CN107599415A - 一种3d打印服坯气压支撑装置 - Google Patents

Abstract

一种3D打印服坯气压支撑装置，3D打印服坯气压支撑装置。包括支撑台、支撑气囊、驱动机构和气泵。支撑气囊设于支撑台的台面，支撑气囊的远离台面的一端连接有拉伸盘，气泵的出气口同支撑气囊的内腔连通。驱动机构包括驱动器、丝杆和套筒。套筒设于支撑台，沿套筒的轴向，套筒与支撑台固定连接，沿套筒的周向，套筒能够相对支撑台转动。套筒具有内螺纹，套筒套设于丝杆并与丝杆配合。驱动器的输出轴具有齿轮，套筒具有用于同齿轮啮合的外齿。丝杆垂直于台面设置，丝杆的端部同拉伸盘连接。驱动器用于驱动套筒，使丝杆带动拉伸盘靠近台面或远离台面。其能对服坯形成支撑，防止服坯塌陷。

Description

一种3D打印服坯气压支撑装置

技术领域

本发明涉及服装生产技术领域，具体而言，涉及一种3D打印服坯气压支撑装置。

背景技术

3D打印技术是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状的可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。但是就目前而言，3D打印技术在服装生产领域的推广应用仍然受到极大的限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印服坯气压支撑装置，在进行服装的服坯3D打印时，其能够对打印得到的服坯形成支撑，有效防止服坯发生塌陷；其还能够随服坯高度的升高而伸长，以对整个服坯形成有效支撑，进一步避免服坯塌陷，大大降低了服坯打印过程中的废品率，提高了服坯品质，有利于3D打印技术在服装生产领域的推广应用。

本发明的实施例是这样实现的：

一种3D打印服坯气压支撑装置，其包括：支撑台、支撑气囊、驱动机构和气泵。支撑气囊设于支撑台的台面，支撑气囊的远离台面的一端连接有拉伸盘，气泵的出气口同支撑气囊的内腔连通。驱动机构包括驱动器、丝杆和套筒。套筒设于支撑台，沿套筒的轴向，套筒与支撑台固定连接，沿套筒的周向，套筒能够相对支撑台转动。套筒具有内螺纹，套筒套设于丝杆并利用内螺纹同丝杆配合。驱动器的动力输出轴具有齿轮，套筒的外壁具有用于同齿轮啮合的外齿。丝杆垂直于台面设置，丝杆的端部同拉伸盘连接。驱动器用于驱动套筒相对丝杆转动，以使丝杆带动拉伸盘靠近台面来压缩支撑气囊，或使丝杆带动拉伸盘远离台面来拉伸支撑气囊。

进一步地，支撑台设有径向轴承，径向轴承的外圈和内圈中的任意一者同支撑台固定连接，另一者同套筒同轴连接。

进一步地，外圈同支撑台固定连接，内圈同套筒同轴连接。套筒包括第一筒段和第二筒段。第一筒段和第二筒段设于内圈的相对两侧且均与内圈同轴连接。内螺纹设于第一筒段，外齿设于第二筒段。

进一步地，支撑台设有推力轴承，推力轴承的两个轴圈中的任意一者同支撑台固定连接，另一者同套筒同轴连接。

进一步地，支撑气囊同拉伸盘一体连接，支撑气囊包括气囊底座和气囊本体。气囊底座设于支撑台的台面，气囊本体环设于气囊底座且环设于拉伸盘，气囊本体连接于气囊底座和拉伸盘之间，气囊本体、气囊底座和拉伸盘围成内腔。

进一步地，气囊底座在台面的投影位于拉伸盘在台面的投影的范围内。

进一步地，丝杆贯穿台面和气囊底座并延伸至内腔，丝杆的位于内腔的端部同拉伸盘连接。

进一步地，拉伸盘平行于台面设置。

进一步地，气泵的出气口由输气管与内腔连通，输气管贯穿台面和气囊底座并与内腔连通。

进一步地，拉伸盘设有与内腔连通的排气管，排气管具有排气阀。

本发明实施例的有益效果是：

本申请的发明人研究发现：利用3D打印技术在进行服装的服坯打印的时候，由于服坯厚度一般都很小，在打印时容易出现服坯塌陷，造成废品。使得3D打印技术在服装生产领域的推广应用受到了极大的限制。

本发明实施例提供的3D打印服坯气压支撑装置利用支撑台的台面以及设于台面的支撑气囊来对服坯进行直接支撑。台面用于对服坯的底部进行直接支撑，并用于承受服坯的重量。支撑气囊则用于对服坯的服坯壁面进行支撑，防止服坯的壁面发生塌陷而造成废品。

