CN113478606A - 以陶泥为支撑材料的3d打印双喷头装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以陶泥为支撑材料的3D打印双喷头装置及使用方法，属于3D打印技术领域，为3D打印混凝土提供了一种后期处理方便且能够循环利用的支撑材料。它包括第一打印喷头、旋转部件、支架及第二打印喷头；第一打印喷头和第二打印喷头安装在支架上，且关于旋转部件对称；支架安装在旋转部件上，在旋转部件的带动下能够以旋转部件所在位置为中心转动，转动到竖直位置的第一打印喷头的喷头出口与水平面平行。本发明以陶泥为支撑材料打印支撑结构，可以对挤出式3D打印结构起到有效的支撑。而且，打印主体材料和打印支撑材料比较容易分离，分离出的陶泥可以方便的循环利用。

Description

以陶泥为支撑材料的3D打印双喷头装置及使用方法

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及一种以陶泥为支撑材料的3D打印双喷头装置及使用方法。

背景技术

挤出式3D打印技术是通过喷头挤出丝状或条带状材料逐条、逐层按照编好的路径打印实体的技术，包括熔融沉积成型技术、3D打印混凝土技术、3D打印石膏技术以及陶瓷3D打印技术等。挤出式3D打印技术的打印材料从打印喷头挤出后，往往不能立即固化，所以当打印伸出结构或悬空结构时通常需要预先放置或打印支撑结构，再继续打印上层结构。

不同的打印技术所需的打印支撑材料不同，打印支撑材料需要与打印主体材料相配合，打印支撑材料作为一种打印辅助材料，能够对打印主体材料起到支撑作用以及容易与打印主体材料分离是其最重要的性质。

当前对于3D打印混凝土的支撑通常采用强度更低的打印砂浆或者地聚合物等，虽然可以起到有效的支撑，但后期处理却不容易，并且支撑材料也难以重新利用。

因此，针对前述问题，有必要研发一种支撑材料能够重复利用的以陶泥为支撑材料的3D打印双喷头装置及使用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以陶泥为支撑材料的3D打印双喷头装置及使用方法，通过使用陶泥打印支撑结构对打印主体结构进行有效支撑，打印后的产品容易清除支撑材料，且支撑材料可重复利用。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种以陶泥为支撑材料的3D打印双喷头装置，包括：

第一打印喷头、旋转部件、支架及第二打印喷头；

所述第一打印喷头和所述第二打印喷头安装在所述支架上，且所述第一打印喷头和所述第二打印喷头对称安装于所述旋转部件的两侧；

所述支架安装于所述旋转部件上，所述支架在旋转部件的带动下能够以旋转部件所在位置为中心转动，使得转动到竖直位置的第一打印喷头或者第二打印喷头的喷头出口与水平面平行。

进一步地，所述第一打印喷头与第二打印喷头之间的夹角角度为α，通过所述旋转部件逆时针或顺时针旋转α实现第一打印喷头与第二打印喷头之间的切换。

进一步地，所述第一打印喷头采用挤出式3D打印喷头，用于打印主体材料，形成主体打印结构。

进一步地，所述第二打印喷头采用挤出式3D打印喷头，用于打印陶泥，形成支撑结构。

本发明还提供了一种以陶泥为支撑材料的3D打印双喷头装置的使用方法，提供前述的以陶泥为支撑材料的3D打印双喷头装置备用；该使用方法包括如下步骤：

步骤S1、打印机根据打印路径选择当前打印方式：主体结构打印或支撑结构打印，当选择主体结构打印时，进入步骤S2；当选择支撑结构打印时，进入步骤S3，当全部路径打印完成后，进入步骤S4；

