CN107932903A - 3d打印模型成型方法及实施该方法的3d打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种3D打印模型成型方法及实施该方法的3D打印机，3D打印模型成型方法是将3D打印头与雕刻头联动，在机体上设置用于对模型的外表面进行铣削加工的雕刻头，将待打印的模型设计为上下分段式打印，主要采用以下步骤：（1）采用3D打印头打印出模形的最底段；（2）移开3D打印头，采用雕刻头对最底段的外表面进行铣削加工；（3）移开雕刻头，再采用3D打印头在最底段的上端继续叠层打印出上侧的相邻段；（4）移开打印头，采用雕刻头对上侧的相邻段的外表面进行铣削加工；（5）在上侧的相邻段的基础上重复步骤（3）和步骤（4），完成打印，对各段的模型进行打印后的表面光洁度处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种3D打印模型成型方法及实施该方法的3D打印机。
背景技术
3D打印是一种新型的快速成型技术，能通过打印设备将特殊打印材料按照设计的3D模型逐层打印增加材料来制造三维产品，因此也被称作增材制造，3D打印技术综合了数字建模技术，机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多领域的前沿技术，被誉为“第三次工业革命”的核心技术，与传统过制造技术相比，3D打印不必事先制造模具，不必在制造过程中去除大量的材料，也不必通过复杂的锻造工艺就可以得到最终产品，在生产上具有结构易优化，制作效率和精密程度高、节约材料和节省能源等优势。
而现有的3D打印机一般是采用三轴联动的方式实现打印，在机体内设置打印承托板，打印承托板固定在机体底部，并在机体上设置龙门架式的联动轴系，打印头可以在联动轴系上可上下、左右、前后移动，从而能够实现逐层打印，最终形成成型的3D模型，而在在逐层打印后，由于玻璃钢纤维从打印头出来时为圆柱形，在逐层打印过程中，成型模型的层与层之间相互堆叠，会存在波形褶皱，从而导致模型的整体外观光洁度较差，而且影响模型的整体精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种3D打印模型成型方法，以解决现有技术中的3D模型成型后表面出现波形褶皱的问题；本发明的目的还在于提供一种实施该方法的3D打印机。
为实现上述目的，本发明 3D打印模型成型方法的技术方案是：
1、3D打印模型成型方法，将3D打印头与雕刻头联动，在机体上设置用于对模型的外表面进行铣削加工的雕刻头，将待打印的模型设计为上下分段式打印，主要采用以下步骤：（1）采用3D打印头打印出模形的最底段；（2）移开3D打印头，采用雕刻头对最底段的外表面进行铣削加工；（3）移开雕刻头，再采用3D打印头在最底段的上端继续叠层打印出上侧的相邻段；（4）移开打印头，采用雕刻头对上侧的相邻段的外表面进行铣削加工；（5）在上侧的相邻段的基础上重复步骤（3）和步骤（4），完成打印。
2、在1的基础上，打印过程中在待打印的模型的凸凹边角处进行分段。
3、在1或2的基础上，采用五轴联动轴系作为用于驱动雕刻头动作的雕刻轴系。
4、在1或2的基础上，打印过程中通过模型承托板的上下运动调节与打印头的上下相对位置。
本发明 3D打印机的技术方案是：
1、3D打印机，包括机体和设置在机体上的打印轴系，打印轴系上设置有3D打印头，机体上设置有相对于3D打印头上下移动的模型承托板，所述机体上还设有雕刻轴系，所述雕刻轴系上设置有在3D打印头将模型打印出设定高度后对模型的外表面进行铣削处理的雕刻头。
2、在1所述的3D打印机，其特征在于：所述雕刻轴系为五轴联动轴系。
3、在1或2所述的3D打印机，其特征在于：所述机体上还设有驱动模型承托板上下运动以调节与打印头之间的上下间距的驱动机构。
4、在1或2所述的3D打印机，其特征在于：所述机体上设置有水平方向间隔布置并同向延伸的用于驱动打印头往复移动的导轨，所述雕刻轴系包括滑动装配在导轨上的雕刻支撑轴，雕刻支撑轴上滑动装配有雕刻头。
本发明的有益效果是：相比于现有技术，本发明所涉及的3D打印模型成型方法，通过将打印头和雕刻头联动，采用将待打印的模型分段式设计，在将模型打印一段后，通过雕刻轴系控制雕刻头动作对打印出的一段进行外表面铣削加工， 从而能够提高模型的外表面的整体光洁度和整体精度效果，结构比较简单，而且将模型进行分段设计，既能实现对各段的模型进行打印后的表面光洁度处理，又能够保证在对于复杂的模型结构进行打印时，雕刻头能够铣削到整体打印后无法铣削的位置，操作方便，而且保证打印效率的同时，提高了产品的质量。
附图说明
图1为本发明的3D打印机的具体实施例的结构示意图；
图2为本发明的3D打印机的Z1向电机在机体上的布置结构示意图；