3D打印服坯气压支撑装置利用驱动器来驱动套筒相对丝杆和支撑台发生转动，套筒在转动过程中利用内螺纹驱动丝杆沿其径向发生移动，从而使丝杆驱动拉伸盘运动。进一步地，通过调节驱动器的正转和反转，即可实现丝杆带动拉伸盘远离或靠近台面运动，从而实现对支撑气囊的拉伸和压缩。

在3D打印过程中，服坯从台面开始打印，由台面对服坯的底部进行直接支撑，对服坯施加垂直于台面的支撑力。此时服坯高度较低，拉伸盘也处于靠近台面的位置。支撑气囊位于服坯的内侧，3D打印机围绕支撑气囊对服坯进行打印，利用气泵向支撑气囊的内腔充气，使支撑气囊膨胀起来，使支撑气囊能够用于对服坯施加径向(平行于台面的方向)的支撑力，防止服坯发生塌陷。

随着打印的进行，服坯逐渐成型，其高度也逐渐升高。为了对服坯的高位也施加沿径向的支撑力，此时，利用驱动器驱动套筒转动，使丝杆驱动拉伸盘逐渐远离台面，支撑气囊被拉伸，以使支撑气囊能够对整个服坯都施加沿径向的支撑力，以保证整个服坯的稳定性，防止服坯塌陷。于此同时，控制气泵朝支撑气囊的内腔进一步充气，以确保在支撑气囊被拉伸的过程中支撑气囊仍然能够为服坯提供径向的支撑力，避免由于支撑气囊收缩使施加于服坯的径向支撑力消失而导致服坯塌陷。

当打印过程结束后，关闭气泵并将支撑气囊中的气体排出后，即可将整个服坯取出。

3D打印服坯气压支撑装置能够用于同3D打印机配合，对3D打印过程中的服坯进行支撑，防止在打印过程中服坯发生塌陷而产生废品，有助于提高3D打印服坯的成功率。

总体而言，在进行服装的服坯3D打印时，3D打印服坯气压支撑装置能够对打印得到的服坯形成支撑，有效防止服坯发生塌陷。此外，3D打印服坯气压支撑装置还能够随服坯高度的升高而伸长，以对整个服坯形成有效支撑，避免服坯由于高度的增加而发生塌陷，大大降低了服坯打印过程中的废品率，提高了服坯品质，有利于3D打印技术在服装生产领域的推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的3D打印服坯气压支撑装置的示意图；

图2为图1中的A区域的放大图。

图标：1000-3D打印服坯气压支撑装置；1100-支撑台；1110-台面；1120-径向轴承；1121-外圈；1122-内圈；1130-横梁；1140-脚架；1200-支撑气囊；1210-拉伸盘；1220-内腔；1230-气囊底座；1240-气囊本体；1250-排气管；1300-驱动机构；1310-驱动器；1320-丝杆；1330-套筒；1331-第一筒段；1332-第二筒段；1340-齿轮；1400-气泵；1410-输气管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1和图2，本实施例提供一种3D打印服坯气压支撑装置1000。3D打印服坯气压支撑装置1000包括：支撑台1100、支撑气囊1200、驱动机构1300和气泵1400。

支撑气囊1200设于支撑台1100的台面1110，支撑气囊1200的远离台面1110的一端连接有拉伸盘1210，气泵1400的出气口同支撑气囊1200的内腔1220连通。驱动机构1300包括驱动器1310、丝杆1320和套筒1330。套筒1330设于支撑台1100，沿套筒1330的轴向，套筒1330与支撑台1100固定连接，沿套筒1330的周向，套筒1330能够相对支撑台1100转动。套筒1330具有内螺纹，套筒1330套设于丝杆1320并利用内螺纹同丝杆1320配合。驱动器1310的动力输出轴具有齿轮1340，套筒1330的外壁具有用于同齿轮1340啮合的外齿。丝杆1320垂直于台面1110设置，丝杆1320的端部同拉伸盘1210连接。驱动器1310用于驱动套筒1330相对丝杆1320转动，以使丝杆1320带动拉伸盘1210靠近台面1110来压缩支撑气囊1200，或使丝杆1320带动拉伸盘1210远离台面1110来拉伸支撑气囊1200。

本申请的发明人研究发现：利用3D打印技术在进行服装的服坯打印的时候，由于服坯厚度一般都很小，在打印时容易出现服坯塌陷，造成废品。使得3D打印技术在服装生产领域的推广应用受到了极大的限制。

3D打印服坯气压支撑装置1000利用支撑台1100的台面1110以及设于台面1110的支撑气囊1200来对服坯进行直接支撑。台面1110用于对服坯的底部进行直接支撑，并用于承受服坯的重量。支撑气囊1200则用于对服坯的服坯壁面进行支撑，防止服坯的壁面发生塌陷而造成废品。

