CN107901407B - 一种三维打印机及其打印方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三维打印机及其打印方法。三维打印机包括打印平台组件和打印头。打印平台组件具有打印支撑台和容纳室，打印支撑台形成容纳室的上壁，打印支撑台用于承接三维物体，容纳室内装载有清洗剂，清洗剂用于清洗三维物体的表面，打印支撑台具有多个打印区域，每一个打印区域包括翻折板，翻折板能够由水平状态旋转至竖直状态。打印头可相对于打印平台组件移动，打印头用于在打印支撑台上形成三维物体。提供了多个打印区域，打印头在第一个打印区域完成三维物体的打印后，可以迅速移动至第二个打印区域进行另一个三维物体的打印，连续操作，提高工作效率。

Description

一种三维打印机及其打印方法

技术领域

本发明属于三维成型领域，具体涉及一种具有清洗三维物体表面功能的三维打印机及其打印方法。

背景技术

三维打印机是一种基于数字模型，利用塑料或粉末状金属等材料，通过逐层打印的方式形成三维物体的装置。

其中，一种三维打印机是通过丝料的形式向打印头供给打印材料，丝料在打印头内被加热后逐渐变化为熔融状态，打印头再依照三维打印机的控制器产生的打印头相对基底移动的路径以一层一层的方式打印出三维物体。

在公布号为CN105459402A和CN104369385A的中国发明专利申请中就公开了基于熔融丝料打印三维物体的三维打印机的结构及功能的方案。

然而，现有的这种丝料类型的三维打印机的打印头在完成三维物体的打印之后。三维物体的表面经常需要清洁，否则三维物体的表面会非常粗糙，粗糙的三维物体的表面不仅影响美观，而且也会影响三维物体的上色等过程。另外，现有的三维物体的打印效率不高，有待提高其成型效率。

发明内容

为了解决上述已有技术的不足，本发明的目的是提供一种可以连续打印三维物体，并且对三维物体能够清洗的三维打印机及其打印方法。

本发明的发明思想：提供了多个打印区域，打印头在第一个打印区域完成三维物体的打印后，可以迅速移动至第二个打印区域进行另一个三维物体的打印，连续操作，提高工作效率。另外，每一个打印完成的三维物体可以自动地送入至容纳室内，容纳室内的清洗剂对三维物体进行浸泡清洗，使得三维物体的表面光亮、美观。一定时间后，工作人员从容纳室内取走清洗完毕的三维物体。

一种三维打印机包括打印平台组件和打印头。

其中，打印平台组件具有打印支撑台和容纳室，打印支撑台形成容纳室的上壁，打印支撑台用于承接三维物体，容纳室内装载有清洗剂，清洗剂用于清洗三维物体的表面，打印支撑台具有多个打印区域，每一个打印区域包括翻折板，翻折板能够由水平状态旋转至竖直状态。

另外，打印头可相对于打印平台组件移动，打印头用于在打印支撑台上形成三维物体。

本发明的有益效果为：提供了多个打印区域，打印头在第一个打印区域完成三维物体的打印后，可以迅速移动至第二个打印区域进行另一个三维物体的打印，连续操作，提高工作效率。另外，每一个打印完成的三维物体可以自动地送入至容纳室内，容纳室内的清洗剂对三维物体进行浸泡清洗，使得三维物体的表面光亮、美观。一定时间后，工作人员从容纳室内取走清洗完毕的三维物体。

一个优选的方案是，三维打印机还包括切割装置，切割装置具有切割刀片，切割装置可相对于打印平台组件移动，且切割刀片用于切割打印区域上的三维物体。

进一步的有益效果为：可以把三维物体由打印支撑平台上去除，这样的优点在于，清洗效果更好，而且在切除该三维物体之后，该打印区域可以再次进行另外一个三维物体的成型。

一个优选的方案是，打印平台组件包括动力机构，动力机构包括依次连接的电机、传动杆，传动杆与翻折板连接，打印支撑台包括固定板区域，翻折板的一端与固定板区域连接。

一个优选的方案是，容纳室依次包括上层容纳空间、隔离层和下层容纳空间，隔离层具有空隙和遮蔽板，遮蔽板用于可分离地遮蔽空隙；三维打印机还包括循环装置，循环装置用于把下层容纳空间的清洗剂导入至上层容纳空间。

