CN105799174A - 一种一体化全彩3d打印设备及方法 - Google Patents

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Abstract

一种全彩3D打印设备，包括计算机软件控制系统、耗材生产设备和3D打印机；所述的计算机软件控制系统包括三维模型设计软件和中枢结构，利用该三维模型设计软件可进行全彩3D产品模型的设计，并自动计算产品上相应颜色的红、黄、蓝配比，所述中枢结构将计算机与耗材生产设备和3D打印机连接在一起。可根据产品的不同色彩需求进行耗材在线一体化生产，并实时通过3D打印机成型产品，可根据客户需求在产品的不同部位设计不同颜色，打印出任意颜色组合的全彩产品。本发明避免使用多头或多进一出打印头的打印机，解决了打印头颜色混合不均匀的问题，可以提高打印精准度和产品表观质量，真正满足广大使用者打印个性化全彩产品的需求。另外，桌面级耗材生产设备和桌面级3D打印机的采用也大大提高了该3D打印设备使用场合。

Description

一种一体化全彩3D打印设备及方法
技术领域
本发明涉及3D打印方法及设备领域，特别涉及一种一体化全彩3D打印方法及设备。
背景技术
随着3D打印技术的不断推广，现在有适应不同使用人群的各种3D打印机进入市场，特别是桌面级3D打印机的出现，更是极大推进了3D打印机的普及应用，从一定程度上满足了大众需求。
目前的单色打印相对成熟，但在某种程度上单色打印并不能满足所有使用者的需求，许多使用者往往想要追求3D打印机能够打印出更丰富的色彩，从而制作更加美观、个性化的产品。为解决3D打印机只能打印单色产品的问题，有许多新的方法出现，如：通过改进3D打印机，应用双打印头或多打印头打印两种或多种颜色交替的产品；应用多进一出打印头打印出多色产品等等。
不可否认，上述几种方法从一定程度上解决了3D打印机只能打印单色产品的问题，但这些方法并未真正实现个性化打印彩色3D打印制品的目的，其打印方法具有较多的局限性，如：采用双打印头或多打印头的打印机只能打印出某几种固定颜色交替的产品，而且因为要切换打印头，故不能实现连续打印，换色界面的连接强度有所降低；而采用多进一出打印头，则会出现不同颜色耗材混合不均匀的问题；采用多色耗材则只能打印出根据线材固有颜色而分布的渐变颜色效果。可以看出，目前社会中需要一种新的个性化全彩3D打印的方法及设备。
发明内容
本发明的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种全彩3D打印方法及设备。
本发明的技术方案如下：
一种一体化全彩3D打印设备，包括计算机软件控制系统、耗材生产设备和3D打印机；所述的计算机软件控制系统包括三维模型设计软件和中枢结构，利用该三维模型设计软件可进行全彩3D产品模型的设计，并自动计算产品上相应颜色的红、黄、蓝配比，所述中枢结构将计算机与耗材生产设备和3D打印机连接在一起。
所述的三维模型设计软件为SolidWorks软件。
所述的耗材生产设备为桌面级耗材生产设备。
所述的耗材生产设备包括：主料仓，色粉仓，螺杆，电机，线型挤出头，其中主料仓和色料仓位于螺杆上方，色料仓位于主料仓下游，电机与螺杆靠近主料仓的一端连接，带动螺杆进行旋转，线型挤出头位于螺杆另一端。
3D打印机为单进料单喷头打印机。
3D打印机为桌面级3D打印机。
一种一体化全彩3D打印方法，采用计算机-耗材生产设备-3D打印机三级协调配合的方式，通过计算机软件控制系统对所需全彩产品的计算机彩色模型数据进行采集，处理，并将数据发送至耗材生产设备，由耗材生产设备生产出所需全彩产品的连续耗材，并将耗材输送至3D打印机，具体包括以下步骤：