步骤S2、第一打印喷头切换到打印位置，按照打印路径挤出主体材料进行主体结构打印工作，打印完成后，返回步骤S1；

步骤S3、第二打印喷头切换到打印位置，按照打印路径挤出陶泥进行支撑结构打印工作，打印完成后，返回步骤S1；

步骤S4、待主体结构固化后，将打印产品浸入水中至陶泥分散，从水中取出打印产品，并完全清除支撑结构的陶泥。

进一步地，还包括步骤S5、采用沉淀池收集清洗后的废液，待陶泥沉淀后，除去上层澄清水体，收集陶泥重新利用。

进一步地，所述步骤S4包括：

当打印产品为小型结构时，采用喷水装置喷淋所述支撑结构，直至完成所有陶泥的清除；

当打印产品为大型结构时，首先，采用喷水装置喷淋所述支撑结构；然后，待支撑结构软化后，换用压力加大的喷水枪喷淋支撑结构，直至完成所有陶泥的清除。

进一步地，所述主体材料包括石膏、砂浆、混凝土、碱激发胶凝材料中的一种。

与现有技术相比，本发明有益的技术效果在于：

(1)本发明提供的以陶泥为支撑材料的3D打印双喷头装置，包括第一打印喷头、旋转部件、支架及第二打印喷头；第一打印喷头和第二打印喷头安装在支架上，且关于旋转部件对称；支架安装在旋转部件上，在旋转部件的带动下能够以旋转部件所在位置为中心转动，转动到竖直位置的第一打印喷头的喷头出口与水平面平行。本发明以陶泥为支撑材料打印支撑结构，可以对挤出式3D打印结构起到有效的支撑。而且，打印主体材料和打印支撑材料比较容易分离。

(2)本发明的以陶泥为支撑材料的3D打印双喷头装置，以陶泥作为支撑材料对打印产品进行支撑，待打印产品固化后，分离出的陶泥可以方便的循环利用。

(3)本发明的以陶泥为支撑材料的3D打印双喷头装置的使用方法，双喷头之间切换方便，可以实现主体材料打印和陶泥支撑材料打印的快速切换。

附图说明

图1为本发明实施例中以陶泥为支撑材料的3D打印双喷头装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中以陶泥为支撑材料的3D打印双喷头装置中双喷头切换后的结构示意图。

图中：

1-第一打印喷头；2-旋转部件；3-支架；4-第二打印喷头。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的以陶泥为支撑材料的3D打印双喷头装置及使用方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。

下面结合图1和图2详细说明本发明的以陶泥为支撑材料的3D打印双喷头装置的结构组成。

实施例一

如图1和图2所示，本发明的以陶泥为支撑材料的3D打印双喷头装置，包括第一打印喷头1、旋转部件2、支架3、第二打印喷头4，第一打印喷头1和第二打印喷头4安装在支架3上，第一打印喷头1和第二打印喷头4关于旋转部件2对称。支架3安装在旋转部件2上，支架3在旋转部件2的带动下能够以旋转部件2所在位置为中心转动，转动到竖直位置的第一打印喷头1的喷头出口或者第二喷头4的喷头出口与水平面平行。

在本实施例中，更优选地，第一打印喷头1与第二打印喷头4之间的角度为α，通过旋转部件2逆时针或顺时针旋转角度α，以实现第一打印喷头1与第二打印喷头4之间的切换。

在本实施例中，更优选地，第一打印喷头1采用挤出式3D打印喷头，用于打印主体材料，形成主体打印结构。

在本实施例中，更优选地，第二打印喷头4采用挤出式3D打印喷头，用于打印陶泥，形成支撑结构。

实施例二

本实施例提供一种以陶泥为支撑材料的挤出式3D打印双喷头装置使用方法，采用实施例一中的以陶泥为支撑材料的挤出式3D打印双喷头装置，其中打印主体材料为石膏，打印步骤如下：

步骤S1、打印机根据打印路径选择当前打印方式：主体结构打印或支撑结构打印，当选择主体结构打印时，进入步骤S2，当选择支撑结构打印时，进入步骤S3，当全部路径打印完成后，进入步骤S4；

步骤S2、旋转部件2逆时针旋转角度α，第一打印喷头1切换到打印位置，按照打印路径挤出石膏进行打印工作，打印完成后，返回步骤S1；

步骤S3、旋转部件2顺时针旋转角度α，第二打印喷头4切换到打印位置，按照打印路径挤出陶泥进行打印工作，打印完成后，返回步骤S1；

步骤S4、待主体结构固化后，将打印产品浸入水中至陶泥分散，从水中取出打印产品用喷水装置清洗干净剩余陶泥；

步骤S5、采用沉淀池收集清洗后的废液，待陶泥沉淀后，除去上层澄清水体，收集陶泥重新利用。

实施例三

本实施例提供一种以陶泥为支撑材料的挤出式3D打印双喷头装置使用方法，采用实施例一中的以陶泥为支撑材料的挤出式3D打印双喷头装置，其中打印主体材料为砂浆，打印步骤如下：

