器支撑，16为内齿轮，17为外齿轮，18为内层搅拌器，19为搅拌器主轴，20为搅拌器外壳，21为连接键，22为包裹管，23为基色管，24为基色料箱，25为基色出口，26为基色料箱腔体，27为挤压电机，28为挤压螺旋轴，29为挤压移动板，a为搅拌腔体，b为输送腔体。具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-3所示。

一种多色彩光固化3D打印笔，它打印笔本体1和基色料箱24，基色料箱24通过送料管将其中储存的三基色原料送入打印笔本体1中，经打印笔本体1中安装的搅拌模块搅拌混合，再经螺旋输送模块输送至位于打印笔本体1出口端的笔尖11中打印出所需色彩的3D实物，在打印笔本体1出口端、笔尖11的周围设有用于对打印出的3D实物进行快速光固化的光源12；所述的搅拌模块和螺旋输送模块采用同一电机2作为动力，搅拌模块的转速大于螺旋输送模块的转速。如图1所示，所述的打印机本体1上还安装有加速按钮8、选色按钮9和工作按钮10，它们均与控制器7电气连接。所述的基色料箱24设有三个基色料箱腔体26，如图3所示，每个基色料箱腔体26中均安装有挤压电机27、挤压移动板29和挤压螺旋轴29，基色料箱24上设有与各自的基色料箱腔体26相贯通的基色出口25，基色出口25与对应的基色管23相连通，三根基色管23套装在包裹管22中，三根基色管23的出料口均与打印机本体1上的基色材料入口3相连通，基色材料入口3相连，基色材料入口3为一个或由多个组成，它们均布在打印笔本体1上并均与搅拌模块的搅拌腔体a相连通。挤压电机27通过挤压螺旋轴29推动挤压移动板29在基色料箱腔体26中移动从而将对应的基色原料挤出基色料箱腔体26并通过基色出口25经基色管23送入打印笔本体1中的搅拌模块中。

如图2所示，打印笔本体1中安装搅拌器外壳20，搅拌器外壳20中安装有搅拌器多孔出料挡板5，搅拌器多孔出料挡板5将搅拌器外壳20分隔成搅拌腔体a和输送腔体b，搅拌腔体a的内壁上安装有折角挡板4以提高搅拌效果，如图2所示，所述的搅拌模块和输送模块的安装在对应的搅拌腔体a和输送腔体b中；搅拌器外壳20上设有基色材料入口3，基色材料入口3通过三根基色管23与基色料箱24相连通；所述的搅拌模块由搅拌轴19和安装在搅拌轴上的内层搅拌器18组成，搅拌轴19的一端通过联轴器或连接键21与安装在打印笔本体1内的电机2相连，另一端支承在搅拌器多孔出料挡板5上并伸出搅拌器多孔出料挡板5进入输送腔体b中，在搅拌轴19伸入输送腔体b中的一端上安装有驱动输送模块运动的外齿轮17，所述的外齿轮17与内齿轮16相啮合，内齿轮16安装有螺旋输送转轴13上的一端上，螺旋输送转轴13支承在输送器支撑15上，输送器支撑15安装在输送腔体b中，螺旋输送转轴13上安装有螺旋输送叶片14，所述的螺旋输送转轴13、螺旋输送叶片14、输送器支撑15和内齿轮16组成所述的输送模块；搅拌轴19与螺旋输送转轴13偏心安装；所述的笔尖11固定在打印笔本体1的出口端上并与输送腔体b相连通。根据内层搅拌器18的结构的不同，它与搅拌轴19可组成旋浆式搅拌器、涡轮式搅拌器、桨式搅拌器或锚式搅拌器。此外，在打印机本体1中还安装有为电机2和光源12供电的电源6及控制器7。