a)采集数据，利用计算机软件控制系统设计待加工的全彩3D打印产品，根据客户需求在产品的不同部位设计不同颜色，且具有连续的渐变色结构，然后自动计算出相应颜色的红、黄、蓝配比、所需耗材的使用量以及3D打印机的工作程序，从而完成数据采集过程，然后将采集的数据进行处理，并转化为耗材生产设备以及3D打印机能够识别的数据格式；
b)生产耗材，通过中枢结构将步骤a)采集并处理好的数据传送到耗材生产设备，根据数据在不同时间添加不同的耗材原料，其中耗材原料包括加入主料仓中的主材料以及加入色粉仓中的红、黄、蓝色粉，主料仓中的主材料不间断填加，并与色粉仓中按配比混合后的色粉在螺杆中充分均匀混合，螺杆在电机的带动旋转，将混合均匀的物料向前输送，并通过线型挤出头，生产出满足产品全彩需要的连续耗材；
c)打印产品，将步骤b)中生产的连续耗材送入3D打印机，通过中枢结构将步骤a)采集并处理好的3D打印机的工作程序传送到3D打印机，首先进行打印机校正，然后进行逐层打印，从而获得所需的个性化全彩产品。
步骤a)中还包括采用三维模型设计软件计算开始打印时打印机校正所需的耗材颜色配比以及使用量。
步骤b)中主材料包括树脂和添加剂，其中树脂为ABS或PLA，添加剂为TPU、钙粉或聚乙烯蜡。
步骤c)中3D打印机为单进料单喷头打印机。
由以上技术方案可以看出，本发明通过计算机控制系统进行全彩产品的模型设计，并将数据传送到耗材生产设备和3D打印机，根据产品的不同色彩需求进行耗材在线生产，并实时通过3D打印机成型产品，可根据客户需求在产品的不同部位设计不同颜色，打印出任意颜色组合的全彩产品。本发明避免使用多头或多进一出打印头的打印机，解决了打印头颜色混合不均匀的问题，可以提高打印精准度和产品表观质量，真正满足广大使用者打印个性化全彩产品的需求。另外，桌面级耗材生产设备和桌面级3D打印机的采用也大大提高了该3D打印设备使用场合。
附图说明
图1为本发明全彩3D打印设备各系统间的连接结构示意图。
图2为本发明耗材生产设备的简要结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体图例对本发明做进一步详述。
一种一体化全彩3D打印设备，包括计算机软件控制系统A、耗材生产设备B和3D打印机C；所述的计算机软件控制系统A包括三维模型设计软件和中枢结构（图中未示出），利用该三维模型设计软件可进行全彩3D产品模型的设计，并自动计算产品上相应颜色的红、黄、蓝配比，所述中枢结构将计算机与耗材生产设备和3D打印机连接在一起。
三维模型设计软件为SolidWorks软件。耗材生产设备B为桌面级耗材生产设备，包括：主料仓1，色粉仓2，螺杆3，电机4，线型挤出头5，其中主料仓1和色料仓2位于螺杆3上方，色料仓2位于主料仓1下游，电机4与螺杆5靠近主料仓的一端连接，带动螺杆3进行旋转，线型挤出头5位于螺杆3另一端。3D打印机C为单进料单喷头的桌面级3D打印机。
一种一体化全彩3D打印方法，采用计算机-耗材生产设备-3D打印机三级协调配合的方式，通过计算机软件控制系统A对所需全彩产品的计算机彩色模型数据进行采集，处理，并将数据发送至耗材生产设备B，由耗材生产设备B生产出所需全彩产品的连续耗材，并将耗材输送至3D打印机C，具体包括以下步骤：
a)采集数据，利用计算机软件控制系统A设计待加工的全彩3D打印产品，根据客户需求在产品的不同部位设计不同颜色，且具有连续的渐变色结构，然后自动计算出相应颜色的红、黄、蓝配比、所需耗材的使用量、开始打印时打印机校正所需的耗材颜色配比以及使用量以及3D打印机的工作程序，从而完成数据采集过程，然后将采集的数据进行处理，并转化为耗材生产设备B以及3D打印机C能够识别的数据格式；
