CN109834934A - 用于3d打印机的水平控制交错打印系统 - Google Patents

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孙国伟
冯国辉
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    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor

Abstract

本发明提供了一种用于3D打印机的水平控制交错打印系统，包括树脂存储系统和第一泵送装置，树脂存储系统包括料缸、平衡缸和满溢缸，料缸和平衡缸并列安装，且料缸的底部通过胶管连接于平衡缸的底部，满溢缸安装在平衡缸的旁侧，在注入物料时，料缸内的水位上升，料缸内的液体通过底部胶管流入平衡缸以使料缸和平衡缸的水位高度一致；当平衡缸内的液体超过容积时，平衡缸内的液体溢出至设置于平衡缸旁边的满溢缸。利用虹吸原理，物料会于料缸底下排料于平衡缸，使材料满溢出至满溢缸，实现料缸和平衡缸平衡；此外，打印过程中水位不停升降，满溢缸内的液体不间断泵回至平衡缸，使料缸与平衡缸水面高度在光固化前达到动态平衡。

Description

用于3D打印机的水平控制交错打印系统
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种用于3D打印机的水平控制交错打印系统。
背景技术
传统3D打印技术中的感光树脂技术利用控制打印平台升降以保持均一的打印厚度，但其没有考虑外来环境的轻微震动或其他因素会影响打印料缸的水面的水平及无水泡状态。有水泡的物料水面会影响激光的折射，导致打印出来的成品的间层品质不一。即使外观精细，但每层的内部结构可能出现缺憾而导致某部位容易损坏。
此外，每一层树脂光固化程序均需固化料缸内的树脂材料，将其凝固黏合至打印品上。由于每层所需的树脂材料量不同，导致料缸的水平面不能每次都维持在同一水平面上，由此不能确保每次打印过程都顺利成功。
现今多色多物料3D打印技术是利用喷头挤压树脂并借助两侧光源固化的崭新混合打印技术，虽能打出多色多物料的产品，但技术成本昂贵未能有效普及。
有见及此，本团队合作研发出相对成本较低并能有效稳定水平及混合打印的3D打印技术机械结构，利用传统的感光树脂形成技术原理并加设另一个辅料缸配合水平稳定片两侧的微孔喷出以达到多物料3D打印效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于3D打印机的水平控制交错打印系统。
一方面，本发明实施例提供一种用于3D打印机的水平控制交错打印系统，包括树脂存储系统和第一泵送装置，所述树脂存储系统包括料缸、平衡缸和满溢缸，所述料缸和所述平衡缸并列安装，且所述料缸的底部通过胶管连接于所述平衡缸的底部，所述满溢缸安装在所述平衡缸的旁侧，所述第一泵送装置通过软管与所述满溢缸和所述平衡缸相连，在注入物料时，所述料缸内的水位上升，所述料缸内的液体通过底部胶管流入所述平衡缸以使所述料缸和所述平衡缸的水位高度一致；当所述平衡缸内的液体超过容积时，所述平衡缸内的液体溢出至设置于所述平衡缸旁边的所述满溢缸。
优选地，所述水平控制交错打印系统还包括水位探测器，所述水位探测器设置于所述料缸内，当所述料缸内的水位低于阈值时，发送控制信号至所述第一泵送装置，所述第一泵送装置控制将所述满溢缸内的液体泵回至所述平衡缸。
优选地，所述水平控制交错打印系统还包括水平面稳定片，所述水平面稳定片设置于所述料缸的顶部。
优选地，所述水平控制交错打印系统还包括第一金属管、第二金属管、打印料缸和辅料缸，所述第一金属管和所述第二金属管分别设置于所述水平面稳定片的两侧，所述第一金属管连接于所述打印料缸，所述第二金属管连接于所述辅料缸。
优选地，所述第二金属管上有多个微孔喷头。