本发明的工作过程如下：

当使用多色彩光固化3D打印笔时，首先是选择使用者需要的颜色，假设是黄色，使用者可以通过按下选色按钮9，当选色按钮9内置灯的发出黄色灯光后停止按选择按钮9，此时控制器7会向基色料箱24内的红和绿两种基色料箱腔体26内的挤压电机27发出不同的待工作状态命令，而蓝基色腔体内26内的挤压电机27并没有收到待工作状态命令，所以使其为停止工作状态。停止按选色按钮9以后，使用者就可以按下工作按钮10，此时红和绿两种基色料箱腔体26内的挤压电机27就会从待工作状态转变为工作状态，但是二者的工作速度并不相同，因为红和绿两种基色料配制黄色的光固化材料所需比例不同，因此二者向打印笔本体1内的搅拌模块内输送的原料的量也就不一致。假如所选用的红和绿两种基色原料配制黄色的材料所需比例为2:3，则两种基色料箱腔体内26内的挤压电机27的转速则是2:3。当挤压电机27收到控制器7发送的命令后，便通过挤压螺旋轴28和挤压移动板29不断的挤压基色料箱24内的红和绿两种基色原料直至下一个工作命令的到来。

原料通过基色出口25到达被包裹管22包裹的基色管23内，然后再通过打印笔本体1上的基色材料入口3进入搅拌模块内的搅拌腔体a内。在使用者按下工作按钮10的同时，控制器7同时也会向电机2发出启动命令，电机2的转动通过连接键21带动搅拌器主轴19转动，进而驱动内置搅拌器18。因此，当红和绿两种基色原料进入搅拌腔体内a后，在搅拌器18和折角挡板4之间的搅拌作用下会被不停的搅拌。然而进入搅拌腔体内a的两种基色原料并不会直接进入到输送腔体b内，而是被搅拌器多孔出料挡板5给拦截，进而使得两种基色原料在搅拌腔体a内驻留时间增加，得到更多的搅拌混合时间，从而保证进入输送腔体b内的光固化材料为黄色。

当搅拌好的黄色光固化材料通过搅拌器多孔出料挡板5上的出料口进入输送腔体b内，在螺旋输送叶片14的旋转作用下从打印笔本体1内的笔尖11中流出输送腔体b。从笔尖11内流出的黄色光固化材料在光源12的作用下发生固化现象，进而使用者可以根据自己的实际需要移动笔尖11就可以完成自己所需形状的3D打印产品。在黄色光固化材料不断的被输出笔内的过程中，螺旋输送片14的旋转动力是通过螺旋输送转轴13驱动的，而螺旋输送转轴13通过内齿轮16与搅拌模块上的外齿轮17相连接，因此电机2的旋转动力就会通过搅拌器主轴19上外齿轮17传递给螺旋输送叶片。其中外齿轮17和内齿轮16的齿数并相同，假设二者的齿数比为2:5，则是外齿轮17旋转5圈而内齿轮16旋转2圈，从而内置搅拌器18与螺旋输送叶片14的旋转比也是5:2，二者不同的转速进一步保证了搅拌腔体a内的红和绿两种基色原料充分的混合，保证螺旋输送叶片14输送出去的光固化材料为黄色光固化材料。

当使用者认为黄色光固化材料输出速度慢，此时可以按下打印笔本体1上的加速按钮7，这样基色料箱24内的挤压电机28和笔内的搅拌模块及输送模块会加速运转，使得笔尖11内出料速度提高。

以上便是红绿两种基色原料配比成黄色光固化材料的工作过程，当选用其他颜色的材料时只需按下选色材料按钮，重复上述工作过程，就会达到使用者想要的彩色3D打印产品。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (11)

1.一种多色彩光固化3D打印笔，其特征是包括打印笔本体（1）和基色料箱（24），基色料箱（24）通过送料管将其中储存的三基色原料送入打印笔本体（1）中，经打印笔本体中安装的搅拌模块搅拌混合，再经螺旋输送模块输送至位于打印笔本体（1）出口端的笔尖（11）中打印出所需色彩的3D实物，在打印笔本体（1）出口端、笔尖（11）的周围设有用于对打印出的3D实物进行快速光固化的光源（12）；所述的搅拌模块和螺旋输送模块采用同一电机（2）作为动力，搅拌模块的转速大于螺旋输送模块的转速。

