CN113619111B - 一种高精度3d打印机 - Google Patents

Abstract

本发明属于3D打印技术领域，具体是一种3D打印机，包括箱体，所述箱体的一侧设有控制器，所述箱体的一侧设有料盘，所述料盘的内部设有料丝；所述箱体的内侧顶部设有Y轴驱动装置，所述Y轴驱动装置的输出端设有X轴驱动装置，所述X轴驱动装置的输出端设有推料器，所述推料器的底部连通有加热腔，所述加热腔的底部连通有流动腔，所述流动腔的底部连通有喷头，所述流动腔的底部设有填充箱。该3D打印机不仅可以实现精准快速高效打印，同时还能根据成品件的具体形状控制电动伸缩杆的升降，从而避免打印临时支撑腿，减少打印时间，降低打印难度，并且在打印复杂结构时，还能借助铁磁性玻璃块进行临时支撑，有效地提高打印适应性，保证打印效果。

Description

一种高精度3D打印机

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，具体是一种3D打印机。

背景技术

3D打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术；3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

中国发明专利申请号CN202010410008.0涉及一种快速去打印支撑的3D打印机，其包括机架、打印平台、Y轴驱动机构、X轴驱动机构、安装架、打印喷头、涂抹机构以及停放机构；其中，所述打印平台安装于机架上，其能沿机架竖直升降；所述Y轴驱动机构安装于机架上；所述X轴驱动机构连接于Y轴驱动机构上，并由Y轴驱动机构驱动；所述安装架连接于X轴驱动机构上，并由X轴驱动机构驱动；所述打印喷头、涂抹机构分别安装于安装架上，并随安装架联动；所述停放机构固定于Y轴驱动机构的一侧。该申请在去除3D打印成品时去除支撑腿的效果差，表面光滑度低，美观性差。

在实际使用时由于打印材料自身的热膨胀原理，在逐层打印过程中由于热板不断下降，因此层数越高温度越低，不仅会使得高层的打印材料在打印过程中发生断裂，同时由于打印材料自身热膨胀后回缩的程度不同，造成打印效果差。

同时在对悬空结构进行打印时需要先打印支撑腿，这样打印效率低，浪费时间，同时在同一高度上进行多次打印支撑腿时，由于悬空结构支撑强度不足从而造成结构倒塌。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种3D打印机，不仅具备底部支撑腿的效果，同时还能对于复杂打印结构进行临时支撑，提高打印效率，降低打印时间，还能避免热膨胀材料在增大与热板之间的距离时发生体积减小，从而发生断裂破损的现象发生。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种3D打印机，包括箱体，所述箱体的一侧设有控制器，所述箱体的另一侧设有料盘，所述料盘的内部设有料丝；

所述箱体的内侧顶部设有Y轴驱动装置，所述Y轴驱动装置的输出端设有X轴驱动装置，所述X轴驱动装置的输出端设有推料器，所述推料器的底部连通有加热腔，所述加热腔的底部连通有流动腔，所述流动腔的底部连通有喷头，所述流动腔的底部设有填充箱，所述填充箱内部通过电磁阀设有铁磁性玻璃块，所述料丝的另一端依次穿过推料器、加热腔、流动腔和喷头；

所述箱体的内侧底部均匀阵列设有多组电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的顶部设有电磁铁，所述电磁铁的顶部设有压力传感器用以检测其顶部的压力值，所述电磁铁的顶部设有玻璃热板，相邻所述玻璃热板之间无缝拼接，所述玻璃热板和电磁铁组成的正方体结构与铁磁性玻璃块的体积相同，所述铁磁性玻璃块的内切圆直径与喷头的开口直径相同；

经过所述加热腔加热熔融后的料丝沿喷头落至玻璃热板顶部，所述压力传感器检测到的压力值到达所设阈值；当同一层打印完成时，所述控制器控制有检测数值的压力传感器所对应的电动伸缩杆下降，下降高度为所设喷头的开口直径；当有检测数值的所述压力传感器顶部需要打印悬空结构时，所述控制器控制电磁铁通电具备磁性，所述填充箱内的电磁阀打开，所述铁磁性玻璃块在电磁铁的磁力作用下落至熔融的料丝顶部进行临时支撑。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过箱体、料丝、X轴驱动装置、Y轴驱动装置、推料器、加热腔、电动伸缩杆、玻璃热板和喷头等部件的相互配合，共同解决了3D打印精度问题，X轴驱动装置和Y轴驱动装置共同配合实现喷头在同一水面面上的精准移动，同时料丝沿推料器进入加热腔内部，加热腔将料丝高温熔融，熔融后的料丝沿流动腔和喷头落至玻璃热板顶部，玻璃热板自身的加热元件会使得玻璃热板顶部具备一定温度，同时电动伸缩杆带动玻璃热板实现在Z轴方向上的精准上下移动，该装置可以实现喷头的精准高效打印，打印效率高，打印效果好。