图3为图2的主视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的3D打印机的具体实施例，如图1至图3所示，该3D打印机应用于需要高光洁度和高精度的3D模型打印过程中，其包括机体1，在本实施例中，机体1为矩形框架，其包括四根以上的立柱13和支撑在立柱13的底侧的下横撑11以及固定在立柱13的上侧的上横撑12，上横撑12和下横撑11分别合围成矩形框，定义前后方向为X向，左右方向为Y向，上下方向为Z向。
在本实施例中，两个X向的上横撑12上设置有横导轨2，横导轨2上滑动装配有轴线沿Y向延伸的打印纵导轨4，同时在打印纵导轨4与横导轨2之间设置有用于驱动打印纵导轨4沿X向移动的X1向电机21。X1向电机21与打印纵导轨4之间通过齿形带实现传动配合，通过X1向电机21驱动打印纵导轨4沿X向方形移动往复移动，同时，在打印纵导轨4上滑动装配有安装板41，并在打印纵导轨4的一侧设置有用于驱动安装板41沿Y向移动的Y1向电机43；在安装板41上固定装配有打印头42，打印头42的结构为现有技术，在此不再详细展开，因此，通过X向电机和Y1向电机43的驱动，从而能够使得打印头42能够在水平面上向任意位置移动，而为了实现3D模型的打印，在本实施例中，在对应的立柱13之间横置有模型承托板6，同时在对应的立柱13之间设置有上下方向延伸的丝杆5，并将螺母51与模型承托板6固定连接，在丝杆5的一端连接Z1向电机52，通过Z1向电机52来控制模型承托板6的上下移动，进而能够实现空间3D模型的打印。
同时，为了能够保证在打印3D模型的同时，层与层之间不会出现波形褶皱，即保证模型外表面的光洁度，在本实施例中，机体1内还设置有用于对模型的外表面进行铣削加工的雕刻轴系，具体的为在两个X向的上横撑12的横导轨2上还滑动装配有轴线沿Y向延伸的雕刻纵导轨3，同时在雕刻纵导轨3和横导轨2之间设置有用于驱动雕刻纵导轨3沿X向移动的X2向电机，X2向电机与雕刻纵导轨3之间通过齿形带传动配合，同时，在雕刻纵导轨3上滑动装配有雕刻竖导轨31，对应的在雕刻纵导轨3的一端设置有用于驱动雕刻竖导轨31移动的Y2向电机33；在雕刻竖导轨31上滑动装配有雕刻头组件32，对应的在雕刻竖导轨31的上端设置有用于驱动雕刻头组件32沿Z向移动的Z2向电机34；雕刻头组件32包括固定板、与固定板连接的用于驱动雕刻头绕X向转动的X向转轴和驱动雕刻头绕Y向转动的Y向转轴，从而使得雕刻轴系形成为五轴联动轴系，在实际的工作过程中，雕刻头在雕刻轴系的驱动下可以在任意改变朝向对3D模型的外表面进行光洁度的加工处理。
在实际的使用过程中，为了实现对复杂模型的表面光洁度的加工处理，在本实施例中，该3D打印机的使用方法是，先将待打印的3D模型进行图像分析处理，将模型进行分段式设计，具体的分段位置定位到模型的凸凹边角处，在这种位置处时，由于下一段的打印相对于上一段的的端面边沿处具有较大的尺寸差异，因此若将模型整体打印后再进行光洁度处理，则凸凹边角处由于位置较隐蔽或空间狭小，雕刻头无法进行清理。采用将模型进行分段式设计的方式，在实际的工作过程为：先将雕刻头移开，仅仅操控打印头42工作，在将模型打印出一段后，将打印头42移开，仅操作雕刻头对打印出的一段的外表面进行铣削加工处理，从而实现该段的外表面具有较高的光洁度；之后再将雕刻头移开，操控打印头42工作，以此类推，重复上述的过程，这样能够实现打印和铣削的间隔式进行，保证模型最终的外表面清洁度的同时，也能够保证模型的加工效率。
在其他实施例中，可将模型承托板6固定，将打印头42设置为可以沿Z向移动的形式；雕刻轴系可以为六轴联动、七轴联动等甚至更高的联动方式驱动雕刻头；雕刻头和打印头42可以设置在同一个Y向轴上。
本发明的3D打印模型成型方法的实施例，其具体的实施方式与上述的3D打印机的实施例中的工作过程一致，不再详细展开。
Claims (8)
1.3D打印模型成型方法，其特征在于：将3D打印头与雕刻头联动，在机体上设置用于对模型的外表面进行铣削加工的雕刻头，将待打印的模型设计为上下分段式打印，主要采用以下步骤：（1）采用3D打印头打印出模形的最底段；（2）移开3D打印头，采用雕刻头对最底段的外表面进行铣削加工；（3）移开雕刻头，再采用3D打印头在最底段的上端继续叠层打印出上侧的相邻段；（4）移开打印头，采用雕刻头对上侧的相邻段的外表面进行铣削加工；（5）在上侧的相邻段的基础上重复步骤（3）和步骤（4），完成打印。
2.根据权利要求1所述的3D打印模型成型方法，其特征在于：打印过程中在待打印的模型的凸凹边角处进行分段。
3.根据权利要求1或2所述的3D打印模型成型方法，其特征在于：采用五轴联动轴系作为用于驱动雕刻头动作的雕刻轴系。
