CN112092369B - 软体面具的3d打印装置 - Google Patents

软体面具的3d打印装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种软体面具的3D打印装置，包括：工作台；保护罩，其设置在工作台上；工作台设置在保护罩内底部上；一对弧形滑轨；支撑框；支撑板，其可拆卸的设置在支撑框内，且支撑板上成列设置多个贯通孔；多个滑动柱，其相互平行且可往复滑动的一一对应设置在多个贯通孔内；多个六边形片体；弹性体；以及3D打印头，其设置在保护罩内，且3D打印头朝向基础脸型A2设置。本发明提供的一种软体面具的3D打印装置能够在不需要将支撑板拆卸下来，就可完成个性化的基础脸型A的面部支撑体的细微调整，不需要再单独打印软体面具的面部支撑体，方便快捷，误差小，并且可进一步提高软体面具的用户体验。

Description

软体面具的3D打印装置
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及一种软体面具的3D打印装置。
背景技术
目前3D打印机作为一种新兴的设备，本质上还是一种打印设备，随着科学技术的不断提升，3D打印机的功能范围也越来越宽广。在3D打印机中，作为承接物料的加工台一直在打印机中占据着及其重要的位置，但是目前加工平台在工作时存在打印物品拆取困难、工作效率低等难题。因此，在打印软体面具方面还没有应用此类技术，为了佩戴舒服，逼真，而是选择在人脸上进行倒模操作，操作时间长达数小时，用户体验非常差；此外，鉴于目前的3D打印技术一般只有一个喷头，若应用到软体面具打印中，模型(软体面具)与支撑体只能使用同一种材料来打印，从而导致打印完成后去支撑体的工作变得非常麻烦，如果去支撑体时一不小心伤到的模型本身，整个打印件(软体面具)就报废掉了。不仅费时费力，且打印效果不佳。
鉴于上述描述，亟待有一种能够快速生成支撑体的软体面具的3D打印装置的出现。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种软体面具的3D打印装置，其能够在不需要将支撑板拆卸下来，就可完成个性化的基础脸型A的面部支撑体的细微调整，不需要再单独打印软体面具的面部支撑体，方便快捷，误差小，并且可进一步提高软体面具的用户体验。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种软体面具的3D打印装置，包括：
工作台；
保护罩，其扣设在工作台上，所述保护罩的一侧壁上设置可启闭的门；
一对弧形滑轨，其一端经保护罩的门延伸入保护罩内底部上，另一端向保护罩的一侧的上方延伸设置；
支撑框，其设置在保护罩内底部上，且所述支撑框可滑动的设置在一对弧形滑轨上，所述支撑框的第一工作位为在保护罩内一对弧形滑轨上水平放置，所述支撑框的第二工作位为在可在一对弧形滑轨的另一端竖直放置，且所述支撑框可在第一工作位和第二工作位之间滑动更换；
支撑板，其可拆卸的设置在支撑框内，且支撑板上成列设置多个贯通孔；
多个滑动柱，其相互平行且可往复滑动的一一对应设置在多个贯通孔内，其中，任一滑动柱还包括依次衔接设置的第一端、滑动中段和第二端，第一端朝向保护罩的外侧设置，且第一端与工作台的上端台面不接触，第二端朝向保护罩的内侧设置，所述滑动中段可滑动的设置在多个贯通孔中对应的一个贯通孔内，且滑动中段的直径分别小于第一端的直径和第二端的直径；
