CN113059120A - 蜡模3d打印机及其打印方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种蜡模3D打印机及其打印方法，涉及3D打印的领域，其包括机体，机体上设置有工作台以及位于工作台上方的打印机构，工作台上设置有模台，模台顶面盖设有柔性的罩层，罩层的边缘处折入罩层下方并与模台固定连接，罩层下方与模台之间形成密封的充气腔，充气腔内部连通有充气设备，充气腔内连通有排气口，排气口设置有排气件。本申请具有便于将成型后的蜡模从模台上取下，减小对蜡模造成的损伤的效果。

Description

蜡模3D打印机及其打印方法
技术领域
本申请涉及3D打印的领域，尤其是涉及一种蜡模3D打印机及其打印方法。
背景技术
3D打印蜡模是通过电脑控制将蜡液层层固化并进行叠加，最终把计算机上的图像变成实物，最终形成蜡模的过程。
现有的可参考公开号为CN110405138A的中国专利，其公开了一种熔模铸造用蜡模3D打印机，包括供气箱、点胶机、供蜡机和打印机构，打印机构下方设置有模台，供气箱通过输气管与点胶机连接，点胶机设置在供蜡机的上方，且通过导管与供蜡机相连，供蜡机通过加热软管和打印机构相连，加热软管用以维持其中蜡的流动性。
针对上述中的相关技术，发明人认为打印过程中通过打印机构会将液态蜡涂抹在模台上，成型后的蜡模会与模台粘连，很难将蜡模从模台上取下，即便用刮刀等工具将蜡模取下也很容易对蜡模造成损伤。
发明内容
为了便于将成型后的蜡模从模台上取下，减小对蜡模造成的损伤，本申请提供一种蜡模3D打印机及其打印方法。
第一方面，本申请提供一种蜡模3D打印机，采用如下的技术方案：
一种蜡模3D打印机，包括机体，机体上设置有工作台以及位于工作台上方的打印机构，工作台上设置有模台，模台顶面盖设有柔性的罩层，罩层的边缘处折入罩层下方并与模台固定连接，罩层下方与模台之间形成密封的充气腔，充气腔内部连通有充气设备，充气腔内连通有排气口，排气口设置有排气件。
通过采用上述技术方案，打印前，通过排气件将充气腔内的气体全部排出，使罩层与模台抵接，然后通过打印机构在模台上进行打印，当蜡模成型后，通过充气设备对充气腔内进行充气，由于罩层为柔性材质，当充气腔内的气体足够多时，罩层会逐渐向上鼓起，并形成圆顶，此时罩层的边缘处会逐渐与蜡模脱离，随着气体的继续充入，罩层会与蜡模完全脱离，从而使成型后的蜡模的取下过程更加方便，有效减小了对蜡模造成的损伤。
可选的，所述机体内开设有储气腔，充气设备与储气腔连通，排气件为排气设备，排气设备的两端分别与充气腔和储气腔连通。
通过采用上述技术方案，对充气腔内进行充气时，通过充气设备将储气腔内的气体充入充气腔内，并使罩层向上鼓起；当需要将充气腔内的气体排出时，通过排气设备将充气腔内的气体全部排入储气腔内进行储存，形成气体的循环过程，使充气腔的充气过程和排气过程更加方便。
可选的，所述罩层外侧固定设置有拉环，拉环与工作台之间设置有用于驱动拉环沿竖直方向移动的第一驱动件。
通过采用上述技术方案，蜡模成型后，随着充气腔内充入的气体越来越多，第一驱动件驱动拉环竖直向下移动，并使拉环将罩层的边缘处向下扯动，从而进一步使罩层与蜡模的边缘进行脱离，便于将成型后的蜡模从罩层上取下。
可选的，所述拉环与第一驱动件之间设置有连接环，连接环与拉环沿竖直方向滑动连接，连接环与第一驱动件固定连接。
通过采用上述技术方案，对充气腔内充入气体时，罩层会向上鼓起，此时罩层会带动拉环在连接环上竖直向下滑动，从而便于使罩层形成圆顶，避免拉环对罩层与蜡模的脱离过程造成影响。
可选的，所述连接环与模台沿竖直方向滑动连接。
通过采用上述技术方案，使连接环与模台沿竖直方向滑动连接，能够在第一驱动件驱动拉环和连接环沿竖直方向移动时，使连接环在模台上沿竖直方向滑动，对连接环的和拉环的移动过程起到引导作用，使连接环和拉环的移动过程更加稳定。
可选的，所述工作台上方设置有清理刷，清理刷的底面与罩层的顶面齐平，清理刷与工作台沿水平方向滑动连接，工作台与清理刷之间设置有用于驱动清理刷滑动的第二驱动件。
通过采用上述技术方案，当蜡模与罩层分离后，使第二驱动件驱动清理刷在工作台上滑动，并使清理刷水平刷过罩层的表面，对罩层的表面进行清理，除去罩层表面残留的蜡模，提高蜡模的打印精度。