4.根据权利要求1或2所述的3D打印模型成型方法，其特征在于：打印过程中通过模型承托板的上下运动调节与打印头的上下相对位置。
5.实施如权利要求1所述的3D打印模型成型方法的3D打印机，包括机体和设置在机体上的打印轴系，打印轴系上设置有3D打印头，机体上设置有相对于3D打印头上下移动的模型承托板，其特征在于：所述机体上还设有雕刻轴系，所述雕刻轴系上设置有在3D打印头将模型打印出设定高度后对模型的外表面进行铣削处理的雕刻头。
6.根据权利要求5所述的3D打印机，其特征在于：所述雕刻轴系为五轴联动轴系。
7.根据权利要求5或6所述的3D打印机，其特征在于：所述机体上还设有驱动模型承托板上下运动以调节与打印头之间的上下间距的驱动机构。
8.根据权利要求5或6所述的3D打印机，其特征在于：所述机体上设置有水平方向间隔布置并同向延伸的用于驱动打印头往复移动的导轨，所述雕刻轴系包括滑动装配在导轨上的雕刻支撑轴，雕刻支撑轴上滑动装配有雕刻头。
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|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110239082A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-09-17 | 山东理工大学 | 一种塑性材料3d打印与铣削复合加工方法 |
| CN110552003A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-12-10 | 燕山大学 | 高性能金属零件惰性气氛连续点式锻造激光快速成形设备 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104325640A (zh) * | 2014-09-16 | 2015-02-04 | 王奉瑾 | 一种3d打印车载工厂 |
| CN204725851U (zh) * | 2015-03-26 | 2015-10-28 | 胡涛 | 一种三维快速成型打印雕刻机 |
| CN105538727A (zh) * | 2016-02-22 | 2016-05-04 | 青岛理工大学 | 一种可升降的3d打印泡沫填充装置 |
| CN105773970A (zh) * | 2016-04-12 | 2016-07-20 | 哈尔滨鼎智瑞光科技有限公司 | 一种3d打印铣削复合机床 |
| CN106853676A (zh) * | 2015-11-09 | 2017-06-16 | 罗天珍 | Fdm‑3d打印的伴随雕削留顶过度物件的层积方法 |
-
2018
- 2018-01-08 CN CN201810016582.0A patent/CN107932903A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104325640A (zh) * | 2014-09-16 | 2015-02-04 | 王奉瑾 | 一种3d打印车载工厂 |
| CN204725851U (zh) * | 2015-03-26 | 2015-10-28 | 胡涛 | 一种三维快速成型打印雕刻机 |
| CN106853676A (zh) * | 2015-11-09 | 2017-06-16 | 罗天珍 | Fdm‑3d打印的伴随雕削留顶过度物件的层积方法 |
| CN105538727A (zh) * | 2016-02-22 | 2016-05-04 | 青岛理工大学 | 一种可升降的3d打印泡沫填充装置 |
| CN105773970A (zh) * | 2016-04-12 | 2016-07-20 | 哈尔滨鼎智瑞光科技有限公司 | 一种3d打印铣削复合机床 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110239082A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-09-17 | 山东理工大学 | 一种塑性材料3d打印与铣削复合加工方法 |
| CN110552003A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-12-10 | 燕山大学 | 高性能金属零件惰性气氛连续点式锻造激光快速成形设备 |
| CN110552003B (zh) * | 2019-09-12 | 2021-03-26 | 燕山大学 | 高性能金属零件惰性气氛连续点式锻造激光快速成形设备 |
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