CN105881907A - 一种3d打印机的多彩色打印机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种3D打印机的多彩色打印机构，它由打印冷却风扇、风扇架、温控融熔挤出部件、固定板、供料管、四色供料马达装置、彩色料挤喷头、冷却风扇和彩色料挤喷头组成；所述3D打印装置还包括微处理控制装置、X轴移动装置、Y轴移动装置、X轴分层移动模块、Y轴分层移动模块、三维彩色模块、分层分解模块、计算四色分段值模块、形成四色供料速度数值模块；本发明使用4种标准颜色通过四色供料马达装置控制其供料比例以达到调配出不同颜色目的，用户仅需要购买青色、红紫色、黄色和黑色四个颜色的耗材，能直接从计算机图形数据中生成任何形状的彩色物体，从而极大地所缩短了产品的生产周期，提高了生产率，降低造价成本。
Description
技术领域
本发明涉及打印技术领域，尤其涉及一种3D打印机的多彩色打印机构。
背景技术
基于熔融沉积式(Fused Deposition Modeling，以下简称FDM)的3D打印技术最早出现在上世纪80年代，其工作原理是通过逐层增加材料来生成3D实体，在进行3D打印时，首先由计算机通过设计、扫描等方式得到待打印物体的三维模型，再通过电脑辅助设计技术沿某个方向完成一系列的数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，由计算机根据数字切片生成机器指令，3D打印机根据该机器指令打印出薄型层面，并将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型，形成三维立体实物，最终完成3D打印。目前FDM 3D打印机都仅限于单色打印，虽然通过更换打印材料可以实现多色打印，但过程非常复杂、耗时，但是所需颜色必须提前定制，而且打印的颜色质量表现不高。用户为了得到多彩打印件，必须同时定制十多种不同颜色的打印材料，打印过程中需要不断手工更换所需颜色的打印材料；而且目前全彩的3D模型打印技术还包括三维印刷(Three-Dimensional Printing，以下简称3DP)、光固化成型(Stereo Lithography Apparatus，以下简称SLA)及层叠法成形(LaminatedObject Manufacturing，以下简称LOM)技术，但是，对于这3类技术的造价，无论是3D模型方面还是3D打印机方面，都是非常昂贵的。
发明内容
针对现有的不足，本发明提供一种3D打印机的多彩色打印机构，通过对模型的CMKY四种颜色分解，控制四个标准颜色材料的配比，以获得各种不同的颜色，使得多彩色3D打印机成为现实，用户仅需要青色、红紫色、黄色和黑色就可以打印出多彩的3D产品，而不再需要配备大量的颜色，频繁的更换材料。
为了解决上述问题，一种3D打印机的多彩色打印机构，它由彩色打印机构和打印控制机构两部分组成。所述的彩色打印机构由打印冷却风扇、风扇架、温控融熔挤出部件、固定板、供料管、四色供料马达装置、彩色料挤喷头冷却风扇和彩色料挤喷头组成；所述风扇架设置于打印装置底部，所述两个打印冷却风扇1设置于风扇架的左右两侧，彩色料挤喷头冷却风扇设置在风扇架后面的风孔上；所述温控融熔挤出部件设置在风扇架顶部，且与固定板固定连接；所述四根供料管一端与四色供料马达装置连接，另一端通过固定板与温控融熔挤出部件连接，所述四个四色供料马达装置分别控制四个颜色打印耗材的送料，所述打印耗材通过供料管，分别导入到温控融熔挤出部件，所述耗材在温控融熔挤出部件内被熔化并混合，变成不同的混合色料被彩色料挤喷头挤出；
所述打印控制机构的微处理控制装置连接并控制X轴移动装置、Y轴移动装置、X轴分层移动模块、Y轴分层移动模块、三维彩色模块、分层分解模块、计算四色分段值模块、形成四色供料速度数值模块、温控融熔挤出部件、四色供料马达装置；所述微处理控制装置控制三维彩色模块对三维彩色模型进行体形分析和彩色分析，所述分层分解模块对三维彩色模型进行分层数据切片并且把每层切片数据中不同位置的颜色信息分解为青色、红紫色、黄色和黑色的四色数据信息，所述计算四色分段值模块根据四色数值核算出每个层段四种颜色的材料比例，微处理控制器根据四色的比例，通过形成四色供料速度数值模块，分别控制四个四色供料马达装置的供料速度，所述四色供料马达装置将四个颜色的材料按比例供给到温控融熔挤出部件内，所述温控融熔挤出部件加热将材料熔化和混合，将达到配色要求的材料通过彩色料挤喷头挤出成型。
