CN111823584B - 一种混合式3d打印机及其打印方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混合式3D打印机及其打印方法，包括框架，所述框架上设有z方向移动平台和x方向移动平台，所述x方向移动平台上设有y方向移动平台，所述y方向移动平台上设有搬运装置和打印喷头，所述搬运装置上设有送料桶和若干个微料块。本发明通过将金属材料制作成微料块，并结合3D打印技术和搬运技术，完成了不同材料的复合打印，实现金属与非金属复合材料的成型，可以满足更多的实际打印需求，拓展了3D打印技术发展的空间。

Description

一种混合式3D打印机及其打印方法
技术领域
本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种混合式3D打印机及其打印方法。
背景技术
3D打印技术是一种以三维CAD模型文件为基础，采用粉末状或丝状等金属或塑料材料，通过逐层打印的方式层层累加形成物体的快速成型技术，又称增材制造技术，已经广泛用于航天航空、生物医学、教育教学、汽车行业等领域。根据成型加工原理方式，可分为：选择性激光烧结、光固化成型、熔融沉积、三维立体印刷等。
目前，大部分的3D打印机均采用单喷头，打印材料单一、颜色单调，无法满足多材质的打印需求。为了满足多材质、多颜色的打印需求，双喷头或者多喷头3D打印机应运而生。但现有的双喷头或多喷头3D打印机的不同喷头采用的材质为相同材料不同颜色；或者为同种材料(同为金属或同为非金属等)；而打印方式也只包括不同喷头为同一打印模式，或一个喷头是打印模式，另一个是喷水模式。由于金属和陶瓷与非金属材料属性相差较多，特别是熔点相距甚远，尚没有发现能打印金属-非金属结合的双喷头3D打印机。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供一种混合式3D打印机及其打印方法，实现了金属与非金属复合材料的成型。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种混合式3D打印机，包括框架，所述框架上设有z方向移动平台和x方向移动平台，所述x方向移动平台上设有y方向移动平台，所述y方向移动平台上设有搬运装置和打印喷头，所述搬运装置上设有送料桶和若干个微料块。
一种混合式3D打印机的打印方法，应用上述的混合式3D打印机，包括以下步骤：
步骤一：控制x方向移动平台和y方向移动平台运动，带动打印喷头在z方向移动平台上打印一层实体；
步骤二：控制z方向移动平台向下移动一层高度；
步骤三：控制x方向移动平台和y方向移动平台运动，带动搬运装置将微料块放置在步骤一所述的实体上；
步骤四：控制x方向移动平台和y方向移动平台运动，带动打印喷头在放置的微料块(5-2)之间的间隙打印填充物并形成一层实体；
步骤五：控制z方向移动平台向下移动一层高度；
步骤六：重复步骤一至步骤五，直到打印完成。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
进一步地，上述微料块为金属材料微料块或陶瓷材料微料块。
进一步地，若干个上述微料块放置于所述送料桶内。
进一步地，上述微料块为规则形状微料块。
进一步地，当打印喷头运动时，搬运装置停止在y方向移动平台上远离打印喷头的一端；当搬运装置运动时，打印喷头停止在y方向移动平台上远离搬运装置的一端。
进一步地，上述步骤三中搬运装置将微料块放置在步骤一所述的实体上时，所述微料块之间具有规则的间隙。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种混合式3D打印机及其打印方法，通过将金属材料制作成微料块，并结合3D打印技术和搬运技术，完成了不同材料的复合打印，实现金属与非金属复合材料的成型，可以满足更多的实际打印需求，拓展了3D打印技术发展的空间。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中步骤一打印结果示意图。
图3为本发明中步骤三打印结果示意图。
图4为本发明的步骤四打印结果示意图。
图5为本发明的最终打印物件示意图。
图中：1-框架；2-z方向移动平台；3-x方向移动平台；4-y方向移动平台；5-搬运装置；6-打印喷头；5-1-送料桶；5-2-微料块。
具体实施方式