2、本发明通过电动伸缩杆、电磁铁、玻璃热板和压力传感器等部件的相互配合，共同解决了悬空结构的打印问题，在打印过程中，熔融的料丝沿喷头落至玻璃热板顶部，压力传感器检测到的压力值到达所设的压力阈值，当同一层打印完成后，控制器控制数值变化的压力传感器对应的电动伸缩杆下降一定高度，该高度为喷头的开口直径，同时未落下熔融料丝的玻璃热板高度不发生变化，因此该部分的玻璃热板会对后续的打印提供所需的温度环境，防止随着逐层打印的进行，高层结构冷却速度过快造成断裂损坏等，同时当打印到悬空结构时，部分熔融的料丝落至玻璃热板顶部进行打印，当该层打印完成后只需控制有数值的压力传感器对应的电动伸缩杆下降一定高度即可。该打印机无需对部件的悬空位置打印临时支撑腿，从而有效地提高打印效率，降低打印时间，并且还降低修正打印成品的难度，得到更加精准美观的成品件，同时在打印过程中始终有玻璃热板位于喷头同一水平面，有效避免熔融的料丝快速冷却造成黏合度降低，从而避免成品顶部断裂的现象发生。

3、本发明通过填充箱、铁磁性玻璃块和电磁铁等部件的相互配合，共同解决了侧凹型结构的打印临时支撑问题，当有数值的压力传感器顶部出现空隙，并且后续仍需要打印悬空结构时，喷头移动到空隙位置后，控制器控制电磁铁通电具备磁性，填充箱内的电磁阀打开，使得铁磁性玻璃块落下，由于铁磁性玻璃块具备铁磁性，因此铁磁性玻璃块在电磁铁的磁性吸引下会落至对应位置的熔融料丝顶部进行临时支撑，因此该层会借助熔融料丝以及铁磁性玻璃块共同配合作用下实现打印，当间隙打印完成需要对悬空结构进行打印时，电磁铁断电，填充箱内的电磁阀关闭，则仅靠熔融料丝进行后续的打印，当打印完成后，由于铁磁性玻璃块具备玻璃的特性，因此在成品冷却后铁磁性玻璃块会与成品件直接脱离进行回收再利用。该装置不仅很好地解决了临时支撑腿的打印，同时还借助铁磁性玻璃块作为中间间隙的临时支撑结构，有效地避免顶部悬空结构发生断裂倒塌，同时还便于回收利用，提高打印适应性，降低料丝的损耗，降低打磨成品时间，提高成品的打印效率，保证成品的打印效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的俯视结构示意图；

图3为本发明的图1的A处放大示意图；

图4为本发明的喷头部分的正视剖视示意图；

图5为本发明的玻璃热板俯视示意图；

图6为本发明的未工作时箱体内部部分剖视示意图；

图7为本发明的第二实施例工作时箱体内部部分剖视示意图；

图8为本发明的第三实施例工作时箱体内部部分剖视示意图。

附图标记：1、箱体；2、箱门；3、把手；4、控制器；5、料盘；6、料丝；7、X轴驱动装置；8、Y轴驱动装置；9、第一滑轨；10、第一驱动电机；11、第一同步带；12、第一拖链；13、第二滑轨；14、第二驱动电机；15、第二同步带；16、第二拖链；17、推料器；18、加热腔；19、流动腔；20、散热风扇；21、喷头；22、送料齿；23、挤压轮；24、固定板；25、连杆；26、挤压弹簧；27、填充箱；28、电动伸缩杆；29、电磁铁；30、玻璃热板；31、铁磁性玻璃块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施例

如图1-6所示，一种3D打印机包括箱体1，箱体1的一侧设有控制器4，控制器4电性控制各电气元件，箱体1的一侧设有料盘5，料盘5的内部设有料丝6，料丝6为常规的光敏树脂制成的丝状结构，并且料丝6盘绕在料盘5外表面。