其中，所述微处理控制装置分别控制四个四色供料马达装置的供料速度，同时通过X轴分层移动模块和Y轴分层移动模块分别控制X轴移动装置和Y移动轴移动装置，使融溶挤出部件上的彩色料挤喷头能够在工作平台内移动。
其中，所述打印耗材为塑料丝，所述塑料丝的材料为ABS塑料或PLA塑胶。
本发明的有益效果:本发明使用4种标准颜色青色、红紫色、黄色和黑色，通过四色供料马达装置控制其供料比例已达到调配出不同颜色目的。使用本发明，用户仅需要购买青色、红紫色、黄色和黑色四个颜色的耗材，就可以打印出任何颜色的产品，同时不再需要打印后的二次手工着色，在达到产品的设计效果的同时节省了大量时间，无需机械加工或模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的物体，从而极大地所缩短了产品的生产周期，提高了生产率，降低造价成本，而且应用领域不受制约。
附图说明
图1是本发明的彩色打印机构的内部结构实施例示意图；
图2是本发明的彩色打印控制机构的框图实施例示意图。
附图中类似的元件标号代表类似的元件，如：打印冷却风扇11、风扇架12、温控融熔挤出部件13、固定板14、供料管15、四色供料马达装置16、彩色料挤喷头冷却风扇17、彩色料挤喷头18、微处理控制装置21、X轴分层移动模22、Y轴分层移动模块23、三维彩色模块24、分层分解模块25、计算四色分段值模块26、形成四色供料速度数值模块27、X轴移动装置28、Y轴移动装置29。
具体实施方式
为了使本发明的目的和技术方案以及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明做进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以对本发明的解释，并不用于限定所述求的权利要求。
见图1所示，它为彩色打印机构的内部结构实施例示意图，见图2所示，它为彩色打印控制机构的框图实施例，彩色打印机构由彩色打印机构和打印控制机构两部分组成。
见彩色打印机构的内部结构实施例示意图1所示，所述的彩色打印机构由打印冷却风扇11、风扇架12、温控融熔挤出部件13、固定板14、供料管15、四色供料马达装置16、彩色料挤喷头冷却风扇17和彩色料挤喷头18组成。所述风扇架12设置于打印装置底部，所述两个打印冷却风扇11设置于风扇架的左右两侧，彩色料挤喷头冷却风扇17设置在风扇架12后面的风孔上。所述温控融熔挤出部件13设置在风扇架12顶部，且与固定板14固定连接。所述四根供料管15一端与四色供料马达装置16连接，另一端通过固定板14与温控融熔挤出部件13连接，所述四个四色供料马达装置16分别控制四个颜色打印耗材的送料，所述打印耗材通过供料管15分别导入到温控融熔挤出部件13，所述耗材在温控融熔挤出部件13内被熔化并混合，变成不同的混合色料被彩色料挤喷头18挤出。
见彩色打印控制机构的框图实施例示意图2所示，所述打印控制机构的微处理控制装置21连接并控制X轴移动装置28、Y轴移动装置29、X轴分层移动模块22、Y轴分层移动模块23、三维彩色模块24、分层分解模块25、计算四色分段值模块26、形成四色供料速度数值模块27、温控融熔挤出部件13、四色供料马达装置16；所述微处理控制装置21控制三维彩色模块24对三维彩色模型进行3D体形分析和彩色分析，所述分层分解模块25对三维彩色模型进行分层数据切片并且把每层切片数据中不同位置的颜色信息分解为青色(Cyan)、红紫色(Magenta)、黄色(Yellow)和黑色(Black)的四色数据信息，所述计算四色分段值模块26根据四色数值计算出每个层段四种颜色的材料比例，微处理控制装置21根据四色的比例，通过形成四色供料速度数值模块27，分别控制四个四色供料马达装置16的供料速度，所述四色供料马达装置16将四个颜色的材料按比例供给到温控融熔挤出部件13内，所述温控融熔挤出部件13加热将材料熔化和混合，将达到配色要求的材料通过彩色料挤喷头18挤出成型。
进一步地，图2所述微处理控制装置21通过形成四色供料速度数值模块27分别控制四个四色供料马达装置16的供料速度，同时通过X轴分层移动模块22和Y轴分层移动模块23分别控制X轴移动装置28和和Y移动轴移动装置29，使温控融溶挤出部件13上的彩色料挤喷头18能够在所述Y轴线轨中沿Y轴方向移动或在所述X轴线轨中沿X轴方向移动，使得3D彩色打印机构打印出不同形状的不同颜色的3D物体。