多个六边形片体，其设置在多个滑动柱的第二端上，且设置在多个滑动柱的第一端相互拼接为基础脸型A1，且在多个滑动柱的径向方向上，基础脸型A1凹陷成型在第一端上，同时，对应的第二端的多个六边形片体之间可拆卸的相互拼接为对应的基础脸型A2，且在多个滑动柱的径向方向上，基础脸型A2凸出成型在第二端上，基础脸型A1与基础脸型A2近相同，且基础脸型A2随基础脸型A1的脸型变化而发生同步变化；
弹性体，其附着成型在基础脸型A2上，且弹性体的边缘向基础脸型A2所在区域的外围延伸至少30mm，弹性体的厚度小于等于5mm，弹性体随基础脸型A2的脸型变化而发生同步弹性变形；
3D打印头，其设置在保护罩内，且3D打印头朝向基础脸型A2设置。
优选的是，保护罩的四个侧壁为透明玻璃材质。
优选的是，任一贯通孔的长度与滑动中段的长度比例为1:3～1:5；
沿支撑板的各个中心线的两端向中心点分布的多个滑动柱的滑动中段的长度逐渐增长。
优选的是，所述支撑板的规格为：宽大于等于320mm，长大于等于420mm，厚大于等于40mm；多个贯通孔在支撑板上的分布总面积的规格为：宽大于等于260mm，长大于等于360mm。
优选的是，工作台还包括容纳槽，其开口朝上凹陷成型在工作台上；升降台，其可升降的设置在容纳槽内，升降台的上端台面与容纳槽的开口处平齐，且支撑框设置在升降台的上端台面；
一对弧形滑轨的一端包括升降台段和工作台段，升降台段和工作台段在升降台与容纳槽的开口平齐时相互可拆卸的衔接设置。
优选的是，所述支撑框的侧壁上成型有台阶样滑轨，支撑板的侧壁可滑动的设置在支撑框的台阶样滑轨上，且对应可启闭的门，所述支撑框的第一侧壁可启闭的枢接设置在其相邻的侧壁上，以使得支撑板可拆卸的滑动移出或装入所述支撑框内。
优选的是，多个贯通孔的孔壁成型有一对凸起；多个滑动柱的所述滑动中段的外侧壁上轴向设置有与一对凸起滑动啮合的一对长条形滑槽；以及弹性垫圈，其设置在一对凸起的外表面上。
优选的是，所述基础脸型A1包括杏仁形脸型、卵圆形脸型、圆形脸型、长圆形脸型、方形脸型、长方形脸型、菱形脸型和三角形脸型。
优选的是，所述弹性体内还设置有充气夹层，其均匀分布在弹性体内，充气夹层的厚度小于等于2mm；多个橡胶定型微柱，其均匀倾斜分布在充气夹层内，多个橡胶定型微柱的两端分别固定至充气夹层的两侧壁上，且多个橡胶定型微柱分别与多个六边形片体对应设置，多个橡胶定型微柱与多个六边形片体的数量比例为1:3～1:5；充放气管，其连通至充气夹层。
本发明至少包括以下有益效果：
保护罩用于承载3D打印需要应用的其他装置，并保持打印环境的干净，避免打印成型的软体面具内掺入其他杂质；
在实际应用中，支撑框的四个角上可设置至少一个驱动滑块及多个滚轮，以方便支撑框在一对弧形滑轨上滑动，驱动滑块或滚轮不宜设置在支撑框的中部，避免支撑框的两端与一对弧形滑轨之间发生磕碰；
门用于方便支撑框自打印箱体内滑动出来，且方便人员操作及维护作业；
支撑板上设置的多个贯通孔供多个滑动柱滑动以调节基础脸型A1和基础脸型A2上的细微变形；当需要进行个性化的软体面具打印时，支撑框通过一对弧形滑轨自第一工作位滑动至第二工作位上，将支撑框和支撑板竖直立起来，此时基础脸型A1朝向外侧，人们可将面部嵌入基础脸型A1内，使得面部整体与基础脸型A1的内侧壁贴合，以便使得基础脸型A1局部补贴合部位随外力挤压而发生微调，呈现出在基础脸型A1基础之上的个性脸型，进而带动基础脸型A2发生同步变化，弹性体随之呈现出个性化的面部，满足软体面具的3D打印的面部支撑体的快速成型，而不需要再单独打印软体面具的面部支撑体，方便快捷，误差小，提高软体面具的用户体验。