可选的，所述模台上方设置有环形的安装架，安装架内部固定设置有环形的UV灯，工作台与安装架之间设置有用于驱动安装架沿竖直方向移动的升降组件。
通过采用上述技术方案，在模台上方设置安装架和UV灯，当打印机构在模台上进行打印时，UV灯能够从蜡模的外周对蜡模进行均匀照射，加快蜡模的固化速度，并随着打印机构的打印过程，升降组件能够驱动安装架带动UV灯沿竖直方向移动，有效提高了蜡模的打印精度。
可选的，所述升降组件包括丝杠、引导杆和电机，丝杠和引导杆均竖直设置，丝杠与安装架螺纹连接，引导杆与安装架沿竖直方向滑动连接，电机固定设置在工作台上，并用于驱动丝杠转动。
通过采用上述技术方案，当打印机构在打印时，电机能够驱动丝杠转动，由于安装架与丝杠螺纹连接，并与引导杆滑动连接，丝杠能够带动安装架和UV灯沿竖直方向移动，实现对安装架移动过程的驱动作用。
可选的，所述安装架底部固定设置有固定环，固定环内侧面位于UV灯内部，且固定环内侧面与模台外侧面尺寸相适配。
通过采用上述技术方案，当蜡模与罩层脱离后，能够使升降组件驱动安装架竖直向下移动，并带动UV灯和固定环竖直向下移动，使固定环压过罩层并套设在模台上，从而将罩层夹紧在固定环与模台之间，并使模台上方的罩层展平，便于对模台上方的罩层进行清理。
第二方面，本申请提供一种蜡模3D打印机的打印方法，采用如下的技术方案：
一种蜡模3D打印机的打印方法，包括以下步骤：
S1、将充气腔内的气体全部排出，然后通过打印机构在罩层上进行打印；
S2、当蜡模成型后，通过充气设备在充气腔内充入气体，使罩层向上鼓起并与蜡模逐渐脱离。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过使罩层与工作台之间形成充气腔，能够在蜡模成型后在充气腔内充入气体，使罩层逐渐向上鼓起，并逐渐与蜡模脱离，从而使成型后的蜡模的取下过程更加方便，有效减小了对蜡模造成的损伤；
2.通过设置拉环和第一驱动件，能够使拉环将罩层的边缘处向下扯动，进一步便于将成型后的蜡模从罩层上取下；
3.通过设置清理刷和第二驱动件，能够在蜡模与罩层分离后对罩层的表面进行清理，除去罩层表面残留的蜡模；
4.通过设置UV灯，能够从蜡模的外周对蜡模进行均匀照射，加快蜡模的固化速度。
附图说明
图1是本申请实施例的结构示意图；
图2是旨在显示储气腔的剖视图；
图3是旨在显示升降组件的局部结构示意图；
图4是旨在显示滑槽的剖视图；
图5是旨在显示导向槽的局部结构示意图。
附图标记说明：1、机体；11、储气腔；111、充气通道；112、排气通道；12、压缩机；13、真空泵；2、工作台；21、模台；211、滑槽；22、罩层；221、充气腔；222、拉环；223、连接杆；2231、引导槽；23、导向槽；3、打印机构；4、连接环；41、滑块；42、引导块；5、第一驱动气缸；6、清理刷；61、导向块；7、第二驱动气缸；8、安装架；81、UV灯；82、固定环；83、安装块；9、升降组件；91、丝杠；92、引导杆；93、电机。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种蜡模3D打印机。
参照图1，蜡模3D打印机包括机体1，机体1上设置有工作台2和打印机构3，工作台2上方固定设置有模台21，打印机构3位于模台21上方。打印时，打印机构3进行打印，使打印的蜡模放置在模台21上。
参照图1和图2，模台21呈圆台形，模台21顶面盖设有罩层22，罩层22采用光滑的柔性材质制成，罩层22的边缘处向下折入罩层22下方并与模台21顶面的边缘处固定连接，罩层22下方与模台21的顶面之间形成密封的充气腔221。
参照图2，机体1内部开设有储气腔11，储气腔11与充气腔221之间流通有充气通道111和排气通道112，模台21顶面开设有充气口和排气口，充气通道111与充气口连通，排气通道112与排气口连通，充气通道111上连通有充气设备，充气设备为用于将储气腔11内的气体充入充气腔221的压缩机12，排气通道112上连通有排气设备，排气设备为用于将充气腔221内的气体吸入储气腔11的真空泵13。
