CN110053250A - 一种改进的3d打印方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改进的3D打印方法,采用3D打印装置进行打印，3D打印装置包括物料输送机构、打印喷头以及送料管，打印喷头包括机壳、连接在机壳上的喷嘴、行走机构以及导向机构，采用如下步骤进行打印：步骤A：打印出呈环形的第一层，从打印的起点至终点，第一层的上表面的高度逐渐增加；步骤B：以第一层作为行走的载体，所述打印喷头沿着第一层边进行螺旋上升运动边打印，直到成型物达到所需的高度。本发明的技术方案用在环形成型物的打印中，先打印出具有坡度的第一层(从打印的起点至终点，第一层的上表面的高度逐渐增加)，利用行走机构和导向机构，打印喷头直接在第一层上螺旋上升打印，无需再进行提升动作，能够提升打印效率。

Description

一种改进的3D打印方法

技术领域

本发明涉及一种改进的3D打印方法。

背景技术

三维打印(3D printing)，即快速成形技术的一种，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。申请人在授权公告号CN 106564189 B，名称为“一种扩展式3D打印装置”的中国发明专利中提出了一种3D打印装置，同时介绍该3D打印装置的使用方法，该方法在逐层打印过程中，需要在成型物上成型出第一卡槽和第二卡槽，并需要通过提升机构将装置逐层提升以实现逐层打印，在打印某些结构，如环形结构件，其工作效率较低，打印装置的结构也相对复杂。

鉴于此，本发明人对上述问题进行深入的研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提升打印效率的改进的3D打印方法。

为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：

一种改进的3D打印方法,采用3D打印装置进行打印，3D打印装置包括物料输送机构、打印喷头以及连接在物料输送机构与打印喷头之间的送料管，所述打印喷头包括机壳、连接在机壳上的喷嘴、用于在成型物上行走的行走机构以及用于引导所述打印喷头行走的导向机构，采用如下步骤进行打印：

步骤A：打印出呈环形的第一层，从打印的起点至终点，第一层的上表面的高度逐渐增加；

步骤B：以第一层作为行走的载体，所述打印喷头沿着第一层边进行螺旋上升运动边打印，直到成型物达到所需的高度。

作为本发明的一种优选方式，所述喷嘴为可上下升降的喷嘴，在打印所述第一层，通过打印喷头的移动和喷嘴的逐渐升高打印出所述第一层。

作为本发明的一种优选方式，所述喷嘴上连接有第二油缸，第二油缸的缸体安装在所述机壳上，第二油缸的活塞杆与所述喷嘴连接。

作为本发明的一种优选方式，所述行走机构包括第一安装架、设置在第一安装架上的第一轮体以及用于驱动第一轮体转动的第一电机。

作为本发明的一种优选方式，还包括用于实现所述第一轮体转向的转向机构，转向机构设置在所述第一安装架上。

作为本发明的一种优选方式，所述打印喷头还包括第一提升机构，第一提升机构包括第一油缸，第一油缸的缸体连接在所述机壳上，第一油缸的活塞杆沿竖直方向设置且连接在所述第一安装架上。

作为本发明的一种优选方式，在打印所述第一层的过程中，通过第一油缸使所述打印喷头的一端逐渐抬升，打印出第一层。

作为本发明的一种优选方式，所述导向机构包括设置在所述机壳的下端的第一导轮，第一导轮的轴线沿水平方向设置，还包括导向槽，导向槽从所述机壳长度方向的一端贯穿至另一端，导向槽延伸至所述机壳的下端部，在导向槽的侧壁设有第二导轮，第二导轮的轴线沿竖直方向设置，在所述机壳上连接有用于带动第二导轮沿所述机壳的宽度方向移动的位置调整机构，以所述打印喷头的行走方向为前后方向，所述行走机构设置在所述机壳的前端，所述第一导轮设置在所述机壳的后端，所述第二导轮设置在所述行走机构与所述第一导轮之间。

作为本发明的一种优选方式，所述导向槽具有分设在所述成型物两侧的第一侧壁和第二侧壁，所述第二导轮包括对应所述第一侧壁设置的第二左导轮和对应所述第二侧壁设置的第二右导轮，所述位置调整机构包括连接在所述机壳上的第三油缸和第四油缸，第三油缸的活塞杆与所述第二左导轮的轴心连接，第四油缸的活塞杆与所述第二右导轮的轴心连接，第三油缸和第四油缸均沿水平方向设置。

作为本发明的一种优选方式，还包括形成在所述导向槽内的第一导向板和第二导向板，所述喷嘴设置在第一导向板与第二导向板之间，所述第一导向板和所述第二导向板之间形成第一料口和第二料口，在第一料口处设有刮板，在所述机壳上设有用于驱动刮板上下移动的第五油缸。

作为本发明的一种优选方式，所述物料输送机构包括车体和设置在车体上的供料机构。

本发明的技术方案用在环形成型物的打印中，先打印出具有坡度的第一层(从打印的起点至终点，第一层的上表面的高度逐渐增加)，利用行走机构和导向机构，打印喷头直接在第一层上螺旋上升打印，无需再进行提升动作，能够提升打印效率。