弹性体可以是硅胶材质、弹性的动物皮或者鱼皮等材质，因在进行个性化的面部呈现之前，已经在弹性体上成型了基础脸型A1，因此，弹性体不需要做过大形变即可。
综上，本申请能够在不需要将支撑板拆卸下来，就可完成个性化的基础脸型A的面部支撑体的细微调整，不需要再单独打印软体面具的面部支撑体，方便快捷，误差小，并且可进一步提高软体面具的用户体验。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例中所述的软体面具的3D打印装置的正视结构示意图；
图2为根据本发明另一个实施例中所述的软体面具的3D打印装置的正视结构示意图；
图3为根据本发明另一个实施例中所述的支撑板及其中一个滑动柱的纵剖结构示意图；
图4为根据本发明另一个实施例中所述的支撑板的俯视结构示意图，其中，弹性体上成型有基础脸型A2；
图5为根据本发明再一个实施例中所述的软体面具的3D打印装置的正视结构示意图；
图6为根据本发明另一个实施例中所述的支撑板及支撑框的纵剖结构示意图；
图7为根据本发明一个实施例中多个贯通孔中任一贯通孔的正视结构示意图；
图8为根据本发明一个实施例中多个滑动柱中任一滑动柱的正视结构示意图；
图9为根据本发明一个实施例中所述的弹性体的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1～4所示，本发明提供一种软体面具的3D打印装置，包括：
工作台10；其为一架体，高度可与普通桌子的高度相一致，方便工作人员进行辅助操作；保护罩101，其设置在工作台上，所述保护罩的一侧壁上设置可启闭的门1011；一对弧形滑轨102，其一端经保护罩的门延伸入保护罩内底部上，另一端向保护罩的一侧的上方延伸设置；支撑框103，其设置在保护罩内底部上，且所述支撑框可滑动的设置在一对弧形滑轨上，所述支撑框的第一工作位为在保护罩内一对弧形滑轨上水平放置，所述支撑框的第二工作位为在可在一对弧形滑轨的另一端竖直放置，且所述支撑框可在第一工作位和第二工作位之间滑动更换；驱动支撑框用于支撑固定支撑板；支撑板104，其可拆卸的设置在支撑框内，且支撑板上成列设置多个贯通孔1041；多个滑动柱105，其相互平行且可往复滑动的一一对应设置在多个贯通孔内，其中，任一滑动柱还包括依次衔接设置的第一端1051、滑动中段1052和第二端1053，第一端朝向保护罩的外侧设置，且第一端与工作台的上端台面不接触，以保证多个滑动柱的第一端上的基础脸型A1或个性化脸型不受上端台面的影响；第二端朝向保护罩的内侧设置，所述滑动中段可滑动的设置在多个贯通孔中对应的一个贯通孔内，且滑动中段的直径分别小于第一端的直径和第二端的直径；多个六边形片体106，其设置在多个滑动柱的第二端上，且设置在多个滑动柱的第一端的多个六边形片体之间可拆卸的相互拼接为基础脸型A1，且在多个滑动柱的径向方向上，基础脸型A1凹陷成型在第一端上，同时，对应的第二端的多个六边形片体之间可拆卸的相互拼接为对应的基础脸型A2，且在多个滑动柱的径向方向上，基础脸型A2凸出成型在第二端上，基础脸型A1与基础脸型A2近相同，且基础脸型A2随基础脸型A1的脸型变化而发生同步变化；弹性体107，其附着成型在基础脸型A2上，且弹性体的边缘1071向基础脸型A2所在区域的外围延伸至少30mm，弹性体的厚度小于等于5mm，弹性体随基础脸型A2的脸型变化而发生同步弹性变形；以及3D打印头108，其设置在保护罩内，且3D打印头朝向基础脸型A2设置。3D打印头为常规的以硅胶为打印材料的3D打印头，打印过程由控制中心的打印软件控制。