打印时，真空泵13将充气腔221内的气体通过排气通道112全部吸入储气腔11内，此时罩层22的中间部位被吸紧在模台21的顶面上，然后打印机构3进行打印，使蜡模成型在罩层22上。
当蜡模成型后，压缩机12将储气腔11内的气体充入充气腔221内，随着充气腔221内的气体越来越多，罩层22会逐渐向上鼓起，并形成圆顶，此时罩层22的边缘处会逐渐会蜡模的边缘处脱离，当充气腔221内的气体足够多时，罩层22会与蜡模完全脱离，从而使成型后的蜡模的取下过程更加方便，有效减小了对蜡模造成的损伤。
参照图3和图4，罩层22外侧固定设置有拉环222，拉环222呈环形，拉环222的内径大于模台21的直径，模台21上套设有环形的连接环4，连接环4位于拉环222下方，模台21上开设有竖直的滑槽211，滑槽211内滑动连接有滑块41，滑块41与连接环4固定连接。拉环222下方沿其周向均匀设置有若干个连接杆223，连接杆223竖直设置，连接杆223顶端与拉环222固定连接，底端穿设在连接环4上，并与连接环4沿竖直方向滑动连接，连接杆223上开设有竖直的引导槽2231，引导槽2231内滑动连接有与连接杆223固定连接的引导块42。连接环4上设置有第一驱动件，第一驱动件为竖直设置有第一驱动气缸5，第一驱动气缸5嵌设在工作台2的表面，且位于连接环4下方，第一驱动气缸5的活塞杆竖直朝上，并与连接环4固定连接。
当蜡模成型后，且充气腔221内的气体足够多时，第一驱动气缸5的活塞杆收缩，并驱动连接环4竖直向下移动，同时带动滑块41在滑槽211内竖直向下滑动，且引导块42在引导槽2231内竖直向下滑动，当引导块42滑动至引导槽2231的底端后，随着连接环4继续向下移动，连接环4会带动拉环222竖直向下移动，并将罩层22的边缘处竖直向下逐渐扯动，使罩层22与蜡模分离，从而使成型后的蜡模的取下过程更加方便。
参照图3，模台21上方设置有环形的安装架8，安装架8内壁固定设置有环形的UV灯81，UV灯81的内径大于模台21的直径，安装架8下方固定设置有环形的固定环82，固定环82的内径与模台21的直径相同。工作台2与安装架8之间设置有升降组件9，升降组件9包括丝杠91、引导杆92和电机93，丝杠91和引导杆92分别竖直设置在安装架8的两侧，安装架8的两侧均固定设置有安装块83，丝杠91和引导杆92分别穿设在两个安装块83上，丝杠91与安装块83螺纹连接，引导杆92与安装块83沿竖直方向滑动连接，引导杆92与工作台2固定连接，电机93固定设置在工作台2上，且位于丝杠91下方，电机93的输出轴与丝杠91固定连接。
当打印机构3进行打印时，电机93驱动丝杠91转动，丝杠91会带动安装架8在引导杆92上沿竖直方向滑动，并带动UV灯81沿竖直方向移动，从而使UV灯81绕着蜡模的周向对蜡模进行照射，使蜡模加速固化，从而提高了蜡模的打印精度。
参照图5，工作台2上方设置有水平的清理刷6，清理刷6的底面与罩层22的顶面齐平，清理刷6的一端固定设置有导向块61，工作台2上开设有导向槽23，导向槽23的长度方向与清理刷6的长度方向垂直，导向块61的底端位于导向槽23内，并与导向槽23滑动连接，工作台2上设置有第二驱动件，第二驱动件为第二驱动气缸7，第二驱动气缸7的长度方向与导向槽23的长度方向相同，第二驱动气缸7固定设置在工作台2上，第二驱动气缸7的活塞杆与导向块61固定连接。
当蜡模与罩层22分离后，升降机构驱动安装架8竖直向下移动，并带动固定环82竖直向下移动，使固定环82压过罩层22并套设在模台21上，此时罩层22的边缘被夹紧在固定环82与模台21的侧面之间，然后使第二驱动气缸7的活塞杆伸出，并带动导向杆在导向槽23内滑动，使清理刷6水平刷过罩层22中间处的表面，对罩层22上残留的蜡模进行清理，提高了蜡模的成型精度。
本申请实施例一种蜡模3D打印机的实施原理为：打印时，打印机构3进行打印，使蜡模成型在罩层22上；当蜡模成型后，压缩机12将储气腔11内的气体充入充气腔221内，随着充气腔221内的气体越来越多，罩层22会逐渐向上鼓起，并形成圆顶，此时罩层22的边缘处会逐渐会蜡模的边缘处脱离，当充气腔221内的气体足够多时，第一驱动气缸5的活塞杆收缩，并驱动连接环4竖直向下移动，同时带动拉环222竖直向下移动，并将罩层22的边缘处竖直向下逐渐扯动，使罩层22与蜡模完全脱离，从而使成型后的蜡模的取下过程更加方便，有效减小了对蜡模造成的损伤。