S1、打印机根据打印路径选择当前打印方式：主体结构打印或支撑结构打印，当选择主体结构打印时，进入步骤S2，当选择支撑结构打印时，进入步骤S3，当全部路径打印完成后，进入步骤S4；

S2、旋转部件2逆时针旋转角度α，第一打印喷头1切换到打印位置，按照打印路径挤出砂浆进行打印工作，打印完成后，返回步骤S1；

S3、旋转部件2顺时针旋转角度α，第二打印喷头4切换到打印位置，按照打印路径挤出陶泥进行打印工作，打印完成后，返回步骤S1；

S4、打印主体结构固化后，采用喷水装置对支撑材料打印而成的支撑结构进行喷淋，待支撑结构软化后，换用压力加大的喷水枪清洗干净陶泥。

S5、采用沉淀池收集清洗后的废液，待陶泥沉淀后，除去上层澄清水体，收集陶泥重新利用。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (8)

1.一种以陶泥为支撑材料的3D打印双喷头装置，其特征在于，包括：

第一打印喷头、旋转部件、支架及第二打印喷头；

所述第一打印喷头和所述第二打印喷头安装在所述支架上，且所述第一打印喷头和所述第二打印喷头对称安装于所述旋转部件的两侧；

所述支架安装于所述旋转部件上，所述支架在旋转部件的带动下能够以旋转部件所在位置为中心转动，使得转动到竖直位置的第一打印喷头或者第二打印喷头的喷头出口与水平面平行。

2.根据权利要求1所述的以陶泥为支撑材料的3D打印双喷头装置，其特征在于，所述第一打印喷头与第二打印喷头之间的夹角角度为α，通过所述旋转部件逆时针或顺时针旋转α实现第一打印喷头与第二打印喷头之间的切换。

3.根据权利要求1所述的以陶泥为支撑材料的3D打印双喷头装置，其特征在于，所述第一打印喷头采用挤出式3D打印喷头，用于打印主体材料，形成主体打印结构。

4.根据权利要求3所述的以陶泥为支撑材料的3D打印双喷头装置，其特征在于，所述第二打印喷头采用挤出式3D打印喷头，用于打印陶泥，形成支撑结构。

5.一种以陶泥为支撑材料的3D打印双喷头装置的使用方法，其特征在于，提供如权利要求1至4任一项所述的以陶泥为支撑材料的3D打印双喷头装置备用；该使用方法包括如下步骤：

步骤S1、打印机根据打印路径选择当前打印方式：主体结构打印或支撑结构打印，当选择主体结构打印时，进入步骤S2；当选择支撑结构打印时，进入步骤S3，当全部路径打印完成后，进入步骤S4；

步骤S2、第一打印喷头切换到打印位置，按照打印路径挤出主体材料进行主体结构打印工作，打印完成后，返回步骤S1；

步骤S3、第二打印喷头切换到打印位置，按照打印路径挤出陶泥进行支撑结构打印工作，打印完成后，返回步骤S1；

步骤S4、待主体结构固化后，将打印产品浸入水中至陶泥分散，从水中取出打印产品，并完全清除支撑结构的陶泥。

6.根据权利要求5所述的使用方法，其特征在于，还包括步骤S5、采用沉淀池收集清洗后的废液，待陶泥沉淀后，除去上层澄清水体，收集陶泥重新利用。

7.根据权利要求5所述的使用方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

当打印产品为小型结构时，采用喷水装置喷淋所述支撑结构，直至完成所有陶泥的清除；

当打印产品为大型结构时，首先，采用喷水装置喷淋所述支撑结构；然后，待支撑结构软化后，换用压力加大的喷水枪喷淋支撑结构，直至完成所有陶泥的清除。

8.根据权利要求5所述的使用方法，其特征在于，所述主体材料包括石膏、砂浆、混凝土、碱激发胶凝材料中的一种。

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