在本方案中，保护罩用于承载3D打印需要应用的其他装置，并保持打印环境的干净，避免打印成型的软体面具内掺入其他杂质；在实际应用中，支撑框的四个角上可设置至少一个驱动滑块及多个滚轮，以方便支撑框在一对弧形滑轨上滑动，驱动滑块或滚轮不宜设置在支撑框的中部，避免支撑框的两端与一对弧形滑轨之间发生磕碰；门用于方便支撑框自打印箱体内滑动出来，且方便人员操作及维护作业；支撑板上设置的多个贯通孔供多个滑动柱滑动以调节基础脸型A1和基础脸型A2上的细微变形；而设置在第一端的多个多边形用于承受外力挤压，当需要进行个性化的软体面具打印时，支撑框通过一对弧形滑轨自第一工作位滑动至第二工作位上，将支撑框和支撑板竖直立起来，此时基础脸型A1朝向外侧，人们可将面部嵌入基础脸型A1内，使得面部整体与基础脸型A1的内侧壁贴合，以便使得基础脸型A1局部补贴合部位随外力挤压而发生微调，呈现出在基础脸型A1基础之上的个性脸型，进而带动基础脸型A2发生同步变化，弹性体随之呈现出个性化的面部，满足软体面具的3D打印的面部支撑体的快速成型，而不需要再单独打印软体面具的面部支撑体，方便快捷，误差小，提高软体面具的用户体验。弹性体可以是硅胶材质、弹性的动物皮或者鱼皮等材质，因在进行个性化的面部呈现之前，已经在弹性体上成型了基础脸型A1，因此，弹性体不需要做过大形变即可。
综上，本申请能够快速个性化的生成软体面具的3D打印的面部支撑体，，而不需要再单独打印软体面具的面部支撑体，方便快捷，误差小，并且可进一步提高软体面具的用户体验。
一个优选方案中，保护罩的四个侧壁为透明玻璃材质。在本方案中，透明玻璃材质的侧壁可方便查看打印进度，及时发现打印过程中的问题。
如图6所示，一个优选方案中，任一贯通孔的长度与滑动中段的长度比例为1:3～1:5；沿支撑板的各个中心线的两端向中心点分布的多个滑动柱的滑动中段的长度逐渐增长。在本方案中，贯通孔的长度不宜过长，为在其两侧分别呈现对应的基础脸型A1和基础脸型A2提供合理的空间，由于人面部的鼻子部位相对两侧隆起，需要较大的变形，因此，此处设置的多个滑动柱的滑动中段的长度应当相对更长一些。
一个优选方案中，所述支撑板的规格为：宽大于等于320mm，长大于等于420mm，厚大于等于40mm；比如：所述支撑板的规格为：320mm、340mm、360mm或者380mm等，长420mm、440mm、460mm或者480mm等，厚40mm、50mm、60mm、70mm、80mm或者90mm等；多个贯通孔在支撑板上的分布总面积的规格为：宽大于等于260mm，长大于等于360mm。比如：分布总面积的规格为宽260mm、280mm、300mm、320mm、330mm、340mm或者360mm等，长360mm、370mm、400mm、420mm或者450mm等。以满足不同用户的个性化脸型的尺寸需要。
如图5所示，一个优选方案中，工作台还包括容纳槽109，其开口朝上凹陷成型在工作台上；升降台111，其可升降的设置在容纳槽内，升降台的上端台面与容纳槽的开口处平齐，升降台的下方设置有液压伸缩杆或电动伸缩杆110，且支撑框设置在升降台的上端台面；一对弧形滑轨的一端包括升降台段1021和工作台段1022，升降台段和工作台段在升降台与容纳槽的开口平齐时相互可拆卸的衔接设置。在本方案中，容纳槽用于容纳升降台，升降台用于承载支撑框和支撑板，以方便调节支撑框及支撑板的高度，适应3D打印的需要。此外，还能对支撑框及支撑板起到限位的作用，保证使用安全可靠。相对应的，一对弧形滑轨的一端分割成两段，在满足可滑动支撑支撑框的同时，又不影响升降台的升降操作，结构简单，使用方便。
