CN108839340A - 粉末打印成型与模具成型结合的3d打印机及其打印方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种3D打印机及其打印方法，解决现有技术中的3D打印效率低的问题。包括有用于模具打印的模具3D打印设备，以及粉末3D打印设备，模具3D打印设备包括有机架，模具打印平台，以及设于模具打印平台上方的打印喷头；所述的粉末3D打印设备包括有粉末供料仓，粉末打印仓，粉末拨杆，以及驱动粉末拨杆移动的粉末拨杆驱动机构，模具打印平台上设有模具底座，粉末打印仓上方设有模具底座固定槽。3D打印设备用于打印模具打印一层，把打印好的模具运送到粉末3D打印设备的进行粉末填充打印，再把模具运送到3D打印设备上按照产品下一层的形状进行修补和制作，以此往复，直到打印出整个的产品，提高了打印效率，还节省材料。

Description

粉末打印成型与模具成型结合的3D打印机及其打印方法

技术领域

本发明涉及一种3D打印机及其打印方法，尤其涉及一种粉末打印成型与模具成型结合的3D打印机及其打印方法。

背景技术

目前，3D打印主要有两种方式：

一、粉末3D打印，需要完整装满料仓，缺点：浪费材料、重复利用的材料易变质影响效果

二、1.FDM熔融沉积成型，没有支撑，打印高的模型容易倒塌；

2.FDM熔融沉积成型是一个点在动，打印效率很低，特别是大幅面模型打印，效率非常低

另外，传统挤出生产的方式，需要做一个模具，截面需要完全相同，不灵活。

3D打印技术是一种增材制造技术。利用该技术将物体的数字模型（STL、CLI）切割成若干层，再规划每一轮廓层的打印轨迹，利用运动控制单元控制打印头或者是激光头按照预先规划好的轨迹逐层打印出零部件。目前3D打印工艺主要分为两大类：一类是将成型材料预先准备到成型位置，包括预先铺好粉末材料或装好光敏树脂或预先铺好层状材料，如选择性激光烧结（SLS）、选择性激光熔化（SLM）、立体光固化成型（SLA）、分层实体制造（LOM）等；另一类即是不必预先铺放好成型材料，如熔融沉积成型（FDM）、微滴注射成型（Microdropletjetting）和激光雕刻机。粉末式对材料扩散要求较高；而FDM熔融沉积成型工艺较适用于具有良好韧性和快速固化的材料。两类工艺始终不能很好地结合，减缓了3D打印技术的发展。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的3D打印效率低的问题。

为解决本发明所提出的技术问题采用的技术方案为：本发明的粉末打印成型与模具成型结合的3D打印机包括有用于模具打印的模具3D打印设备，以及粉末3D打印设备，所述的模具3D打印设备包括有机架，设于机架上的能够沿X轴，Y轴，Z轴方向移动的模具打印平台，以及设于模具打印平台上方的打印喷头；所述的粉末3D打印设备包括有用于粉末供料的粉末供料仓，用于粉末打印的粉末打印仓，用于把粉末供料仓的粉末推送到粉末打印仓的粉末拨杆，以及驱动粉末拨杆移动的粉末拨杆驱动机构，所述的粉末打印仓内设有粉末打印平台，以及驱动粉末打印平台上下移动的粉末打印平台驱动机构，所述的粉末打印仓上方设有粉末打印出液头，所述的模具打印平台上设有模具底座，所述的粉末3D打印设备设置在X轴一端的机架上，所述的粉末打印仓对应模具打印平台设置，所述的粉末打印仓上方侧面对应粉末拨杆设有与模具底座配合的模具底座固定槽，所述的3D打印机还包括有用于把模具底座定位到模具底座固定槽内的模具底座驱动机构。