附图说明

图1为本发明中3D打印装置的结构示意图；

图2为本发明中打印喷头的结构示意图；

图3为本发明中打印喷头的分解结构示意图；

图4为本发明中打印喷头另一角度的结构示意图；

图5为本发明中成型物的展开示意图(假想地将成型物展开)。

图：

打印喷头10 第一侧壁11

第二侧壁12 导向槽13

喷嘴20 第二油缸21

第一轮体31 第一安装架32

第一电机33 转向电机34

第一油缸35 第一导轮41

第二左导轮42 第三油缸43

第二右导轮44 第四油缸45

第一导向板51 第二导向板52

刮板61 第五油缸61

第一层71 第二层72

第三层73 车体81

供料机构82 送料管83

机壳100

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合附图进行详细阐述。

参照图1至图5，一种改进的3D打印方法,采用3D打印装置进行打印，3D打印装置包括物料输送机构、打印喷头10以及连接在物料输送机构与打印喷头10之间的送料管83，所述物料输送机构包括车体81和设置在车体81上的供料机构82。

本发明中，所述打印喷头10包括机壳100、连接在机壳100上的喷嘴20、用于在成型物上行走的行走机构以及用于引导所述打印喷头10行走的导向机构，采用如下步骤进行打印：

步骤A：打印出呈环形的第一层71，从打印的起点至终点，第一层71的上表面的高度逐渐增加；其中的环形，可以是圆筒形、跑道型等；

步骤B：以第一层71作为行走的载体，所述打印喷头10沿着第一层71边进行螺旋上升运动边打印，直到成型物达到所需的高度。

作为本发明的一种优选方式，所述喷嘴20为可上下升降的喷嘴20，在打印所述第一层71，通过打印喷头10的移动和喷嘴20的逐渐升高打印出所述第一层71，具体是在打印喷头10沿着预定轨迹移动，喷嘴20在打印过程中逐渐提升，从而形成具有坡度的第一层71。

作为本发明的一种优选方式，所述喷嘴20上连接有第二油缸21，第二油缸21沿竖直方向设置，第二油缸21的缸体安装在所述机壳100上，第二油缸21的活塞杆与所述喷嘴20连接。

作为本发明的一种优选方式，所述行走机构包括第一安装架32、设置在第一安装架32上的第一轮体31以及用于驱动第一轮体31转动的第一电机33上。

作为本发明的一种优选方式，所述打印喷头10还包括第一提升机构，第一提升机构包括第一油缸35，第一油缸35的缸体连接在所述机壳100上，第一油缸35的活塞杆沿竖直方向设置且连接在所述第一安装架32上。

作为本发明的一种优选方式，还包括用于实现所述第一轮体31转向的转向机构，转向机构设置在所述第一安装架32上。转向机构可以通过多种方式来实现，例如可以采用两个第一轮体31和两个第一电机33，两个电机分别驱动两个第一轮体31，通过两个第一轮体31的差速实现第行走机构的转向。转向机构也可以采用转向电机34，转向电机34的输出轴安装在第一安装架32上，转向电机34的壳体安装在第一油缸35上。

作为本发明的一种优选方式，在打印所述第一层71的过程中，通过第一油缸35使所述打印喷头10的一端逐渐抬升，打印出第一层71。

本发明可以通过各种方式打印出具有逐渐上升的具有坡度的呈环形的第一层71，也即沿打印喷头10的行走方向，第一层71各处的厚度不同；以第一层71作为载体，打印喷头10在第一层71上行走，在第一层71以外的其它层(如第二层72、第三层73)的打印过程中，打印出的每层的厚度一致。

作为本发明的一种优选方式，所述导向机构包括设置在所述机壳100的下端的第一导轮41，第一导轮41的轴线沿水平方向设置，第一导轮41可以配合第一轮体31行走，使得打印喷头10在打印第一层71时能够更加稳定地行走。

本发明还包括形成在所述机壳100上的导向槽13，导向槽13从所述机壳100长度方向的一端贯穿至另一端，导向槽13延伸至所述机壳100的下端部，在导向槽13的侧壁设有第二导轮，第二导轮的轴线沿竖直方向设置，在所述机壳100上连接有用于带动第二导轮沿所述机壳100的宽度方向移动的位置调整机构，以所述打印喷头10的行走方向为前后方向，所述行走机构设置在所述机壳100的前端，所述第一导轮41设置在所述机壳100的后端，所述第二导轮设置在所述行走机构与所述第一导轮41之间。

作为本发明的一种优选方式，所述导向槽13具有分设在所述成型物两侧的第一侧壁11和第二侧壁12，所述第二导轮包括对应所述第一侧壁11设置的第二左导轮42和对应所述第二侧壁12设置的第二右导轮44，所述位置调整机构包括连接在所述机壳100上的第三油缸43和第四油缸45，第三油缸43的活塞杆与所述第二左导轮42的轴心连接，第四油缸45的活塞杆与所述第二右导轮44的轴心连接，第三油缸43和第四油缸45均沿水平方向设置。在打印第一层71之外的其它层时(如第二层72或第三层73)，通过第二左导向轮和第二右导向轮，可以夹持在下一层并沿着下一层的侧壁滚动，此时打印喷头10由第一轮体31、第二左导向轮和第二右导向轮进行引导，保证打印喷头10的稳定行走。