2.根据权利要求1所述的多色彩光固化3D打印笔，其特征是所述的基色料箱（24）设有三个基色料箱腔体（26），每个基色料箱腔体（26）中均安装有挤压电机（27）、挤压移动板（29）和挤压螺旋轴（28），基色料箱（24）上设有与各自的基色料箱腔体（26）相贯通的基色出口（25），基色出口（25）与对应的基色管（23）相连通，挤压电机（27）通过挤压螺旋轴（28）推动挤压移动板（29）在基色料箱腔体（26）中移动从而将对应的基色原料挤出基色料箱腔体（26）并通过基色出口（25）经基色管（23）送入打印笔本体（1）中的搅拌模块中。

3.根据权利要求1所述的多色彩光固化3D打印笔，其特征是所述的打印笔本体（1）中安装搅拌器外壳（20），搅拌器外壳（20）中安装有搅拌器多孔出料挡板（5），搅拌器多孔出料挡板（5）将搅拌器外壳（20）分隔成搅拌腔体（a）和输送腔体（b），所述的搅拌模块和螺旋输送模块的安装在对应的搅拌腔体（a）和输送腔体（b）中；搅拌器外壳（20）上设有基色材料入口（3），基色材料入口（3）通过三根基色管（23）与基色料箱（24）相连通；所述的搅拌模块由搅拌轴（19）和安装在搅拌轴上的内层搅拌器（18）组成，搅拌轴（19）的一端与安装在打印笔本体（1）内的电机（2）相连，另一端支承在搅拌器多孔出料挡板（5）上并伸出搅拌器多孔出料挡板（5）进入输送腔体（b）中，在搅拌轴（19）伸入输送腔体（b）中的一端上安装有驱动螺旋输送模块运动的外齿轮（17），所述的外齿轮（17）与内齿轮（16）相啮合，内齿轮（16）安装有螺旋输送转轴（13）上的一端上，螺旋输送转轴（13）支承在输送器支撑（15）上，输送器支撑（15）安装在输送腔体（b）中，螺旋输送转轴（13）上安装有螺旋输送叶片（14），所述的螺旋输送转轴（13）、螺旋输送叶片（14）、输送器支撑（15）和内齿轮（16）组成所述的螺旋输送模块；搅拌轴（19）与螺旋输送转轴（13）偏心安装；所述的笔尖（11）固定在打印笔本体（1）的出口端上并与输送腔体（b）相连通。

4.根据权利要求3所述的多色彩光固化3D打印笔，其特征是所述的搅拌轴（19）的一端通过联轴器或连接键（21）与安装在打印笔本体（1）内的电机（2）相连。

5.根据权利要求3所述的多色彩光固化3D打印笔，其特征是所述的搅拌腔体（a）的内壁上安装有折角挡板（4）以提高搅拌效果。

6.根据权利要求3所述的多色彩光固化3D打印笔，其特征是所述的内层搅拌器（18）与所述搅拌轴（19）组成旋浆式搅拌器、涡轮式搅拌器或锚式搅拌器。

7.根据权利要求1所述的多色彩光固化3D打印笔，其特征是所述的送料管由三根基色管（23）和一根包裹管（22）组成，三根基色管（23）套装在包裹管中，三根基色管（23）的出料口均与打印机本体（1）上的基色材料入口（3）相连通。

8.根据权利要求1所述的多色彩光固化3D打印笔，其特征是所述的打印机本体（1）中还安装有为电机（2）和光源（12）供电的电源（6）及控制器（7）。

9.据权利要求1所述的多色彩光固化3D打印笔，其特征是所述的打印机本体（1）上还安装有加速按钮（8）、选色按钮（9）和工作按钮（10），它们均与控制器（7）电气连接。

10.根据权利要求1所述的多色彩光固化3D打印笔，其特征是所述的送料管与打印笔本体上的基色材料入口（3）相连，基色材料入口（3）为一个时，它安装在打印笔本体（1）上并均与搅拌模块的搅拌腔体（a）相连通。

11.根据权利要求1所述的多色彩光固化3D打印笔，其特征是所述的送料管与打印笔本体上的基色材料入口（3）相连，基色材料入口（3）由多个组成，它们均布在打印笔本体（1）上并均与搅拌模块的搅拌腔体（a）相连通。