3D打印服坯气压支撑装置1000利用驱动器1310来驱动套筒1330相对丝杆1320和支撑台1100发生转动，套筒1330在转动过程中利用内螺纹驱动丝杆1320沿其径向发生移动，从而使丝杆1320驱动拉伸盘1210运动。进一步地，通过调节驱动器1310的正转和反转，即可实现丝杆1320带动拉伸盘1210远离或靠近台面1110运动，从而实现对支撑气囊1200的拉伸和压缩。

在3D打印过程中，服坯从台面1110开始打印，由台面1110对服坯的底部进行直接的支撑，对服坯施加垂直于台面1110的支撑力。此时处于打印的初始阶段，服坯高度较低，拉伸盘1210也处于靠近台面1110的位置。支撑气囊1200位于服坯的内侧，3D打印机围绕支撑气囊1200对服坯进行打印，利用气泵1400向支撑气囊1200的内腔1220充气，使支撑气囊1200膨胀起来，使支撑气囊1200能够用于对服坯施加径向(平行于台面1110)的支撑力，防止服坯发生塌陷。

随着打印的进行，服坯逐渐成型，其高度也逐渐升高。为了对服坯的高位也施加沿径向的支撑力，此时，利用驱动器1310驱动套筒1330转动，使丝杆1320驱动拉伸盘1210逐渐远离台面1110，支撑气囊1200被拉伸，以使支撑气囊1200能够对整个服坯都施加沿径向的支撑力，以保证整个服坯的稳定性，防止服坯塌陷。与此同时，控制气泵1400朝支撑气囊1200的内腔1220进一步充气，以确保在支撑气囊1200被拉伸的过程中支撑气囊1200仍然能够为服坯提供径向的支撑力，避免由于支撑气囊1200收缩使施加于服坯的径向支撑力消失而导致服坯塌陷。

当打印过程结束后，关闭气泵1400并将支撑气囊1200中的气体排出后，即可将整个服坯取出。3D打印服坯气压支撑装置1000能够用于同3D打印机配合，对3D打印过程中的服坯进行支撑，防止在打印过程中服坯发生塌陷而产生废品，有助于提高3D打印服坯的成功率。由于在打印过程中能够对服坯形成有效的支撑，能够有效防止服坯发生塌陷或者出现裂纹，能够有效提升服坯的品质，提高打印效果。

进一步地，支撑台1100设有径向轴承1120，径向轴承1120的外圈1121和内圈1122中的任意一者同支撑台1100固定连接，另一者同套筒1330同轴连接。

进一步地，在本实施例中，外圈1121同支撑台1100固定连接，内圈1122同套筒1330同轴连接。套筒1330包括第一筒段1331和第二筒段1332。第一筒段1331和第二筒段1332设于内圈1122的相对两侧且均与内圈1122同轴连接。内螺纹设于第一筒段1331，外齿设于第二筒段1332。

当驱动器1310利用齿轮1340带动第二筒段1332转动时，第二筒段1332利用内圈1122作为传动媒介，将转动传导至第一筒段1331，第一筒段1331转动过程中通过内螺纹驱动丝杆1320沿轴向滑动。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，径向轴承1120还可以替换成推力轴承，此时，推力轴承的两个轴圈中的任意一者同支撑台1100固定连接，另一者同套筒1330同轴连接。

进一步地，在本实施例中，支撑气囊1200同拉伸盘1210一体连接，支撑气囊1200包括气囊底座1230和气囊本体1240。气囊底座1230设于支撑台1100的台面1110，气囊本体1240环设于气囊底座1230且环设于拉伸盘1210，气囊本体1240连接于气囊底座1230和拉伸盘1210之间，气囊本体1240、气囊底座1230和拉伸盘1210围成内腔1220。通过该设计，在利用丝杆1320带动拉伸盘1210时，拉伸盘1210能够更加有效地拉伸支撑气囊1200。

进一步地，在本实施例中，气囊本体1240由橡胶制成。

进一步地，气囊底座1230在台面1110的投影位于拉伸盘1210在台面1110的投影的范围内。通过该设计，当拉伸盘1210拉伸支撑气囊1200时，对支撑气囊1200的影响较小，支撑气囊1200在支持服坯时的稳定性也更好。

进一步地，丝杆1320贯穿台面1110和气囊底座1230并延伸至内腔1220，丝杆1320的位于内腔1220的端部同拉伸盘1210连接。通过该设计，能够避免丝杆1320对服坯的3D打印过程造成干扰，更便于服坯的打印。