本申请实施例还公开一种蜡模3D打印机的打印方法。
一种蜡模3D打印机的打印方法，包括以下步骤：
S1、通过真空泵13将充气腔221内的气体全部排出，通过排气通道112全部吸入储气腔11内，此时罩层22的中间部位被吸紧在模台21的顶面上，然后打印机构3进行打印，使蜡模成型在罩层22上；打印过程中，电机93驱动丝杠91转动，丝杠91带动安装架8在引导杆92上沿竖直方向滑动，并带动UV灯81沿竖直方向移动，使UV灯81绕着蜡模的周向对蜡模进行照射，使蜡模加速固化。
S2、当蜡模成型后将储气腔11内的气体充入充气腔221内，随着充气腔221内的气体越来越多，罩层22会逐渐向上鼓起，并形成圆顶，此时罩层22的边缘处会逐渐会蜡模的边缘处脱离；当充气腔221内的气体足够多时，第一驱动气缸5的活塞杆收缩，并驱动连接环4竖直向下移动，同时带动拉环222竖直向下移动，并将罩层22的边缘处竖直向下逐渐扯动，使罩层22与蜡模分离，从而使成型后的蜡模的取下过程更加方便，有效减小了对蜡模造成的损伤。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蜡模3D打印机，包括机体(1)，机体(1)上设置有工作台(2)以及位于工作台(2)上方的打印机构(3)，工作台(2)上设置有模台(21)，其特征在于，所述模台(21)顶面盖设有柔性的罩层(22)，罩层(22)的边缘处折入罩层(22)下方并与模台(21)固定连接，罩层(22)下方与模台(21)之间形成密封的充气腔(221)，充气腔(221)内部连通有充气设备，充气腔(221)内连通有排气口，排气口设置有排气件。
2.根据权利要求1所述的蜡模3D打印机，其特征在于，所述机体(1)内开设有储气腔(11)，充气设备与储气腔(11)连通，排气件为排气设备，排气设备的两端分别与充气腔(221)和储气腔(11)连通。
3.根据权利要求1所述的蜡模3D打印机，其特征在于，所述罩层(22)外侧固定设置有拉环(222)，拉环(222)与工作台(2)之间设置有用于驱动拉环(222)沿竖直方向移动的第一驱动件。
4.根据权利要求3所述的蜡模3D打印机，其特征在于，所述拉环(222)与第一驱动件之间设置有连接环(4)，连接环(4)与拉环(222)沿竖直方向滑动连接，连接环(4)与第一驱动件固定连接。
5.根据权利要求4所述的蜡模3D打印机，其特征在于，所述连接环(4)与模台(21)沿竖直方向滑动连接。
6.根据权利要求1所述的蜡模3D打印机，其特征在于，所述工作台(2)上方设置有清理刷(6)，清理刷(6)的底面与罩层(22)的顶面齐平，清理刷(6)与工作台(2)沿水平方向滑动连接，工作台(2)与清理刷(6)之间设置有用于驱动清理刷(6)滑动的第二驱动件。
7.根据权利要求1所述的蜡模3D打印机，其特征在于，所述模台(21)上方设置有环形的安装架(8)，安装架(8)内部固定设置有环形的UV灯(81)，工作台(2)与安装架(8)之间设置有用于驱动安装架(8)沿竖直方向移动的升降组件(9)。
8.根据权利要求7所述的蜡模3D打印机，其特征在于，所述升降组件(9)包括丝杠(91)、引导杆(92)和电机(93)，丝杠(91)和引导杆(92)均竖直设置，丝杠(91)与安装架(8)螺纹连接，引导杆(92)与安装架(8)沿竖直方向滑动连接，电机(93)固定设置在工作台(2)上，并用于驱动丝杠(91)转动。
9.根据权利要求7所述的蜡模3D打印机，其特征在于，所述安装架(8)底部固定设置有固定环(82)，固定环(82)内侧面位于UV灯(81)内部，且固定环(82)内侧面与模台(21)外侧面尺寸相适配。
10.根据权利要求1-9任一项所述的蜡模3D打印机的打印方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将充气腔(221)内的气体全部排出，然后通过打印机构(3)在罩层(22)上进行打印；
S2、当蜡模成型后，通过充气设备在充气腔(221)内充入气体，使罩层(22)向上鼓起并与蜡模逐渐脱离。
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