进一步的有益效果为：三维物体清洗完毕之后，使得三维物体与清洗剂分离，方便工作人员把三维物体取走。

本发明提供的三维打印机的打印方法，其包括下面的打印步骤：

S1：保持翻折板为水平状态，选取第一打印区域与打印头相对；

S2：打印头在第一打印区域形成第一个三维物体；

S3：打印头移动至第二打印区域，翻折板由水平状态旋转至竖直状态；

S4：第一个三维物体进入到容纳室内，清洗剂对第一个三维物体的表面进行清洗；

S5：打印头移动至第二打印区域，并形成第二个三维物体。

一个优选的方案是，三维打印机还包括切割装置，切割装置具有切割刀片，切割装置可相对于打印平台组件移动，且切割刀片用于切割打印区域上的三维物体。

包括下面的步骤：

Y1：保持翻折板为水平状态，选取第一打印区域与打印头相对；

Y2：打印头在第一打印区域形成第一个三维物体；

Y3：打印头移动至第二打印区域，翻折板由水平状态旋转至竖直状态；

Y4：切割装置移动至第一打印区域的上方，切割装置把第一个三维物体从翻折板上切除；

Y5：第一个三维物体进入到容纳室内，清洗剂对第一个三维物体的表面进行清洗；

Y6：打印头移动至第二打印区域，并形成第二个三维物体。

一个优选的方案是，还包括下面的打印步骤：S6：保持翻折板由竖直状态转换为水平状态；S7：从翻折板上取走第一个三维物体。

一个优选的方案是，容纳室由上向下依次包括上层容纳空间、隔离层和下层容纳空间，隔离层具有空隙和遮蔽板，遮蔽板可分离地遮蔽空隙；三维打印机还包括循环装置，循环装置用于把下层容纳空间的液体导入至上层容纳空间；

该打印方法包括下面的步骤：

S1：保持翻折板为水平状态，选取第一打印区域与打印头相对；

S2：打印头在第一打印区域形成第一个三维物体；

S3：打印头移动至第二打印区域，翻折板由水平状态旋转至竖直状态；

S4：第一个三维物体进入到容纳室内，清洗剂对第一个三维物体的表面进行清洗；

S5：上层容纳空间内存储有清洗剂，清洗剂对三维物体进行浸泡清洗；

S6：空隙由封闭状态转换为敞开状态，清洗剂向下流入下层容纳空间内，三维物体停留在隔离层上；

S7：把隔离层上的三维物体取出；

S8：循环装置把下层容纳空间的液体导入至上层容纳空间。

附图说明

图1是本发明的三维打印机第一实施例的结构示意图。

图2是本发明的三维打印机第一实施例的打印平台组件的结构示意图。

图3是本发明的三维打印机第一实施例的打印平台组件另一角度的结构示意图。

图4是本发明的三维打印机第一实施例的第一打印区域的翻折板为竖直状态时的结构示意图。

图5是本发明的三维打印机第二实施例的结构示意图。

图6是本发明的三维打印机第二实施例的第一打印区域的翻折板为竖直状态时的结构示意图。

其中，附图标记为：10、打印平台组件，11、打印支撑台，12、容纳室，13、打印区域，14、翻折板，20、打印头，30、控制器，41、第一个三维物体，42、第二个三维物体，50、切割装置。

具体实施方式

第一实施例：

如图1所示，本实施例的三维打印机包括打印平台组件10、打印头20和控制器30，控制器30控制打印头20的移动。打印头20内供应熔融的丝料至打印平台组件10并形成三维物体，丝料例如为ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）、PLA（聚乳酸）等材料。