如图6所示，一个优选方案中，所述支撑框的侧壁上成型有台阶样滑轨1031，支撑板的侧壁可滑动的设置在支撑框的台阶样滑轨上，且对应可启闭的门，所述支撑框的第一侧壁可启闭的枢接设置在其相邻的侧壁上，以使得支撑板可拆卸的滑动移出或装入所述支撑框内。在本方案中，在设置升降台的基础上，将支撑框设置为开启闭的框体，方便支撑板的滑动移出或装入，进而方便更换不同的个性化脸型的支撑体，以满足3D打印的需求。
如图7～8所示，一个优选方案中，多个贯通孔的孔壁成型有一对凸起10411；多个滑动柱的所述滑动中段的外侧壁上轴向设置有与一对凸起滑动啮合的一对长条形滑槽10521；弹性垫圈，其设置在一对凸起的外表面上。一对凸起与一对长条形滑槽啮合设置，可有效避免多个滑动柱在移动过程中发生旋转，保证弹性体的表面始终光滑，不出现褶皱；弹性垫圈用于提高一对凸起与一对长条形滑槽之间的摩擦力，可满足一定的滑动需求的基础上，同时，有效避免多个滑动柱在重力作用下发生不必要滑动。
一个优选方案中，所述基础脸型A1包括杏仁形脸型、卵圆形脸型、圆形脸型、长圆形脸型、方形脸型、长方形脸型、菱形脸型和三角形脸型。基础脸型A1包括以上八种脸型，以满足不同脸型的个性化的软体面具的3D打印的需求，以更接近用户的实际脸型。
如图9所示，一个优选方案中，所述弹性体内还设置有充气夹层1081，其均匀分布在弹性体内，充气夹层的厚度小于等于2mm；多个橡胶定型微柱1082，其均匀倾斜分布在充气夹层内，多个橡胶定型微柱的两端分别固定至充气夹层的两侧壁上，且多个橡胶定型微柱分别与多个六边形片体对应设置，多个橡胶定型微柱与多个六边形片体的数量比例为1:3～1:5；充放气管1083，其连通至充气夹层。充气夹层的厚度小于等于2mm，不会影响基础脸型A2上的个性化特征的呈现，在软体面具打印之前及打印过程中，充气夹层内始终充入空气，空气的充入量满足仅仅能够将充气夹层充满即可，不可使得弹性体发生膨胀形变，多个橡胶定型微柱分别与多个六边形片体对应设置，当某一些六边形片体的位置发生变化时，推动对应的多个橡胶定型微柱支撑弹性体发生相应变化，此种变化会通过多个橡胶定型微柱的支撑而体现在弹性体的某一部位的整体变化，而不会因为有充气层的存在而缓冲掉该处的变化；之后，在软体面具打印完成后，抽出充气夹层内的空气，使得弹性体的厚度收缩小于等于2mm，使得软体面具与弹性体之间出现松动或空隙，可实现方便的快速脱模作业，有效提高脱模效率，且保证软体面具完好无损。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种软体面具的3D打印装置，其特征在于，包括：
工作台；
保护罩，其扣设在工作台上，所述保护罩的一侧壁上设置可启闭的门；
一对弧形滑轨，其一端经保护罩的门延伸入保护罩内底部上，另一端向保护罩的一侧的上方延伸设置；
支撑框，其设置在保护罩内底部上，且所述支撑框可滑动的设置在一对弧形滑轨上，所述支撑框的第一工作位为在保护罩内一对弧形滑轨上水平放置，所述支撑框的第二工作位为在一对弧形滑轨的另一端竖直放置，且所述支撑框可在第一工作位和第二工作位之间滑动更换；
