CN106003721A - 一种3d打印机彩打装置及彩打方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D打印机彩打装置及彩打方法。该装置包括壳体、设置于壳体内的至少一个与丝材挤出机构相连接的染色装置，以及控制染色装置进行染色的控制装置；染色装置包括染料供给装置、涂刷装置以及伺服电机。本发明通过设置多个独立的染色装置，每种染色装置只能印染一种颜色，根据颜色设定要求，通过自动或手动方式控制不同颜色的染色装置对丝材进行染色，进而实现了在各种颜色之间自由切换，并且不会出现混色的问题。本发明的彩打装置简单，成本低，并且通过手动方式切换颜色，可以增加3D打印过程中的乐趣，实现即时创造，提高用户参与度，有效消除因漫长等待而产生的无聊情绪。

Description

一种 3D 打印机彩打装置及彩打方法

技术领域

本发明涉及3D打印机技术领域，具体涉及一种3D打印机彩打装置及彩打方法。

背景技术

近年来，3D打印机已经成为了一个十分时髦的产品，其在未来量产并走进普通家庭是一个必然趋势。目前市场上流行的3D打印机绝大多数都只能打印一种颜色或者分别打印几种单一颜色，这就使打印产品的美观度受到很大影响，制约了其推广发展。

中国发明专利申请CN103434135A公开了一种彩色 3D 打印机及其制备三维制品的方法，该技术是根据需要打印的颜色，利用预混器对红、黄、蓝三色树脂进行混合形成所需要的颜色，然后将混合后的树脂进行打印，最终获得彩色的3D产品。 但是，该方案存在以下问题 ：需要打印的产品每个像素点的颜色均可能不同，因此，整个打印过程需要不断的变换颜色，而且单个像素点所需要的胶量非常小，采用预混合的方式打印难于实现在不同的颜色间进行切换，而且难于保证前一次颜色的胶水在预混合器内不会有残留而影响后一次颜色的效果。

目前，现有的中小型企业及家用彩色3D打印机的彩打模块集成复杂、精密度高，极高的精度在验证、探索性实验或者娱乐、教学性打印中并不是必须的，而且极高的打印精度造成的高昂成本和设备不稳定性制约了3D打印技术向某些企业和家庭、学校推广普及。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种3D打印机彩打装置及彩打方法以解决现有的3D彩色打印装置彩打混色造成彩打效果差的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种3D打印机彩打装置，包括壳体，以及设置于壳体内的：

至少一个与丝材挤出机构相连接、用于对丝材进行染色的染色装置，以及

控制所述染色装置进行染色的控制装置；

所述染色装置包括染料供给装置、用于接收染料供给装置的染料并将其涂刷于丝材上的涂刷装置以及用于根据控制装置发出的信号进而带动涂刷装置旋转的伺服电机。

所述壳体上与每个染色装置相对应的位置均设有一个与所述控制装置连接的按钮。

所述染料供给装置为染料笔，所述染料笔包括用于存储单一颜色染料的染料存储区和与染料存储区连接的刷头；

所述涂刷装置为染色刷轮。

所述控制装置为伺服控制板。

优选地，一种3D打印机彩打装置，包括：

三个染色装置，所述每个染色装置均与丝材挤出机构的一个开口相连接；

控制装置，与每个染色装置的伺服电机相连接，用于控制伺服电机以实现对不同染色要求的丝材的印染。

优选地，一种3D打印机彩打装置，包括：

一个染色装置，所述染色装置与丝材挤出机构相连接；

控制装置，与所述染色装置的伺服电机相连接，用于控制伺服电机以实现对丝材的印染。

一种3D打印机彩打装置的打印方法，包括：

控制装置发送控制命令至染色装置；

染色装置根据所接收到的控制命令信息进行染色，实现了3D打印机的彩色打印过程。

所述控制装置发送控制命令至染色装置的具体步骤为：

输入设定的颜色信息，控制装置解析所述设定颜色信息，并根据解析结果发送控制命令至染色装置。

所述控制装置发送控制命令至染色装置的具体步骤为：

根据所要打印的颜色信息，按压相对应颜色的按钮，控制装置解析所述按动按钮的信号信息，并根据解析结果发送控制命令至染色装置。

所述染色装置根据所接收到的控制命令信息进行染色的具体步骤为：

伺服电机根据所接收到的控制命令信息控制涂刷装置在一定转速下进行转动，从而将染料供给装置中的染料涂刷于丝材上，完成对3D打印机的彩色打印过程。

本发明的有益效果为：

本发明通过设置多个独立的染色装置，每种染色装置只能印染一种颜色，根据颜色设定要求，由控制装置自动控制不同颜色的染色装置进行染色，进而实现了在各种颜色之间自由切换，并且不会出现混色的问题。