优选地，所述水平控制交错打印系统还包括第二泵送装置和第三泵送装置，所述第二泵送装置连接于所述打印料缸，所述第三泵送装置连接于所述辅料缸。
相应地，本发明还提供一种3D打印机，包括如上所述的水平控制交错打印系统。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：本申请提供的用于3D打印机的水平控制交错打印系统，通过料缸、平衡缸和满溢缸，当料缸注入新物料时利用虹吸原理，当水位上升时，物料会于料缸底下间隔层自然排料于平衡缸，进而导致材料满溢出至满溢缸，实现料缸和平衡缸的水位平衡；此外，由于打印过程中水位会不停升降，满溢缸内的液体可以不间断泵回至平衡缸，以使料缸与平衡缸水面高度在光固化前达到动态平衡；同时，在料缸顶部还设有水平稳定片，在其两侧设有两条精密加工的金属管，表面有微细小孔能挤出连接到辅料泵的第二物料，透过过打印过程按物料软硬需求喷出相应的物料需求量，从而做出不同层面交错打印的多物料不同硬度的胸杯打印样板。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1所示为本发明一实施例提供的用于3D打印机的水平控制交错打印系统的结构图；
图2所示为本发明一实施例提供的用于3D打印机的水平控制交错打印系统的结构图；
图3所示为本发明一实施例提供的用于3D打印机的水平控制交错打印系统的局部视图；
图4所示为本发明另一实施例提供的用于3D打印机的水平控制交错打印系统的结构图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
图1所示为本发明一实施例提供的用于3D打印机的水平控制交错打印系统的结构图；图2所示为本发明一实施例提供的用于3D打印机的水平控制交错打印系统的结构图。如图1和图2所示，本发明实施例提供的用于3D打印机的水平控制交错打印系统包括料缸10、平衡缸20和满溢缸30组成的树脂存储系统和第一泵送装置100。所述第一泵送装置100通过软管与所述满溢缸30和所述平衡缸20相连。
所述料缸10和所述平衡缸20并列安装，且所述料缸10的底部通过胶管连接于所述平衡缸20的底部，所述满溢缸30安装在所述平衡缸的旁侧，在注入物料时，所述料缸内的水位上升，所述料缸内的液体通过底部胶管流入所述平衡缸以使所述料缸和所述平衡缸的水位高度一致；当所述平衡缸内的液体超过容积时，所述平衡缸内的液体溢出至设置于所述平衡缸旁边的所述满溢缸。
在本实施例中，除了传统打印技术的料缸，本申请还加设了平衡缸和满溢缸。平衡缸的底部以胶管连接打印料缸的底部，使得两缸的底部液体能够互相交互流动。在打印前，在平衡缸内注水使其与料缸水平面的高度相同；在打印的过程中，会在料缸内注入液态的新物料以作出增材光固化打印。与此同时，注入的物料会使料缸的水位上升，增加水面所承受的大气压力。根据虹吸原理，在料缸的液体会流向压力较少的平衡缸，使得平衡缸的水位也上升，平衡缸的液体超过容积时，就会溢出至满溢缸。由此，可以使得在向料缸加入新物料时，水平面的高度不会出现较大的变化，与平衡缸的水面高度维持一致。
进一步地，所述水平控制交错打印系统还包括水位探测器(图中未示出)，所述水位探测器设置于所述料缸内，所述第一泵送装置100与所述满溢缸和所述平衡缸相连，当所述料缸内的水位低于阈值时，发送控制信号至所述第一泵送装置，所述第一泵送装置控制将所述满溢缸内的液体泵回至所述平衡缸。
在本实施例中，当注入的物料不足以打印时，水位探测器会自动探测并作出反应，使得满溢缸内的水不间断泵回平衡缸，进而在回流至料缸，使得料缸与平衡缸水面高度在光固化前达到动态平衡。此外，由于物料的密度比水的密度小且两者不相容，平衡缸内的水流入料缸令整个3D打印过程都能维持料缸的水平面高度，并节省打印物料。
进一步地，如图3和图4所示，所述水平控制交错打印系统还包括水平面稳定片200，所述水平面稳定片设置于所述料缸的顶部。