现在结合附图1-5对本发明作进一步详细的说明。
需要注意的是，发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示，在本发明的其中一个实施例中，一种混合式3D打印机，包括框架(1)，所述框架(1)上设有z方向移动平台(2)和x方向移动平台(3)，所述x方向移动平台(3)上设有y方向移动平台(4)，所述y方向移动平台(4)上设有搬运装置(5)和打印喷头(6)，所述搬运装置(5)上设有送料桶(5-1)和若干个微料块(5-2)。
在本实施例中，搬运装置5可以搬运金属材料的微料块5-2，也可以搬运不同于打印喷头6内物料材质的非金属材料微料块5-2，结合搬运与3D打印技术，实现了不同材料的复合打印，满足更多的实际需求。
如图1所示，在本发明的其中一个实施例中，若干个所述微料块(5-2)放置于所述送料桶(5-1)内，微料块(5-2)为金属材料微料块，且被制作成规则的形状。
在本实施例中，金属材料或陶瓷被制作成规则形状的微料块5-2并放置于送料桶5-1内，克服了金属材料与非金属材料属性，特别是熔点之间的差异。
如图2-图5所示，在本发明的其中一个实施例中，一种混合式3D打印机的打印方法，包括以下步骤：
步骤1：将搬运装置5运动到y方向移动平台4最左端，并停止；然后控制x方向移动平台3和y方向移动平台4运动，带动打印喷头6按一定规律运动，从而在z方向移动平台2上打印一层实体。步骤1的打印结果示意图如图2所示。
步骤2：控制z方向移动平台2向下移动一层高度。
步骤3：将打印喷头6运动到y方向移动平台4最右端，并停止；然后控制x方向移动平台3和y方向移动平台4运动，带动搬运装置5按一定规律运动，搬运装置5将送料桶5-1里的微料块5-2将一定的规则间隙排列放置在步骤1所打印的实体上。步骤3的打印结果示意图如图3所示。
步骤4：将搬运装置5运动到y方向移动平台4最左端，并停止；之后，控制x方向移动平台3和y方向移动平台4运动，带动打印喷头6运动，往步骤3所放置微料块之间的间隙打印填充物，并形成一层实体。步骤4的打印结果示意图如图4所示。
步骤5：控制z方向移动平台2向下移动一层高度；
步骤6：重复步骤1-5,逐层积累形成三维物件，直到打印完成。
最终打印的物件如图5所示。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种混合式3D打印机，其特征在于，包括框架（1），所述框架（1）上设有z方向移动平台（2）和x方向移动平台（3），所述x方向移动平台（3）上设有y方向移动平台（4），所述y方向移动平台（4）上设有搬运装置（5）和打印喷头（6），所述搬运装置（5）上设有送料桶（5-1）和若干个微料块（5-2）；所述搬运装置（5）用于搬运微料块（5-2），并将微料块（5-2）放置在打印实体上；
所述微料块（5-2）为金属材料微料块或陶瓷材料微料块；若干个所述微料块（5-2）放置于所述送料桶（5-1）内；所述微料块（5-2）为规则形状微料块。
2.一种混合式3D打印机的打印方法，应用权利要求1中所述的混合式3D打印机，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：控制x方向移动平台（3）和y方向移动平台（4）运动，带动打印喷头（6）在z方向移动平台（2）上打印一层实体；
步骤二：控制z方向移动平台（2）向下移动一层高度；
步骤三：控制x方向移动平台（3）和y方向移动平台（4）运动，带动搬运装置（5）将微料块（5-2）放置在步骤一所述的实体上；且所述步骤三中搬运装置（5）将微料块（5-2）放置在步骤一所述的实体上时，所述微料块（5-2）之间具有规则的间隙；
步骤四：控制x方向移动平台（3）和y方向移动平台（4）运动，带动打印喷头（6）在放置的微料块（5-2）之间的间隙打印填充物并形成一层实体；
步骤五：控制z方向移动平台（2）向下移动一层高度；
步骤六：重复步骤一至步骤五，直到打印完成。
3.根据权利要求2所述的混合式3D打印机的打印方法，其特征在于，当打印喷头（6）运动时，搬运装置（5）停止在y方向移动平台（4）上远离打印喷头（6）的一端；当搬运装置（5）运动时，打印喷头（6）停止在y方向移动平台（4）上远离搬运装置（5）的一端。
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