支撑板，其可拆卸的设置在支撑框内，且支撑板上成列设置多个贯通孔；
多个滑动柱，其相互平行且可往复滑动的一一对应设置在多个贯通孔内，其中，任一滑动柱还包括依次衔接设置的第一端、滑动中段和第二端，第一端朝向保护罩的外侧设置，且第一端与工作台的上端台面不接触，第二端朝向保护罩的内侧设置，所述滑动中段可滑动的设置在多个贯通孔中对应的一个贯通孔内，且滑动中段的直径分别小于第一端的直径和第二端的直径；
多个六边形片体，其设置在多个滑动柱的第二端上，且设置在多个滑动柱的第一端相互拼接为基础脸型A1，且在多个滑动柱的径向方向上，基础脸型A1凹陷成型在第一端上，同时，对应的第二端的多个六边形片体之间可拆卸的相互拼接为对应的基础脸型A2，且在多个滑动柱的径向方向上，基础脸型A2凸出成型在第二端上，基础脸型A1与基础脸型A2近相同，且基础脸型A2随基础脸型A1的脸型变化而发生同步变化；
弹性体，其附着成型在基础脸型A2上，且弹性体的边缘向基础脸型A2所在区域的外围延伸至少30mm，弹性体的厚度小于等于5mm，弹性体随基础脸型A2的脸型变化而发生同步弹性变形；
3D打印头，其设置在保护罩内，且3D打印头朝向基础脸型A2设置。
2.如权利要求1所述的软体面具的3D打印装置，其特征在于，保护罩的四个侧壁为透明玻璃材质。
3.如权利要求1所述的软体面具的3D打印装置，其特征在于，任一贯通孔的长度与滑动中段的长度比例为1:3～1:5；
沿支撑板的各个中心线的两端向中心点分布的多个滑动柱的滑动中段的长度逐渐增长。
4.如权利要求1所述的软体面具的3D打印装置，其特征在于，所述支撑板的规格为：宽大于等于320mm，长大于等于420mm，厚大于等于40mm；多个贯通孔在支撑板上的分布总面积的规格为：宽大于等于260mm，长大于等于360mm。
5.如权利要求1所述的软体面具的3D打印装置，其特征在于，工作台还包括容纳槽，其开口朝上凹陷成型在工作台上；升降台，其可升降的设置在容纳槽内，升降台的上端台面与容纳槽的开口处平齐，且支撑框设置在升降台的上端台面；
一对弧形滑轨的一端包括升降台段和工作台段，升降台段和工作台段在升降台与容纳槽的开口平齐时相互可拆卸的衔接设置。
6.如权利要求2所述的软体面具的3D打印装置，其特征在于，所述支撑框的侧壁上成型有台阶样滑轨，支撑板的侧壁可滑动的设置在支撑框的台阶样滑轨上，且对应可启闭的门，所述支撑框的第一侧壁可启闭的枢接设置在其相邻的侧壁上，以使得支撑板可拆卸的滑动移出或装入所述支撑框内。
7.如权利要求1所述的软体面具的3D打印装置，其特征在于，多个贯通孔的孔壁成型有一对凸起；多个滑动柱的所述滑动中段的外侧壁上轴向设置有与一对凸起滑动啮合的一对长条形滑槽；以及弹性垫圈，其设置在一对凸起的外表面上。
8.如权利要求1所述的软体面具的3D打印装置，其特征在于，所述基础脸型A1包括杏仁形脸型、卵圆形脸型、圆形脸型、长圆形脸型、方形脸型、长方形脸型、菱形脸型和三角形脸型。
9.如权利要求1所述的软体面具的3D打印装置，其特征在于，所述弹性体内还设置有充气夹层，其均匀分布在弹性体内，充气夹层的厚度小于等于2mm；多个橡胶定型微柱，其均匀倾斜分布在充气夹层内，多个橡胶定型微柱的两端分别固定至充气夹层的两侧壁上，且多个橡胶定型微柱分别与多个六边形片体对应设置，多个橡胶定型微柱与多个六边形片体的数量比例为1:3～1:5；充放气管，其连通至充气夹层。
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