在本实施例中，由于在打印过程中除了要维持打印物料的水面高度外，同时还需要保持水面的平滑度并不能产生气泡，因此，在本申请中增加了水平面稳定片，能够在作出光固化之前将水面多余的气泡及固化杂质刮走。
进一步地，如图3和图4所示，所述水平控制交错打印系统还包括第一金属管(图中未示出)、第二金属管300、打印料缸400和辅料缸500，所述第一金属管和所述第二金属管分别设置于所述水平面稳定片的两侧，所述第一金属管连接于所述打印料缸，所述第二金属管连接于所述辅料缸。所述第二金属管上有多个微孔喷头600。
在本实施例中，稳定片两侧设有两条经精密加工后的金属管，表面有微细的小孔，能挤出打印物料并喷涂在水面上。透过打印过程中喷出不同的物料，从而实现交错打印，形成不同软硬度的胸杯以营造胸围的仿棉质感。
进一步地，所述水平控制交错打印系统还包括第二泵送装置700和第三泵送装置800，所述第二泵送装置连接于所述打印料缸，所述第三泵送装置连接于所述辅料缸。
相应的，本申请还提供一种3D打印机，包括如上所述的水平控制交错打印系统。
本申请提供的用于3D打印机的水平控制交错打印系统，通过料缸、平衡缸和满溢缸，当料缸注入新物料时利用虹吸原理，当水位上升时，物料会于料缸底下间隔层自然排料于平衡缸，进而导致材料满溢出至满溢缸，实现料缸和平衡缸的水位平衡；此外，由于打印过程中水位会不停升降，满溢缸内的液体可以不间断泵回至平衡缸，以使料缸与平衡缸水面高度在光固化前达到动态平衡；同时，在料缸顶部还设有水平稳定片，在其两侧设有两条精密加工的金属管，表面有微细小孔能挤出连接到辅料泵的第二物料，透过过打印过程按物料软硬需求喷出相应的物料需求量，从而做出不同层面交错打印的多物料不同硬度的胸杯打印样板。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种用于3D打印机的水平控制交错打印系统，其特征在于，包括树脂存储系统和第一泵送装置，所述树脂存储系统包括料缸、平衡缸和满溢缸，所述料缸和所述平衡缸并列安装，且所述料缸的底部通过胶管连接于所述平衡缸的底部，所述满溢缸安装在所述平衡缸的旁侧，所述第一泵送装置通过软管与所述满溢缸和所述平衡缸相连，在注入物料时，所述料缸内的水位上升，所述料缸内的液体通过底部胶管流入所述平衡缸以使所述料缸和所述平衡缸的水位高度一致；当所述平衡缸内的液体超过容积时，所述平衡缸内的液体溢出至设置于所述平衡缸旁边的所述满溢缸。
2.根据权利要求1所述的用于3D打印机的水平控制交错打印系统，其特征在于，所述水平控制交错打印系统还包括水位探测器，所述水位探测器设置于所述料缸内，当所述料缸内的水位低于阈值时，发送控制信号至所述第一泵送装置，所述第一泵送装置控制将所述满溢缸内的液体泵回至所述平衡缸。
3.根据权利要求1所述的用于3D打印机的水平控制交错打印系统，其特征在于，所述水平控制交错打印系统还包括水平面稳定片，所述水平面稳定片设置于所述料缸的顶部。
4.根据权利要求3所述的用于3D打印机的水平控制交错打印系统，其特征在于，所述水平控制交错打印系统还包括第一金属管、第二金属管、打印料缸和辅料缸，所述第一金属管和所述第二金属管分别设置于所述水平面稳定片的两侧，所述第一金属管连接于所述打印料缸，所述第二金属管连接于所述辅料缸。。
5.根据权利要求4所述的用于3D打印机的水平控制交错打印系统，其特征在于，所述第二金属管上有多个微孔喷头。
6.根据权利要求4所述的用于3D打印机的水平控制交错打印系统，其特征在于，所述水平控制交错打印系统还包括第二泵送装置和第三泵送装置，所述第二泵送装置连接于所述打印料缸，所述第三泵送装置连接于所述辅料缸。
7.一种3D打印机，其特征在于，包括如权利要求1-6所述的水平控制交错打印系统。
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