本发明还可以在壳体上相对于每种染色装置的位置分别设置一个按钮，通过手动按压按钮的方式切换颜色，进而实现了在各种颜色之间自由切换，并且不会出现混色的问题；并且通过手动方式切换颜色，可以增加3D打印过程中的乐趣，实现即时创造，提高用户参与度，有效消除因漫长等待而产生的无聊情绪。

本发明的彩打装置简单，成本低，打印原理简单易行，通过这种简单、稳定的彩打结构就能实现高级的彩色打印方案，具有巨大的应用价值。

附图说明

图1为3D打印机彩打装置的结构示意图。

图2为3D打印机彩打装置的原理框图。

其中，1、伺服控制板；2、伺服电机；3、壳体；4、染料笔；41、刷头；42、染料存储区；5、染色刷轮；6、丝材挤出机构；7、按钮。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

根据本申请的一个实施例，参考图1和图2，图1示出了3D打印机彩打装置的结构示意图；图2示出了3D打印机彩打装置的原理框图；如图1和图2所示，该3D打印机彩打装置包括壳体3，设置于壳体3内的三个染色装置和一个控制装置，三个染色装置上下交错排列或者在同一平面内呈三角形交错排列设置，且均与丝材挤出机构6相连接；丝材挤出机构设置有3个开口，每个染色装置的涂刷装置与丝材挤出机构的一个开口相连接。

染色装置包括染料供给装置、涂刷装置和伺服电机2；其中，每个染色装置中的染料供给装置中染料的颜色均不相同，在本实施例中，三个染色装置中的颜色分别为红色、黄色和蓝色；每个染色装置均可以染一种颜色；控制装置通过解析用户设定颜色信息并根据解析结果控制红色、黄色和/或蓝色的染色装置在一定的条件下进行染色。

在本发明实施例中，涂刷装置为染色刷轮5；控制装置为伺服控制板1；染料供给装置为染料笔，染料笔4包括染料存储区42和刷头41，染料存储区42中均存储一种颜色的染料，刷头41用于将染料存储区42内的染料涂刷在染色刷轮5上。

本发明的3D打印机彩打装置的前端连接丝材挤出机构6，下端连接热熔打印装置；丝材挤出机构6将未染色的原色丝材按要求挤出并运送至染色区域，伺服控制板1根据用户设定的颜色信息，控制红色、黄色和/或蓝色的染色装置中的伺服电机2在一定的转速下转动，从而带动染色刷轮旋转，使染料笔中的染料涂刷在原色丝材上，完成彩色的3D打印过程；其中，转速越高，染色轮刷5涂在原色丝材上的染料越多。

在上述方法中，红色、黄色和蓝色这三种颜色的打印，是伺服控制板1根据用户设定的颜色信息分别控制各自的染色装置进行染色实现的，解决了打印过程中需要不断地变换颜色导致易混色以及打印效率低的问题，打印精度和打印效率更高。

采用上述3D打印机彩打装置进行3D打印的具体方法为：

输入用户设定的颜色信息，伺服控制板1解析上述设定的颜色信息，并根据解析结果发送控制命令至红色、黄色和/或蓝色染色装置中的伺服电机2；

伺服电机2根据所接收到的控制命令信息控制染色刷轮5在一定转速下进行旋转，从而将存储于染料存储区42内的染料通过刷头41转至染色刷轮5上，再由染色刷轮5将相应颜色的染料涂刷于原色丝材上，完成彩色的3D打印过程。

在本发明中，伺服控制板1会解析用户设定的颜色方案并根据解析的颜色信号信息来自动实时调节各染色刷轮5的转速，原色丝材匀速向前传达，染色刷轮5将传输至其上的染料涂刷于原色丝材上，即实现了成功染色过程。

根据本申请的另外一个实施例，该3D打印机彩打装置包括壳体3和设置于壳体3内的一个染色装置和一个控制装置；该染色装置包括染料供给装置、涂刷装置和伺服电机；染料供给装置为染料笔4，染料笔4的染料存储区42存储一种颜色的染料，刷头41与染料存储区42连接；涂刷装置为染色刷轮5；控制装置为伺服控制板1；