箱体1的内侧顶部设有Y轴驱动装置8，Y轴驱动装置8的输出端设有X轴驱动装置7，X轴驱动装置7的输出端设有推料器17，推料器17主要是将料丝6送料，推料器17的底部连通有加热腔18，料丝6在加热腔18内进行加热熔融，熔融后的料丝6可以进行3D打印，加热腔18的底部连通有流动腔19，流动腔19的一侧设有散热风扇20，借助散热风扇20可以对流动腔19进行适当降温，也可以对流出的熔融料丝6进行风冷降温，流动腔19的底部连通有喷头21，熔融的料丝6沿流动腔19流至喷头21内，并沿喷头21流出进行3D打印，料丝6的另一端依次穿过推料器17、加热腔18、流动腔19和喷头21，熔融后的料丝6沿喷头21流出进行3D打印。

Y轴驱动装置8包括第一滑轨9，第一滑轨9的两端与箱体1的内壁固定连接，第一滑轨9的顶部设有第一驱动电机10，第一驱动电机10的输出端通过第一传送轮设有第一同步带11，第一同步带11的输出端与X轴驱动装置7固定连接，第一滑轨9通过第一拖链12与X轴驱动装置7滑动连接，第一驱动电机10转动带动第一同步带11转动，第一同步带11转动带动X轴驱动装置7在第一滑轨9内发生移动，从而实现推料器17在Y轴方向上的移动，箱体1内侧和X轴驱动装置7之间设有第一拖链12，第一拖链12内部设有第一连接线路，通过第一拖链12保护第一连接线路不会随X轴驱动装置7的不断移动造成磨损，有效地保护第一连接线路，同时由于其链式结构的设计，可以在X轴驱动装置7不断移动时不会造成缠绕盘线等现象。

X轴驱动装置7包括第二滑轨13，第二滑轨13的两端与箱体1的内壁固定连接，第二滑轨13的顶部设有第二驱动电机14，第二驱动电机14的输出端通过第二传送轮设有第二同步带15，第二同步带15的输出端与推料器17固定连接，因此第二驱动电机14转动时会带动第二同步带15转动，第二同步带15转动就可以带动推料器17精准地在X轴上发生移动，从而提高打印的精度，Y轴驱动装置8和推料器17之间设有第二拖链16，第二拖链16内部设有第二连接线路，第二拖链16可以有效地保护第二连接线路不会发生磨损破坏，从而避免线路损坏等情况发生。

推料器17包括固定板24，固定板24的一侧设有步进电机，步进电机的输出轴穿过固定板24设有送料齿22，步进电机转动就会带动送料齿22转动，固定板24的一侧设有连杆25，连杆25的输出端设有挤压弹簧26，挤压弹簧26的另一端设有挤压轮23，料丝6滑动连接于送料齿22和挤压轮23之间，因此借助送料齿22的转动会带动料丝6不断进行送料与退料，同时在挤压弹簧26的弹性作用下，挤压力23不断与料丝6进行挤压接触，保证送料齿22转动时对料丝6的传动摩擦力在合理的范围内，并提高送料齿22对料丝6的送料效率。

箱体1的内侧底部均匀阵列设有多组电动伸缩杆28，电动伸缩杆28的顶部设有电磁铁29，电磁铁29的顶部设有玻璃热板30，玻璃热板30内部设有加热元件，玻璃热板30的加热温度可调，因此借助玻璃热板30的加热作用可以很好地对底部料丝6进行固定，同时当打印完成后只需关闭加热元件，由于冷却的料丝6与玻璃不会发生粘连，因此打印成品会直接从玻璃热板30顶部脱落，降低了剥离成品的难度。

电动伸缩杆28可以带动顶部的电磁铁29和玻璃热板30在Z轴方向实现精准的上下移动，从而结合X轴驱动装置7和Y轴驱动装置8共同实现打印材料在三维空间的移动，并且由于相邻玻璃热板30之间无缝拼接，装置在未工作时从顶部看玻璃热板30为一完整结构，且不存在间隙，这样就可以进行常规的3D打印，并且玻璃热板30也可以在电动伸缩杆28的带动下进行Z轴方向上的上下移动。

