CN107139454B - 一种免冲洗的彩色3d打印机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种免冲洗的彩色3D打印机，包括：第一基色料箱1、第二基色料箱2、第三基色料箱3、混合仓4、打印喷头5、模型分层模块、打印计算模块、色彩模拟模块和控制处理模块。本发明中，打印填料通过基色料现混现制，降低了不同色彩的色料的相互串扰的影响，实现了打印喷头在免除清洗的情况下的色料更换，即避免了清洗打印喷头导致的时间浪费，又避免了打印喷头清洗导致的色料浪费。

Description

一种免冲洗的彩色3D打印机
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种免冲洗的彩色3D打印机。
背景技术
目前3D打印，尤其是彩色打印过程中，由于用料种数颜色多，往往需要用到许多储箱，导致打印喷头填料线路复杂，降低打印喷头活动自由度，从而，限制了打印件体积。另外，为了避免打印喷头由于填料更换导致的串扰尤其是颜色串扰，往往打印喷头换料前需要进行清洗，费时费力，还浪费打印填料，提高打印成本。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种免冲洗的彩色3D打印机。
本发明提出的一种免冲洗的彩色3D打印机，包括：第一基色料箱、第二基色料箱、第三基色料箱、混合仓、打印喷头、模型分层模块、打印计算模块、色彩模拟模块和控制处理模块；
第一基色料箱、第二基色料箱和第三基色料箱分别用于存储三种不同颜色的基色色料；混合仓通过预设的第一抽吸泵、第二抽吸泵和第三抽吸泵分别连接第一基色料箱、第二基色料箱和第三基色料箱，混合仓的底端设有出料阀，且混合仓通过出料阀连通打印喷头；
模型分层模块用于获取打印模型，并将打印模型进行层切割获得多个打印层；
打印计算模块，其连接模型分层模块，用于根据打印模型由下到上的顺序依次获取打印层作为目标层；打印计算模块用于对目标层进行图像分析，并根据图像分析结果制成一条或者多条打印路径，每一条打印路径所用色彩相同；
色彩模拟模块，其连接打印计算模块，用于获取各条打印路径的色彩，计算合成打印路径色彩的三基色比例，并用于根据三基色比例和打印路径用料总量计算打印路径完成所需的三基色原料量；
控制处理模块，其分别连接打印计算模块、色彩模拟模块、第一抽吸泵、第二抽吸泵、第三抽吸泵、出料阀和打印喷头；控制处理模块用于根据色彩模拟模块计算的三基色原料量控制第一抽吸泵、第二抽吸泵、第三抽吸泵和出料阀工作，并根据混合仓当前储料和打印计算模块计算的打印路径控制打印喷头工作。
优选地，混合仓内安装有搅拌器或者振荡器，控制处理模块与搅拌器或者振荡器连接，控制处理模块根据第一抽吸泵、第二抽吸泵和第三抽吸泵工作状态控制搅拌器或者振荡器工作。
优选地，色彩模拟模块还用于计算每一条打印路径色彩的明度，控制处理模块控制打印喷头根据明度由高到低的顺序逐一完成每一条打印路径。
优选地，色彩模拟模块根据明度由高到低的顺序为每一条打印路径编号，并将编号附着到打印路径对应的三基色原料量上；打印计算模块还用于获取色彩模拟模块的编号并将编号附着到对应的打印路径上；控制处理模块根据编号顺序获取打印路径以及打印路径对应的三基色原料量，控制处理模块用于根据获取的三基色原料量控制第一抽吸泵、第二抽吸泵和第三抽吸泵工作，并用于根据打印路径控制打印喷头工作。
优选地，第一抽吸泵的出料口、第二抽吸泵的出料口和第三抽吸泵的出料口均直接连接混合仓。
优选地，第一基色料箱、第二基色料箱和第三基色料箱存储的基色色料分别为红色、绿色和蓝色。
本发明中，混合仓可通过第一抽吸泵抽取第一基色料箱中的基色料，通过第二抽吸泵抽取第二基色料箱中的基色料，通过第三抽吸泵抽取第三基色料箱中的基色料，以便第一基色料箱、第二基色料箱和第三基色料箱提供三种基色料在混合仓中按照一定的比例混合实现各种色彩。如此，打印填料通过基色料现混现制，降低了不同色彩的色料的相互串扰的影响，实现了打印喷头在免除清洗的情况下的色料更换，即避免了清洗打印喷头导致的时间浪费，又避免了打印喷头清洗导致的色料浪费。