其中，打印平台组件10具有打印支撑台11和容纳室12。如图2所示，打印支撑台11形成容纳室12的上壁，打印支撑台11用于承接三维物体，容纳室12内装载有清洗剂，清洗剂用于清洗三维物体的表面。清洗剂的种类不限，现有技术中给出了多种类型的清洗剂。

如图3所示，打印支撑台11具有多个打印区域13，每一个打印区域13包括翻折板14，翻折板14能够由水平状态旋转至竖直状态。每一个打印区域13内均用于三维物体的成型，当打印头在第一个打印区域内完成三维物体的成型之后，即可进入到第二个打印区域内继续进行三维物体的成型，也就是说，实现了三维物体的连续成型，提高打印效率，适合于大规模生产。

另外，打印头20可相对于打印平台组件10移动，打印头20用于在打印支撑台11上形成三维物体。

本实施例的三维打印机的打印方法包括下面的打印步骤：

S1：保持翻折板14为水平状态，选取第一打印区域与打印头20相对；

S2：打印头20在第一打印区域形成第一个三维物体41；

S3：打印头20移动至第二打印区域，第一打印区域内的翻折板14由水平状态旋转至竖直状态，达到如图4所示的状态；

S4：此时，第一个三维物体41进入到容纳室12内，清洗剂对第一个三维物体41的表面进行清洗，清洗的方式例如为浸泡，或者通过喷淋装置对三维物体的表面进行清洗；

S5：打印头20移动至第二打印区域，并形成第二个三维物体42。

第二实施例：

本实施例的三维打印机与上述第一实施例基本相同，下面仅就其不同之处，详细介绍。

如图5所示，本实施例的三维打印机还包括切割装置50，控制器30与切割装置50电性控制连接，且控制切割装置在一定范围内移动。切割装置50具有切割刀片，切割装置50可相对于打印平台组件10移动，且切割刀片用于切割打印区域13上的三维物体。

本实施例的打印方法包括下面的步骤：

Y1：保持第一打印区域内的翻折板14为水平状态，选取第一打印区域与打印头20相对；

Y2：打印头20在第一打印区域形成第一个三维物体41；

Y3：打印头20移动至第二打印区域，第一打印区域内的翻折板14由水平状态旋转至竖直状态；

Y4：如图6所示，切割装置50移动至第一打印区域的上方，切割装置50把第一个三维物体41从翻折板14上切除，在竖直状态时，优选地，翻折板14无法再向容纳室的左侧壁（图6中左侧）移动，因此可以使得切割过程更容易；

Y5：第一个三维物体41完全进入到容纳室12内，清洗剂对第一个三维物体41的表面进行清洗，这样的方式有利于清洗剂对第一个三维物体41的下底部进行清洗，清洗效果更全面；

Y6：打印头20移动至第二打印区域，并形成第二个三维物体42。

在另外一个优选方式中，还包括下面的步骤：

Y7：第一打印区域内的翻折板14再由竖直状态转换为水平状态，打印头20再次再第一打印区域内的翻折板14上形成另外一个三维物体。

第三实施例

本实施例的三维打印机与上述第一实施例基本相同，下面仅就其不同之处，详细介绍。

本实施例的容纳室依次包括上层容纳空间、隔离层和下层容纳空间，隔离层具有空隙和遮蔽板，遮蔽板用于可分离地遮蔽空隙；三维打印机还包括循环装置，循环装置用于把下层容纳空间的清洗剂导入至上层容纳空间。