优选地，所述打印耗材为塑料丝，所述塑料丝的材料为ABS塑料或PLA塑胶，本发明所用到的耗材为塑料丝，塑料丝的材料为ABS塑料或PLA塑胶等热塑性塑料，塑料丝内也可以加入不同的颜色，可画出色彩丰富的3D图画。
工作原理：首先由计算机通过设计、扫描等方式得到待打印物体的三维模型，再通过电脑辅助设计技术沿某个方向完成一系列的数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，由计算机根据数字切片生成机器指令(将三维彩色模块的彩色部分的颜色还原为C、M、Y、K值，根据彩色部分的C、M、Y、K的值换算出这四个颜色材料的比例，再根据C、M、Y、K的比例，分别控制四个四色供料马达装置的供料速度以达到配色的目的，最后四色供料马达装置将该四个颜色的材料按比例和不同的速度供给到温控融熔挤出部件内，并加热将其熔化和混合，将混合后达到配色要求的材料挤出成型)3D打印机根据该机器指令打印出薄型层面，并将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型，形成三维立体实物。
实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的权利保护范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种3D打印机的多彩色打印机构，它由彩色打印机构和打印控制机构两部分组成，其特征在于：所述的彩色打印机构由打印冷却风扇(11)、风扇架(12)、温控融熔挤出部件(13)、固定板(14)、供料管(15)、四色供料马达装置(16)、彩色料挤喷头冷却风扇(17)和彩色料挤喷头(18)组成；所述风扇架(12)设置于打印装置底部，所述两个打印冷却风扇(11)设置于风扇架的左右两侧，彩色料挤喷头冷却风扇(17)设置在风扇架(12)后面的风孔上；所述温控融熔挤出部件(13)设置在风扇架(12)顶部，且与固定板(14)固定连接；所述四根供料管(15)一端与四色供料马达装置(16)连接，另一端通过固定板(14)与温控融熔挤出部件(13)连接，所述四个四色供料马达装置(16)分别控制四个颜色打印耗材的送料，所述打印耗材通过供料管(15)分别导入到温控融熔挤出部件13，所述耗材在温控融熔挤出部件(13)内被熔化并混合，变成不同的混合色料被彩色料挤喷头18挤出；
所述打印控制机构的微处理控制装置(21)连接并控制X轴移动装置(28)、Y轴移动装置(29)、X轴分层移动模块(22)、Y轴分层移动模块(23)、三维彩色模块(24)、分层分解模块(25)、计算四色分段值模块(26)、形成四色供料速度数值模块(27)、温控融熔挤出部件(13)、四色供料马达装置(16)；所述微处理控制装置(21)控制三维彩色模块(24)对三维彩色模型进行3D体形分析和彩色分析，所述分层分解模块(25)对三维彩色模型进行分层数据切片并且把每层切片数据中不同位置的颜色信息分解为青色、红紫色、黄色和黑色的四色数据信息，所述计算四色分段值模块(26)根据四色数值计算出每个层段四种颜色的材料比例，微处理控制装置(21)根据四色的比例，通过形成四色供料速度数值模块(27)，分别控制四个四色供料马达装置(16)的供料速度，所述四色供料马达装置(16)将四个颜色的材料按比例供给到温控融熔挤出部件(13)内，所述温控融熔挤出部件(13)加热将材料熔化和混合，将达到配色要求的材料通过彩色料挤喷头(18)挤出成型。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印机的多彩色打印机构，其特征在于：所述微处理控制装置(21)分别控制四个四色供料马达装置(16)的供料速度，同时通过X轴分层移动模块(22)和Y轴分层移动模块(23)分别控制X轴移动装置(28)和Y移动轴移动装置(29)，使温控融溶挤出部件(13)上的彩色料挤喷头(18)能够在工作平台内移动。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印机的多彩色打印机构，其特征在于：所述打印耗材为塑料丝，所述塑料丝的材料为ABS塑料或PLA塑胶。
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