本发明中，目标层上打印路径的数量与目标层包含的色彩数量相同，所有打印路径的集合可还原为目标层，每一条打印路径均为纯色，每条打印路径可以是一条连贯的线路，也可以由多条不连贯的线路组成。如此，通过分割打印路径，明确了目标层的打印工作，使得目标层的打印有序，避免出错率。打印目标层时，通过将同一色彩的区域归纳到同一条打印路径上，如此打印路径的切换也是色料的更换，从而，降低了打印喷头内的色料更换次数，简化了打印工作量，还降低了目标层上不同区域的色彩串扰的可能。
附图说明
图1为本发明提出的一种免冲洗的彩色3D打印机机械结构示意图；
图2为本发明提出的一种免冲洗的彩色3D打印机控制结构示意图。
具体实施方式
参照图1、图2，本发明提出的一种免冲洗的彩色3D打印机，包括：第一基色料箱1、第二基色料箱2、第三基色料箱3、混合仓4、打印喷头5、模型分层模块、打印计算模块、色彩模拟模块和控制处理模块。
第一基色料箱1、第二基色料箱2和第三基色料箱3分别用于存储三种不同颜色的基色色料。本实施方式中，第一基色料箱1、第二基色料箱2和第三基色料箱3存储的基色色料分别为红色、绿色和蓝色。
混合仓4通过预设的第一抽吸泵6、第二抽吸泵7和第三抽吸泵8分别连接第一基色料箱1、第二基色料箱2和第三基色料箱3，混合仓4可通过第一抽吸泵6抽取第一基色料箱1中的基色料，通过第二抽吸泵7抽取第二基色料箱2 中的基色料，通过第三抽吸泵8抽取第三基色料箱3中的基色料，以便第一基色料箱1、第二基色料箱2和第三基色料箱3提供三种基色料在混合仓4中按照一定的比例混合实现各种色彩。本实施方式中，混合仓4内安装有搅拌器或者振荡器，以便通过搅拌器或者振荡器工作，使得混合仓内的基色料混合均匀，保证混合制作出的色料的品质。
混合仓4的底端设有出料阀9，且混合仓4通过出料阀9连通打印喷头5。如此，在混合仓4中的基色料混合均匀前关闭出料阀9，直到混合仓4中基色料混合均匀再打开出料阀，有利于保证打印喷头5填料的品质，从而保证打印作品的品质。
模型分层模块用于获取打印模型，并将打印模型进行层切割获得多个打印层。多个打印层的分割是层积打印的基础。
打印计算模块，其连接模型分层模块，用于根据打印模型由下到上的顺序依次获取打印层作为目标层。打印计算模块用于对目标层进行图像分析，并根据图像分析结果制成一条或者多条打印路径，每一条打印路径所用色彩相同。本实施方式中，目标层上打印路径的数量与目标层包含的色彩数量相同，所有打印路径的集合可还原为目标层，每一条打印路径均为纯色，每条打印路径可以是一条连贯的线路，也可以由多条不连贯的线路组成。如此，通过分割打印路径，明确了目标层的打印工作，使得目标层的打印有序，避免出错率。本实施方式中，打印目标层时，通过将同一色彩的区域归纳到同一条打印路径上，如此打印路径的切换也是色料的更换，从而，降低了打印喷头5内的色料更换次数，简化了打印工作量，还降低了目标层上不同区域的色彩串扰的可能。
色彩模拟模块，其连接打印计算模块，用于获取各条打印路径的色彩，计算合成打印路径色彩的三基色比例，并用于根据三基色比例和打印路径用料总量计算打印路径完成所需的三基色原料量。以红绿蓝三基色为例。本实施方式中，获得打印路径用料总量后，根据三基色比例计算三基色即红色料、绿色料和蓝色料的用量作为三基色原料量。如此，可保证现制的色料的总量，避免色料浪费，更可以避免打印过程中色料过多溢出目标区域造成颜色干扰。控制处理模块，其分别连接打印计算模块、色彩模拟模块、第一抽吸泵、第二抽吸泵7、第三抽吸泵8、出料阀9和打印喷头。控制处理模块用于根据色彩模拟模块计算的三基色原料量控制第一抽吸泵、第二抽吸泵7、第三抽吸泵8和出料阀9工作，并根据混合仓4当前储料和打印计算模块计算的打印路径控制打印喷头5工作。
本实施方式中，色彩模拟模块根据明度由高到低的顺序为每一条打印路径编号，并将编号附着到打印路径对应的三基色原料量上；打印计算模块还用于获取色彩模拟模块的编号并将编号附着到对应的打印路径上；控制处理模块根据编号顺序获取打印路径以及打印路径对应的三基色原料量，控制处理模块用于根据获取的三基色原料量控制第一抽吸泵、第二抽吸泵7和第三抽吸泵8工作，并用于根据打印路径控制打印喷头工作。如此，色彩模拟模块计算每一条打印路径色彩的明度，控制处理模块控制打印喷头5根据明度由高到低的顺序逐一完成每一条打印路径，结合明度渐变原理，可避免打印喷头中的残留填料对后续填料的影响，从而，保证调色精度，提高打印精度。