应用本发明的一种粉末打印成型与模具成型结合的3D打印机的打印方法，所述的打印方法包括有如下步骤：

A:模具3D打印设备的打印喷头工作，根据产品的形状在模具打印平台的模具底座上打印出产品第一层的模具的形状；

B:模具打印平台沿Z轴和X轴移动，把模具送到粉末打印仓上方，模具底座进入底座固定槽内，电磁铁通电工作，模具底座与模具底座固定槽吸附，移走模具打印平台；

C:粉末打印平台驱动机构驱动粉末打印平台向上移动到模具下方；

D:粉末拨杆驱动机构驱动粉末拨杆把粉末供料仓内的粉末平铺到粉末打印仓上方的模具内；

F:粉末打印出液头将液体喷入到模具内，使模具内的粉末硬化；

E: 粉末打印平台驱动机构驱动粉末打印平台下移，使模具内的打印部件脱离模具；

G: 模具打印平台移动到模具下方，电磁铁断电，模具底座与模具底座固定槽脱离，模具打印平台把模具移到打印喷头下方；

H: 打印喷头根据产品的下一层的形状对模具进行修补和打印，依次往复，直到打印出整个产品。

对本发明作进一步限定的技术方案包括：

所述的模具底座驱动机构为电磁铁。

所述的粉末拨杆驱动机构包括有皮带轮，驱动皮带轮转动的第一驱动电机，所述的粉末拨杆安装在皮带轮上。

所述的粉末打印平台驱动机构包括有第二驱动电机，以及与第二驱动电机的主轴固定连接的螺杆，所述的粉末打印平台上设有与所述螺杆配合的螺纹孔。

通过上述技术方案，本发明的有益效果为：本发明的粉末打印成型与模具成型结合的3D打印机的模具3D打印设备用于打印模具，打印一层，把打印好的模具运送到粉末3D打印设备的粉末打印仓内进行粉末填充打印，再把模具运送到3D打印设备上按照产品下一层的形状进行修补和制作，以此往复，直到打印出整个的产品，提高了打印效率，还节省材料。

附图说明

图1为本发明一种粉末打印成型与模具成型结合的3D打印机的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的结构做进一步说明。

参照图1，一种粉末打印成型与模具成型结合的3D打印机包括有用于模具打印的模具3D打印设备1，以及粉末3D打印设备2，具体实施时，模具3D打印设备可以是熔融沉积3D打印机或者是激光雕刻机。所述的模具3D打印设备包括有机架11，设于机架上的能够沿X轴，Y轴，Z轴方向移动的模具打印平台12，以及设于模具打印平台上方的打印喷头13；粉末3D打印设备2包括有用于粉末供料的粉末供料仓21，用于粉末打印的粉末打印仓22，用于把粉末供料仓的粉末推送到粉末打印仓的粉末拨杆23，以及驱动粉末拨杆移动的粉末拨杆驱动机构24，粉末打印仓22内设有粉末打印平台221，以及驱动粉末打印平台上下移动的粉末打印平台驱动机构222，粉末打印仓上方设有粉末打印出液头，模具打印平台12上设有模具底座3，粉末3D打印设备2设置在X轴一端的机架11上，粉末打印仓22对应模具打印平台12设置，粉末打印仓22上方侧面对应粉末拨杆设有与模具底座配合的模具底座固定槽4， 3D打印机还包括有用于把模具底座定位到模具底座固定槽内的模具底座驱动机构。本实施例中，模具底座驱动机构为电磁铁。当模具打印平台12把模具底座3运送到模具底座固定槽4内时，电磁铁通电，模具底座与模具底座固定槽吸附。本实施例中，粉末拨杆驱动机构24包括有皮带轮241，驱动皮带轮转动的第一驱动电机242，粉末拨杆23安装在皮带轮241上。第一驱动电机驱动皮带轮转动，带动粉末拨杆移动。通过第一驱动电机的正反转来改变粉末拨杆移动的移动方向。本实施例中，粉末打印平台驱动机构222包括有第二驱动电机，以及与第二驱动电机的主轴固定连接的螺杆，粉末打印平台上设有与螺杆配合的螺纹孔。第二驱动电机转动驱动粉末打印平台上下移动，通过第二驱动电机的正反转来改变粉末打印平台的移动方向。

应用本发明的一种粉末打印成型与模具成型结合的3D打印机的打印方法，包括有如下步骤：

A: 模具3D打印设备的打印喷头工作，根据产品的形状在模具打印平台的模具底座上打印出产品第一层的模具的形状；

B:模具打印平台沿Z轴和X轴移动，把模具送到粉末打印仓上方，模具底座进入底座固定槽内，电磁铁通电工作，模具底座与模具底座固定槽吸附，移走模具打印平台；

C:粉末打印平台驱动机构驱动粉末打印平台向上移动到模具下方；既第二驱动电机驱动粉末打印平台向上移动到模具下方，使模具位于粉末打印平台上。

D:粉末拨杆驱动机构驱动粉末拨杆把粉末供料仓内的粉末平铺到粉末打印仓上方的模具内；既第一驱动电机驱动皮带轮转动，带动粉末拨杆把粉末供料仓内平铺模具内，使模具内填满粉末。