在使用中，伺服控制板1解析用户设定颜色信息，并根据解析结果控制伺服电机2在不同的转速条件下进行转换，进而带动染色刷轮5将染料涂刷于原色丝材上，实现对同一种颜色的不同颜色深度的打印，完成彩色的3D打印过程。

根据本申请的另外一个实施例，该3D打印机彩打装置包括壳体3，设置于壳体3内的三个染色装置和一个控制装置，三个染色装置中的颜色分别为红色、黄色和蓝色，三个染色装置上下交错排列或者在同一平面内呈三角形交错排列设置，且均与丝材挤出机构6相连接；丝材挤出机构设置有3个开口，每个染色装置的涂刷装置与丝材挤出机构的一个开口相连接；壳体上与每个染色装置的染料笔相对应的位置处均设有一个按钮7，每个按钮7均与控制装置相连接；

涂刷装置为染色刷轮5；控制装置为伺服控制板1；染料供给装置为染料笔，染料笔4包括染料存储区42和刷头41，染料存储区42中均存储一种颜色的染料，刷头41用于将染料存储区42内的染料涂刷在染色刷轮5上。

采用上述3D打印机彩打装置进行3D打印的具体方法为：

用户根据所需打印颜色需求，手动按压相对应颜色的按钮7，伺服控制板接收到按压信号，解析该信号，并根据解析结果控制伺服电机转动，从而带动染色刷轮进行染色；其中，按钮7按的越深，相对应的伺服电机转速越高，可以通过用户的意愿，任意调配颜色，激发创造，刷然自己喜欢的颜色，趣味性得到大大提高。

综上所述，本发明提供的3D打印机彩打装置及其打印原理简单易行，机构简单，彩打效果却能满足绝大部分人的要求；本发明通过简单、稳定的彩打机构完成较高级的彩色打印方案，造价低廉，维护简单，具有巨大的应用范围。

Claims (10)

1.一种3D打印机彩打装置，包括壳体；其特征是，还包括设置于壳体内的：

至少一个与丝材挤出机构相连接、用于对丝材进行染色的染色装置，以及

控制所述染色装置进行染色的控制装置；

所述染色装置包括染料供给装置、用于接收染料供给装置的染料并将其涂刷于丝材上的涂刷装置以及用于根据控制装置发出的信号进而带动涂刷装置旋转的伺服电机。

2.根据权利要求1所述的3D打印机彩打装置，其特征是，所述壳体上与每个染色装置相对应的位置均设有一个与所述控制装置电连接的按钮。

3.根据权利要求1或2所述的3D打印机彩打装置，其特征是：

所述染料供给装置为染料笔，所述染料笔包括用于存储单一颜色染料的染料存储区和与染料存储区连接的刷头；

所述涂刷装置为染色刷轮。

4.根据权利要求1或2所述的3D打印机彩打装置，其特征是，所述控制装置为伺服控制板。

5.根据权利要求1或2所述的3D打印机彩打装置，其特征是，包括：

三个染色装置，所述每个染色装置均与丝材挤出机构的一个开口相连接；

控制装置，与每个染色装置的伺服电机相连接，用于控制伺服电机以实现对不同染色要求的丝材的印染。

6.根据权利要求1或2所述的3D打印机彩打装置，其特征是，包括：

一个染色装置，所述染色装置与丝材挤出机构相连接；

控制装置，与所述染色装置的伺服电机相连接，用于控制伺服电机以实现对丝材的印染。

7.权利要求1-6任一项所述的3D打印机彩打装置的打印方法，其特征是，包括：

控制装置发送控制命令至染色装置；

染色装置根据所接收到的控制命令信息进行染色，实现了3D打印机的彩色打印过程。

8.根据权利要求7所述的3D打印机彩打装置的打印方法，其特征是，所述控制装置发送控制命令至染色装置的具体步骤为：

输入设定的颜色信息，控制装置解析所述设定颜色信息，并根据解析结果发送控制命令至染色装置。

9.根据权利要求7所述的3D打印机彩打装置的打印方法，其特征是，所述控制装置发送控制命令至染色装置的具体步骤为：

根据所要打印的颜色信息，按压相对应颜色的按钮，控制装置解析所述按动按钮的信号信息，并根据解析结果发送控制命令至染色装置。

10.根据权利要求7所述的3D打印机彩打装置的打印方法，其特征是，所述染色装置根据所接收到的控制命令信息进行染色的具体步骤为：

伺服电机根据所接收到的控制命令信息控制涂刷装置在一定转速下进行转动，从而将染料供给装置中的染料涂刷于丝材上，完成对3D打印机的彩色打印过程。