箱体1的一侧通过合页转动连接有箱门2，箱门2的另一侧设有把手3，通过把手3便于打开箱门2，从而对箱体1内部的结构进行观察维修等。

使用时，只需将待打印的3D模型输入至控制器4内部，玻璃热板30内的加热元件启动进行加热，使得玻璃热板30的温度达到合适温度，并将料盘5内的料丝6插接进推料器17内部，此时第一驱动电机10启动带动第一同步带11转动，第一同步带11带动X轴驱动装置7在Y轴方向上进行移动，并且第一拖链12内的第一连接线路随之进行移动，同时X轴驱动装置7内的第二驱动电机14启动带动第二同步带15转动，第二同步带15转动从而带动推料器17在X轴上发生横向移动，并且第二拖链16内的第二连接线路随之发生横向移动，因此借助X轴驱动装置7和Y轴驱动装置8的共同配合，实现了推料器17在平面上的精准高效地移动，提高装置打印效率，保证打印效果。

同时推料器17内的步进电机转动，步进电机转动带动送料齿22转动，送料齿22转动会带动料丝6进行送料或者退料，同时借助另一侧挤压弹簧26的弹力作用，挤压轮23与料丝6紧密接触挤压，保证送料齿22与料丝6的摩擦力时刻在合理范围之内，从而有效地提高了送料齿22的送料效率，保证料丝6的送料和退料均可以迅速快捷地做出反应，并且由于挤压弹簧26的弹力作用，使得推料器17可以对不同直径的料丝6进行送料和退料。

在Z轴上，电动伸缩杆28可以带动电磁铁29发生上下移动，电磁铁29带动玻璃热板30进行上下移动，从而实现3D打印的逐层打印，即当同一平面在X轴驱动装置7和Y轴驱动装置8的共同配合作用下完成打印后，电动伸缩杆28启动带动电磁铁29和玻璃热板30下降，且下降的高度为喷头21的开口直径，这样装置就完成一层打印而进行下一层的打印，因此借助X轴驱动装置7、Y轴驱动装置8和电动伸缩杆28的共同配合下，喷头21可以在三维控制内进行精准高效的移动，从而有效地提高打印效率，保证打印效果，提高打印精准度。

第二实施例

如图7所示，基于第一实施例提供的一种3D打印机，在实际打印过程中会出现需要打印悬空结构的现象，即在逐层打印过程中有些部分在低层没有支撑结构，而到达高层直接打印就会出现悬空打印，这样会因为支撑力不足从而造成结构的坍塌；现有技术中为了解决该问题常对于悬空部分在底层时就预先打印临时支撑腿，但打印支撑腿不仅结构设计复杂，且非常浪费打印时间，后期拆除死角位置的临时支撑腿也非常麻烦，严重降低打印效率；并且常规打印时随着逐层打印的层数不断增加，顶层的温度随着打印高度的不断增加而降低，从而导致顶层的熔融料丝6在沿喷头21流出后会发生快速冷却，冷却速度过快会导致顶层的结构发生开裂，从而造成成品的损坏，为了解决以上问题，该3D打印机还包括：电磁铁29的顶部设有压力传感器用以检测其顶部的压力值，该压力值主要用于确认该位置的玻璃热板30顶部落下熔融料丝6，从而将该压力值传输给控制器4，控制器4控制对应的电动伸缩杆28下降，玻璃热板30和电磁铁29组成正方体结构，且该正方体结构的体积与喷头21的开口直径相同，这样沿喷头21流出的熔融料丝6刚好可以布满一个玻璃热板30顶部表面，且只需控制电动伸缩杆28下降一个喷头21的开口直径，就可以精准地实现熔融料丝6顶部仍处于同一水平面上，降低玻璃热板30的调平难度，保证打印效果。

而顶部未落熔融料丝6的玻璃热板30由于其底部的压力传感器未检测到压力值，因此底部的电动伸缩杆28不会发生下降，这样就会出现高度差，当打印到悬空位置时，熔融料丝6落至对应位置的玻璃热板30顶部，而此时玻璃热板30带动熔融料丝6下降一个喷头21开口直径即可，当打印完成后，只需控制玻璃热板30的加热元件停止工作，则冷却后的料丝6与玻璃热板30快速脱离，直接沿顶部取出打印成品件即可。

使用时，本实施例以打印倒凹型结构为例，控制多组电动伸缩杆28的高度，使得顶部的玻璃热板30的顶部均处于同一水平面上，该过程可以快速有效地调整玻璃热板30处于同一水平面，实现了玻璃热板30的快速调平，保证后续打印的精准性，同时玻璃热板30内部的加热元件启动加热到合适温度。

此时控制X轴驱动装置7和Y轴驱动装置8带动推料器17到达合适位置，即倒凹型的支腿位置，喷头21正对玻璃热板30顶部，且喷头21的开口圆为玻璃热板30顶面的内切圆，推料器17启动将料丝6传送至加热腔18内进行加热，熔融的料丝6沿加热腔18、流动腔19到达喷头21内，并沿喷头21流出落至玻璃热板30顶部，电磁铁29顶部的压力传感器检测到的压力值达到所设的压力阈值，则压力传感器将该压力值传输到控制器4。