具体的，本实施方式中，控制处理模块根据编号顺序依次获取当前打印路径，然后根据编号从色彩模拟模块获取当前打印路径对应的三基色原料量；控制处理模块在出料阀9关闭的状态下，通过控制第一抽吸泵、第二抽吸泵7和第三抽吸泵8的工作功率或者时间，使得第一基色料箱1、第二基色料箱2和第三基色料箱3安装三基色原料量向混合仓4提供定量的基色料，然后基色料在混合仓中混合形成当前打印路径的色料；然后控制处理模块控制第一抽吸泵、第二抽吸泵7和第三抽吸泵8停止工作，并控制出料阀9打开，使得混合仓4中的色料进入打印喷头5进行填料，然后再驱动打印喷头5安装当前打印路径工作，当前打印路径完成后，再根据以上原理打印下一条打印路径，直至完成当前目标层的打印，然后切换上一层打印层作为目标层。
本实施方式中，控制处理模块与搅拌器或者振荡器连接，控制处理模块根据第一抽吸泵、第二抽吸泵7和第三抽吸泵8工作状态控制搅拌器或者振荡器工作。具体的，控制处理模块可在第一抽吸泵、第二抽吸泵7和第三抽吸泵8 中的一个或者几个开启后控制搅拌器或者振荡器工作，然后，在第一抽吸泵、第二抽吸泵7和第三抽吸泵8停止工作后延时控制搅拌器或者振荡器停止工作，以保证混合仓内的基色料混合均匀。
本实施方式中，第一抽吸泵6的出料口、第二抽吸泵7的出料口和第三抽吸泵8的出料口均直接连接混合仓4，以减少残余料，避免对后续色料混合的影响。本实施方式中，第一基色料箱1、第二基色料箱2、第三基色料箱3可安装在打印机支撑架A上，以缩短与混合仓的距离，从而，节约基色料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种免冲洗的彩色3D打印机，其特征在于，包括：第一基色料箱(1)、第二基色料箱(2)、第三基色料箱(3)、混合仓(4)、打印喷头(5)、模型分层模块、打印计算模块、色彩模拟模块和控制处理模块；
第一基色料箱(1)、第二基色料箱(2)和第三基色料箱(3)分别用于存储三种不同颜色的基色色料；混合仓(4)通过预设的第一抽吸泵(6)、第二抽吸泵(7)和第三抽吸泵(8)分别连接第一基色料箱(1)、第二基色料箱(2)和第三基色料箱(3)，混合仓(4)的底端设有出料阀(9)，且混合仓(4)通过出料阀(9)连通打印喷头(5)；
模型分层模块用于获取打印模型，并将打印模型进行层切割获得多个打印层；
打印计算模块，其连接模型分层模块，用于根据打印模型由下到上的顺序依次获取打印层作为目标层；打印计算模块用于对目标层进行图像分析，并根据图像分析结果制成一条或者多条打印路径，每一条打印路径所用色彩相同；
色彩模拟模块，其连接打印计算模块，用于获取各条打印路径的色彩，计算合成打印路径色彩的三基色比例，并用于根据三基色比例和打印路径用料总量计算打印路径完成所需的三基色原料量；
控制处理模块，其分别连接打印计算模块、色彩模拟模块、第一抽吸泵、第二抽吸泵(7)、第三抽吸泵(8)、出料阀(9)和打印喷头；控制处理模块用于根据色彩模拟模块计算的三基色原料量控制第一抽吸泵、第二抽吸泵(7)、第三抽吸泵(8)和出料阀(9)工作，并根据混合仓(4)当前储料和打印计算模块计算的打印路径控制打印喷头(5)工作；
色彩模拟模块还用于计算每一条打印路径色彩的明度，控制处理模块控制打印喷头(5)根据明度由高到低的顺序逐一完成每一条打印路径；
色彩模拟模块根据明度由高到低的顺序为每一条打印路径编号，并将编号附着到打印路径对应的三基色原料量上；打印计算模块还用于获取色彩模拟模块的编号并将编号附着到对应的打印路径上；控制处理模块根据编号顺序获取打印路径以及打印路径对应的三基色原料量，控制处理模块用于根据获取的三基色原料量控制第一抽吸泵、第二抽吸泵(7)和第三抽吸泵(8)工作，并用于根据打印路径控制打印喷头工作。
2.如权利要求1所述的免冲洗的彩色3D打印机，其特征在于，混合仓(4)内安装有搅拌器或者振荡器，控制处理模块与搅拌器或者振荡器连接，控制处理模块根据第一抽吸泵、第二抽吸泵(7)和第三抽吸泵(8)工作状态控制搅拌器或者振荡器工作。
3.如权利要求1所述的免冲洗的彩色3D打印机，其特征在于，第一抽吸泵(6)的出料口、第二抽吸泵(7)的出料口和第三抽吸泵(8)的出料口均直接连接混合仓(4)。
4.如权利要求1至3任一项所述的免冲洗的彩色3D打印机，其特征在于，第一基色料箱(1)、第二基色料箱(2)和第三基色料箱(3)存储的基色色料分别为红色、绿色和蓝色。
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