b)生产耗材，通过中枢结构将步骤a)采集并处理好的数据传送到耗材生产设备B，根据数据在不同时间添加不同的耗材原料，其中耗材原料包括加入主料仓1中的主材料以及加入色粉仓2中的红、黄、蓝色粉，主料仓1中的主材料不间断填加，并与色粉仓2中按配比混合后的色粉在螺杆3中充分均匀混合，螺杆3在电机4的带动下旋转，将混合均匀的物料向前输送，并通过线型挤出头5，生产出满足产品全彩需要的连续耗材，其中主材料包括树脂和添加剂，树脂为ABS或PLA，添加剂为TPU、钙粉或聚乙烯蜡；
c)打印产品，将步骤b)中生产的连续耗材送入3D打印机C，通过中枢结构将步骤a)采集并处理好的3D打印机的工作程序传送到单进料单喷头3D打印机中，首先进行打印机校正，然后进行逐层打印，从而获得所需的个性化全彩产品。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种一体化全彩3D打印设备，其特征在于：包括计算机软件控制系统、耗材生产设备和3D打印机；所述的计算机软件控制系统包括三维模型设计软件和中枢结构，利用该三维模型设计软件可进行全彩3D产品模型的设计，并自动计算产品上相应颜色的红、黄、蓝配比，所述中枢结构将计算机与耗材生产设备和3D打印机连接在一起。
2.根据权利要求1所述的一体化全彩3D打印设备，其特征在于：所述的三维模型设计软件为SolidWorks软件。
3.根据权利要求1所述的一体化全彩3D打印设备，其特征在于：所述的耗材生产设备为桌面级耗材生产设备。
4.根据权利要求1所述的一体化全彩3D打印设备，其特征在于：所述的耗材生产设备包括：主料仓，色粉仓，螺杆，电机，线型挤出头，其中主料仓和色料仓位于螺杆上方，色料仓位于主料仓下游，电机与螺杆靠近主料仓的一端连接，带动螺杆进行旋转，线型挤出头位于螺杆另一端。
5.根据权利要求1所述的一体化全彩3D打印设备，其特征在于：所述的3D打印机为单进料单喷头打印机。
6.根据权利要求1所述的一体化全彩3D打印设备，其特征在于：所述的3D打印机为桌面级3D打印机。
7.一种采用权利要求1-6中任一项所述的一体化全彩3D打印设备进行一体化全彩3D打印的方法，采用计算机-耗材生产设备-3D打印机三级协调配合的方式，通过计算机软件控制系统对所需全彩产品的计算机彩色模型数据进行采集，处理，并将数据发送至耗材生产设备，由耗材生产设备生产出所需全彩产品的连续耗材，并将耗材输送至3D打印机，具体包括以下步骤：
a)采集数据，利用计算机软件控制系统设计待加工的全彩3D打印产品，根据客户需求在产品的不同部位设计不同颜色，且具有连续的渐变色结构，然后自动计算出相应颜色的红、黄、蓝配比、所需耗材的使用量以及3D打印机的工作程序，从而完成数据采集过程，然后将采集的数据进行处理，并转化为耗材生产设备以及3D打印机能够识别的数据格式；
b)生产耗材，通过中枢结构将步骤a)采集并处理好的数据传送到耗材生产设备，根据数据在不同时间添加不同的耗材原料，其中耗材原料包括加入主料仓中的主材料以及加入色粉仓中的红、黄、蓝色粉，主料仓中的主材料不间断填加，并与色粉仓中按配比混合后的色粉在螺杆中充分均匀混合，螺杆在电机的带动旋转，将混合均匀的物料向前输送，并通过线型挤出头，生产出满足产品全彩需要的连续耗材；
c)打印产品，将步骤b)中生产的连续耗材送入3D打印机，通过中枢结构将步骤a)采集并处理好的3D打印机的工作程序传送到3D打印机，首先进行打印机校正，然后进行逐层打印，从而获得所需的个性化全彩产品。
8.根据权利要求7所述的一体化全彩3D打印的方法，其特征在于：步骤a)中还包括采用三维模型设计软件计算开始打印时打印机校正所需的耗材颜色配比以及使用量。
9.根据权利要求7所述的一体化全彩3D打印的方法，其特征在于：步骤b)中主材料包括树脂和添加剂，其中树脂为ABS或PLA，添加剂为TPU、钙粉或聚乙烯蜡。
10.根据权利要求7所述的一体化全彩3D打印的方法，其特征在于：步骤c)中3D打印机为单进料单喷头打印机。
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