F:粉末打印出液头将液体喷入到模具内，使模具内的粉末硬化；

E: 粉末打印平台驱动机构驱动粉末打印平台下移，使模具内的打印部件脱离模具；既第二驱动电机驱动粉末打印平台向下移动，硬化后的部件从模具内脱离，从而打印出第一层的产品。

G: 模具打印平台移动到模具下方，电磁铁断电，模具底座与模具底座固定槽脱离，模具打印平台把模具移到打印喷头下方；

H: 打印喷头根据产品的下一层的形状对模具进行修补和打印，依次往复，直到打印出整个产品。打印一层产品后，模具被移到模具打印平台根据产品的下一层的形状修补和打印模具，然后再打印下一层的产品，依次往复直到打印出整个产品。提高了打印效率，还节省材料。

虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本发明的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种粉末打印成型与模具成型结合的3D打印机，包括有用于模具打印的模具3D打印设备，以及粉末3D打印设备，所述的模具3D打印设备包括有机架，设于机架上的能够沿X轴，Y轴，Z轴方向移动的模具打印平台，以及设于模具打印平台上方的打印喷头；所述的粉末3D打印设备包括有用于粉末供料的粉末供料仓，用于粉末打印的粉末打印仓，用于把粉末供料仓的粉末推送到粉末打印仓的粉末拨杆，以及驱动粉末拨杆移动的粉末拨杆驱动机构，所述的粉末打印仓内设有粉末打印平台，以及驱动粉末打印平台上下移动的粉末打印平台驱动机构，所述的粉末打印仓上方设有粉末打印出液头，其特征在于：所述的模具打印平台上设有模具底座，所述的粉末3D打印设备设置在X轴一端的机架上，所述的粉末打印仓对应模具打印平台设置，所述的粉末打印仓上方侧面对应粉末拨杆设有与模具底座配合的模具底座固定槽，所述的3D打印机还包括有用于把模具底座定位到模具底座固定槽内的模具底座驱动机构。

2.如权利要求1所述的一种粉末打印成型与模具成型结合的3D打印机，其特征在于：所述的模具底座驱动机构为电磁铁。

3.如权利要求1所述的一种粉末打印成型与模具成型结合的3D打印机，其特征在于：所述的粉末拨杆驱动机构包括有皮带轮，驱动皮带轮转动的第一驱动电机，所述的粉末拨杆安装在皮带轮上。

4.如权利要求1所述的一种粉末打印成型与模具成型结合的3D打印机，其特征在于：所述的粉末打印平台驱动机构包括有第二驱动电机，以及与第二驱动电机的主轴固定连接的螺杆，所述的粉末打印平台上设有与所述螺杆配合的螺纹孔。

5.应用如权利要求1至4任一所述的一种粉末打印成型与模具成型结合的3D打印机的打印方法，其特征在于：所述的打印方法包括有如下步骤：

A: 模具3D打印设备的打印喷头工作，根据产品的形状在模具打印平台的模具底座上打印出产品第一层的模具的形状；

B:模具打印平台沿Z轴和X轴移动，把模具送到粉末打印仓上方，模具底座进入底座固定槽内，电磁铁通电工作，模具底座与模具底座固定槽吸附，移走模具打印平台；

C:粉末打印平台驱动机构驱动粉末打印平台向上移动到模具下方；

D:粉末拨杆驱动机构驱动粉末拨杆把粉末供料仓内的粉末平铺到粉末打印仓上方的模具内；

F:粉末打印出液头将液体喷入到模具内，使模具内的粉末硬化；

E: 粉末打印平台驱动机构驱动粉末打印平台下移，使模具内的打印部件脱离模具；

G: 模具打印平台移动到模具下方，电磁铁断电，模具底座与模具底座固定槽脱离，模具打印平台把模具移到打印喷头下方；

H: 打印喷头根据产品的下一层的形状对模具进行修补和打印，依次往复，直到打印出整个产品。