具体的，如果压力传感器检测到的压力值小于所设的压力阈值时，说明落至玻璃热板30顶部的熔融料丝6存在有偏移或者倾斜，则此时控制器4会控制推料器17停止，并对应控制X轴驱动装置7或Y轴驱动装置8进行工作，对该偏移或者倾斜进行校准，保证熔融料丝6落至玻璃热板30顶部的正中位置，提高装置的打印精度。

当装置在同一水平面上打印完成后，部分玻璃热板30顶部由于有熔融料丝6，则控制器4会控制该部分的电动伸缩杆28会带动玻璃热板30下降一定高度，该高度即为熔融料丝6的高度；而其余的玻璃热板30由于顶部未落下熔融料丝6，因此剩余的玻璃热板30仍处于原始高度不变，此时喷头21继续工作进行下一层的打印工作，由于剩余玻璃热板30自身的加热元件持续工作，因此会为下一层的打印工作提供所需的温度环境，防止随着打印层数的不断增高，玻璃热板30的温度传输到顶层时出现温度不断降低，造成顶层的熔融料丝6从喷头21流出后快速冷却而发生断裂的情况，从而影响打印效果。

当底部构件打印完成，需要打印悬空构件时，即倒凹型的支腿打印完成，需要打印剩余的顶部整体结构时，喷头21落下的熔融料丝6部分落至原本打印位置，即凹型的支腿位置，另外一部分熔融料丝6落至新的玻璃热板30顶部，即倒凹型内顶面位置，该位置的压力传感器检测到的数值由原本零增大到所设的阈值，则压力传感器将该压力值传输给控制器4，当该层整体打印完成后，控制器4控制压力传感器底部的电动伸缩杆28同步降低一个喷头21直径的高度，这样就借助电动伸缩杆28和玻璃热板30有效地代替打印临时支撑腿的结构，避免了在打印完成后需要拆除支撑腿，降低了人工拆除的难度，缩短打印时间，提高打印效率。

在打印过程中仍要注意一点，即无论是预先打印倒凹型的支腿部分还是打印剩余的整体部分，当压力传感器顶部检测到有压力值，则无论在任意一层是否检测到其压力值发生变化，当进行下一层打印时，控制器4都需要控制有压力值的压力传感器对应的电动伸缩杆28下降一定高度，该高度即为喷头21开口直径，这样就可以保证打印过程中整个打印件为一个整体，不会随打印地进行发生错位断裂等情况的发生，从而造成打印件的损坏。

当打印完成后，只需控制玻璃热板30内部的加热元件停止工作，冷却一定时间后，冷却成型的料丝6会与玻璃热板30发生脱离，则控制器4控制下移的电动伸缩杆28伸长恢复原位，完整的打印成品件即可完成，该打印机无需对部件的悬空位置打印临时支撑腿，从而有效地提高打印效率，降低打印时间，并且还降低修正打印成品的难度，得到更加精准美观的成品件，同时在打印过程中始终有玻璃热板30位于喷头21同一水平面，有效避免熔融的料丝6快速冷却造成黏合度降低，从而避免成品顶部断裂的现象发生。

第三实施例

如图8所示，基于第二实施例提供的一种3D打印机，在实际使用时可以借助电动伸缩杆28、电磁铁29和玻璃热板30共同作为临时支撑打印悬空结构，但随着打印的不断进行，当压力传感器检测到电磁铁29顶部有压力值时，在逐层打印过程中，电动伸缩杆28就会带动顶部的电磁铁29和玻璃热板30下降一定的高度，因此在打印较为复杂的结构时，例如侧放得凹型时，底部结构会带动玻璃热板30逐层下降，则中部部分就会出现空洞，当需要打印顶部结构时，由于顶部结构仍处于悬空放置，因此就无法进行打印，为了解决该问题，该3D打印机还包括：流动腔19的底部设有填充箱27，填充箱27内部通过电磁阀设有铁磁性玻璃块31，铁磁性玻璃块31具备铁磁性和玻璃特性，因此铁磁性玻璃块31会被磁性吸引，同时还具备玻璃的特性，即在常温环境下不与料丝6发生粘连，可以将成型的打印件直接从玻璃31表面脱离，玻璃热板30和电磁铁29组成的正方体结构与铁磁性玻璃块31的体积相同，铁磁性玻璃块31的内切圆直径与喷头21的开口直径相同，因此铁磁性玻璃块31在结构上是与单个组成的电磁铁29和玻璃热板30的结构相同，可以作为某一层的临时填充物。