作为本发明的一种优选方式，还包括形成在所述导向槽13内的第一导向板和第二导向板52，所述喷嘴20设置在第一导向板与第二导向板52之间，所述第一导向板和所述第二导向板52之间形成第一料口和第二料口，在第一料口处设有刮板61，在所述机壳100上设有用于驱动刮板61上下移动的第五油缸61。第一导向板与第二导向板52起到限位作用，位于第一导向板与第二导向板52之间的成型物受到第一导向板与第二导向板52的限位，从而形成预定宽度的成型物，刮板61可以将成型物的上表面刮平整。

本发明还包括控制器，控制器例如可以选用PLC控制器，在所述机壳100上设有GPS定位器，GPS定位器与控制器以无线通信的方式连接，所述第一油缸35、所述第二油缸21、所述第三油缸43、所述第四油缸45、所述第五油缸61上均设有电磁阀，所述第一电机33、转向电机34以及各电磁阀均连接至控制器。

本发明的产品形式并非限于本案图示和实施例，任何人对其进行类似思路的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (10)

1.一种改进的3D打印方法,采用3D打印装置进行打印，3D打印装置包括物料输送机构、打印喷头以及连接在物料输送机构与打印喷头之间的送料管，其特征在于：所述打印喷头包括机壳、连接在机壳上的喷嘴、用于在成型物上行走的行走机构以及用于引导所述打印喷头行走的导向机构，采用如下步骤进行打印：

步骤A：打印出呈环形的第一层，从打印的起点至终点，第一层的上表面的高度逐渐增加；

步骤B：以第一层作为行走的载体，所述打印喷头沿着第一层边进行螺旋上升运动边打印，直到成型物达到所需的高度。

2.如权利要求1所述的一种改进的3D打印方法,其特征在于：所述喷嘴为可上下升降的喷嘴，在打印所述第一层，通过打印喷头的移动和喷嘴的逐渐升高打印出所述第一层。

3.如权利要求2所述的一种改进的3D打印方法,其特征在于：所述喷嘴上连接有第二油缸，第二油缸的缸体安装在所述机壳上，第二油缸的活塞杆与所述喷嘴连接。

4.权利要求1所述的一种改进的3D打印方法,其特征在于：所述行走机构包括第一安装架、设置在第一安装架上的第一轮体以及用于驱动第一轮体转动的第一电机。

5.如权利要求4所述的一种改进的3D打印方法,其特征在于：还包括用于实现所述第一轮体转向的转向机构，转向机构设置在所述第一安装架上。

6.如权利要求5所述的一种改进的3D打印方法,其特征在于：所述打印喷头还包括第一提升机构，第一提升机构包括第一油缸，第一油缸的缸体连接在所述机壳上，第一油缸的活塞杆沿竖直方向设置且连接在所述第一安装架上。

7.如权利要求6所述的一种改进的3D打印方法,其特征在于：在打印所述第一层的过程中，通过第一油缸使所述打印喷头的一端逐渐抬升，打印出第一层。

8.如权利要求1所述的一种改进的3D打印方法,其特征在于：所述导向机构包括设置在所述机壳的下端的第一导轮，第一导轮的轴线沿水平方向设置，还包括导向槽，导向槽从所述机壳长度方向的一端贯穿至另一端，导向槽延伸至所述机壳的下端部，在导向槽的侧壁设有第二导轮，第二导轮的轴线沿竖直方向设置，在所述机壳上连接有用于带动第二导轮沿所述机壳的宽度方向移动的位置调整机构，以所述打印喷头的行走方向为前后方向，所述行走机构设置在所述机壳的前端，所述第一导轮设置在所述机壳的后端，所述第二导轮设置在所述行走机构与所述第一导轮之间。

9.如权利要求8所述的一种改进的3D打印方法,其特征在于：所述导向槽具有分设在所述成型物两侧的第一侧壁和第二侧壁，所述第二导轮包括对应所述第一侧壁设置的第二左导轮和对应所述第二侧壁设置的第二右导轮，所述位置调整机构包括连接在所述机壳上的第三油缸和第四油缸，第三油缸的活塞杆与所述第二左导轮的轴心连接，第四油缸的活塞杆与所述第二右导轮的轴心连接，第三油缸和第四油缸均沿水平方向设置。

10.如权利要求1所述的一种改进的3D打印方法,其特征在于：还包括形成在所述导向槽内的第一导向板和第二导向板，所述喷嘴设置在第一导向板与第二导向板之间，所述第一导向板和所述第二导向板之间形成第一料口和第二料口，在第一料口处设有刮板，在所述机壳上设有用于驱动刮板上下移动的第五油缸。