该打印方法包括下面的步骤：

S1：保持翻折板为水平状态，选取第一打印区域与打印头相对；

S2：打印头在第一打印区域形成第一个三维物体；

S3：打印头移动至第二打印区域，翻折板由水平状态旋转至竖直状态；

S4：第一个三维物体进入到容纳室内，清洗剂对第一个三维物体的表面进行清洗；

S5：上层容纳空间内存储有清洗剂，清洗剂对三维物体进行浸泡清洗；

S6：空隙处于敞开状态，清洗剂向下流入下层容纳空间内，三维物体停留在隔离层上；

S7：把隔离层上的三维物体取出；

S8：循环装置把下层容纳空间的液体导入至上层容纳空间。

在其它实施例中，打印平台组件包括动力机构，动力机构包括依次连接的电机、传动杆，传动杆与翻折板连接，打印支撑台包括固定板区域，翻折板的一端与固定板区域连接。该三维打印机还包括一个存储器和回收罐，存储器与上层容纳室连通，存储器可以通过泵送的方式把干净的清洗剂导入到上层容纳空间，回收罐与下层容纳室连通。控制器对翻折板的翻折次数进行统计，进而计算出三维物体的数量，当进入容纳室内的三维物体的数量达到一定数量时，例如达到100个的时候，则说明清洗剂需要更换了，否则清洗剂难以起到良好的清洗效果，此时，控制器保持空隙为敞开状态，把上层容纳空间内的清洗剂流入到下层容纳空间，下层容纳空间的清洗剂再泵送回收至回收罐存储起来。 当上层容纳空间内的清洗剂流入到下层容纳空间后，三维物体会停留在隔离层上，隔离层上具有小孔，但是三维物体的体积大于小孔而不会掉落，此时，在上层容纳室内再设置喷淋装置，喷淋装置与存放清洗剂的存储器连接，也就是说，喷淋装置可以提供干净的清洗剂，以用于对三维物体的表面冲洗，这样可以保持三维物体的表面更加清洁，清洗的干净程度得到提高。最后，用户打开上层容纳空间的窗口，以取走清洗完毕的三维物体。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (1)

1.一种三维打印机，其特征在于，所述三维打印机包括：

打印平台组件，具有打印支撑台和容纳室，所述打印支撑台形成所述容纳室的上壁，所述打印支撑台用于承接三维物体，所述容纳室内装载有清洗剂，所述清洗剂用于清洗所述三维物体的表面，所述打印支撑台具有多个打印区域，每一个所述打印区域包括翻折板，所述翻折板能够由水平状态旋转至竖直状态；

打印头，可相对于所述打印平台组件移动，所述打印头用于在所述打印支撑台上形成三维物体；

所述三维打印机还包括切割装置，所述切割装置具有切割刀片，所述切割装置可相对于所述打印平台组件移动，且所述切割刀片用于切割所述打印区域上的三维物体；

所述容纳室依次包括上层容纳空间、隔离层和下层容纳空间，所述隔离层具有空隙和遮蔽板，所述遮蔽板用于可分离地遮蔽所述空隙；

所述三维打印机还包括循环装置，所述循环装置用于把所述下层容纳空间的清洗剂导入至所述上层容纳空间；上层容纳室内再设置喷淋装置，喷淋装置与存放清洗剂的存储器连接；

所述打印平台组件包括动力机构，所述动力机构包括依次连接的电机、传动杆，所述传动杆与所述翻折板连接，所述打印支撑台包括固定板区域，所述翻折板的一端与固定板区域连接；

所述三维打印机还包括一个存储器和回收罐，存储器与上层容纳室连通，存储器能够通过泵送的方式把干净的清洗剂导入到上层容纳空间，回收罐与下层容纳室连通；

控制器对翻折板的翻折次数进行统计，进而计算出三维物体的数量，当进入容纳室内的三维物体的数量达到一定数量时，则说明清洗剂需要更换了，此时，控制器保持空隙为敞开状态，把上层容纳空间内的清洗剂流入到下层容纳空间，下层容纳空间的清洗剂再泵送回收至回收罐存储起来；

当上层容纳空间内的清洗剂流入到下层容纳空间后，三维物体停留在隔离层上，隔离层上具有小孔，三维物体由于其体积大于小孔而不会掉落，此时，在上层容纳室内设置的喷淋装置提供干净的清洗剂，以用于对三维物体的表面冲洗。

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