进一步地，在本实施例中，拉伸盘1210平行于台面1110设置。

进一步地，气泵1400的出气口由输气管1410与内腔1220连通，输气管1410贯穿台面1110和气囊底座1230并与内腔1220连通。如此设置，能够避免输气管1410对服坯的3D打印过程造成干扰。

进一步地，拉伸盘1210设有与内腔1220连通的排气管1250，排气管1250具有排气阀。从拉伸盘1210进行排气，能够避免排出的气体对服坯产生冲击，防止服坯遭受损伤。

进一步地，在本实施例中，气泵1400设于支撑台1100的横梁1130，而驱动器1310设于支撑台1100的脚架1140。第一筒段1331设于径向轴承1120的靠近台面1110的一侧，驱动器1310和第二筒段1332均设于径向轴承1120的远离台面1110的一侧。进一步地，驱动器1310为步进电机。

综上所述，在进行服装的服坯3D打印时，3D打印服坯气压支撑装置1000能够对打印得到的服坯形成支撑，有效防止服坯发生塌陷。此外，3D打印服坯气压支撑装置1000还能够随服坯高度的升高而伸长，以对整个服坯形成有效支撑，避免服坯由于高度的增加而发生塌陷，大大降低了服坯打印过程中的废品率，提高了服坯品质，有利于3D打印技术在服装生产领域的推广应用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种3D打印服坯气压支撑装置，其特征在于，包括：支撑台、支撑气囊、驱动机构和气泵；所述支撑气囊设于所述支撑台的台面，所述支撑气囊的远离所述台面的一端连接有拉伸盘，所述气泵的出气口同所述支撑气囊的内腔连通；所述驱动机构包括驱动器、丝杆和套筒；所述套筒设于所述支撑台，沿所述套筒的轴向，所述套筒与所述支撑台固定连接，沿所述套筒的周向，所述套筒能够相对所述支撑台转动；所述套筒具有内螺纹，所述套筒套设于所述丝杆并利用所述内螺纹同所述丝杆配合；所述驱动器的动力输出轴具有齿轮，所述套筒的外壁具有用于同所述齿轮啮合的外齿；所述丝杆垂直于所述台面设置，所述丝杆的端部同所述拉伸盘连接；所述驱动器用于驱动所述套筒相对所述丝杆转动，以使所述丝杆带动所述拉伸盘靠近所述台面来压缩所述支撑气囊，或使所述丝杆带动所述拉伸盘远离所述台面来拉伸所述支撑气囊。

2.根据权利要求1所述的3D打印服坯气压支撑装置，其特征在于，所述支撑台设有径向轴承，所述径向轴承的外圈和内圈中的任意一者同所述支撑台固定连接，另一者同所述套筒同轴连接。

3.根据权利要求2所述的3D打印服坯气压支撑装置，其特征在于，所述外圈同所述支撑台固定连接，所述内圈同所述套筒同轴连接；所述套筒包括第一筒段和第二筒段；所述第一筒段和所述第二筒段设于所述内圈的相对两侧且均与所述内圈同轴连接；所述内螺纹设于所述第一筒段，所述外齿设于所述第二筒段。

4.根据权利要求1所述的3D打印服坯气压支撑装置，其特征在于，所述支撑台设有推力轴承，所述推力轴承的两个轴圈中的任意一者同所述支撑台固定连接，另一者同所述套筒同轴连接。

5.根据权利要求1所述的3D打印服坯气压支撑装置，其特征在于，所述支撑气囊同所述拉伸盘一体连接，所述支撑气囊包括气囊底座和气囊本体；所述气囊底座设于所述支撑台的台面，所述气囊本体环设于所述气囊底座且环设于所述拉伸盘，所述气囊本体连接于所述气囊底座和所述拉伸盘之间，所述气囊本体、所述气囊底座和所述拉伸盘围成所述内腔。

6.根据权利要求5所述的3D打印服坯气压支撑装置，其特征在于，所述气囊底座在所述台面的投影位于所述拉伸盘在所述台面的投影的范围内。

7.根据权利要求5所述的3D打印服坯气压支撑装置，其特征在于，所述丝杆贯穿所述台面和所述气囊底座并延伸至所述内腔，所述丝杆的位于所述内腔的端部同所述拉伸盘连接。

8.根据权利要求1所述的3D打印服坯气压支撑装置，其特征在于，所述拉伸盘平行于所述台面设置。

9.根据权利要求1所述的3D打印服坯气压支撑装置，其特征在于，所述气泵的出气口由输气管与所述内腔连通，所述输气管贯穿所述台面和所述气囊底座并与所述内腔连通。

10.根据权利要求1所述的3D打印服坯气压支撑装置，其特征在于，所述拉伸盘设有与所述内腔连通的排气管，所述排气管具有排气阀。