使用时，有上述过程可知，当进行侧凹型底部结构打印时，熔融料丝6沿喷头21落至玻璃热板30顶部，电磁铁29顶部的压力传感器检测到压力值到达所设的阈值，当同一层完成打印后，控制器4控制所有压力传感器检测到数值的对应的电动伸缩杆28下降一定高度，该高度即为喷头21的开口直径，参照该过程逐层进行打印，完成所需的侧凹型底部结构的打印。

当侧凹型底部结构打印完成需要打印中部结构时，此时控制器4控制喷头21流出的熔融料丝6在平面内移动，当到达所需熔融料丝6打印位置时，推料器17推动料丝6进行送料打印；当喷头21到达中空缝隙位置时，喷头21底部的电磁铁29通电具备磁性，控制器4控制填充箱27内的电磁阀打开，填充箱27内的铁磁性玻璃块31有序地落至侧凹型底部结构顶面，由于铁磁性玻璃块31自身具备铁磁性，因此铁磁性玻璃块31会被磁铁吸引，因此喷头21底部的电磁铁29通电具备磁性会借助磁力吸引铁磁性玻璃块31落至其顶部位置，并且由于铁磁性玻璃块31自身同样具备玻璃的特性，即与熔融料丝6不会发生粘合，因此铁磁性玻璃块31可以作为合适的临时支撑部件，按照上述过程对同一层进行熔融料丝6打印和铁磁性玻璃块31临时支撑的混合打印过程，当该层打印完成后，控制器4控制有数值的压力传感器对应位置的电动伸缩杆28下降一定高度，该高度仍为喷头21的直径，从而进行下一层的打印。

按照上述过程，在同一层利用铁磁性玻璃块31对打印缝隙进行临时填充，需要注意的是，当喷头21到达某一位置，且该位置的玻璃热板30顶部没有熔融的料丝6时，即由于对应的压力传感器未检测到压力值，因此电磁铁29不会通电具备磁性，此时填充箱27内的电磁阀关闭，推料器17工作进行送料，熔融的料丝6沿喷头21流至玻璃热板30顶部进行打印，同步地进行后续的打印过程。

当侧凹型结构的中空部分打印完成需要进行顶层结构打印时，此时电磁铁29均断电失去磁性，则填充箱27内的电磁阀处于关闭状态，铁磁性玻璃块31不会掉落，同时X轴驱动装置7和Y轴驱动装置8共同配合带动喷头21在平面内进行移动，料丝6在推料器17的送料作用下经过加热腔18的加热作用形成熔融料丝6，熔融料丝6沿喷头21落至打印层从而进行打印，同一层打印完成后根据上述过程进行后续的逐层打印即可。

当打印完成后，关闭玻璃热板30内部的加热元件，玻璃热板30不具备加热功能，待整个装置冷却一定时间后，下移的电动伸缩杆28伸长恢复原位，由于铁磁性玻璃块31自身具备的玻璃特性，因此在低温环境下铁磁性玻璃块31不易与成型的料丝6发生粘合，极易直接从成品件中取出重复使用，并且完成该复杂结构的打印过程。该装置不仅很好地解决了临时支撑腿的打印，同时还借助铁磁性玻璃块31作为中间间隙的临时支撑结构，不仅不会使顶部悬空结构发生断裂倒塌，同时还便于回收利用，降低料丝6的损耗，降低打磨成品时间，提高成品的打印效率，保证成品的打印效果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性地包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种3D打印机，包括箱体，其特征在于：所述箱体的一侧设有控制器，所述箱体的另一侧设有料盘，所述料盘的内部设有料丝；

所述箱体的内侧顶部设有Y轴驱动装置，所述Y轴驱动装置的输出端设有X轴驱动装置，所述X轴驱动装置的输出端设有推料器，所述推料器的底部连通有加热腔，所述加热腔的底部连通有流动腔，所述流动腔的底部连通有喷头，所述流动腔的底部设有填充箱，所述填充箱内部通过电磁阀设有铁磁性玻璃块，所述料丝的另一端依次穿过推料器、加热腔、流动腔和喷头；

所述箱体的内侧底部均匀阵列设有多组电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的顶部设有电磁铁，所述电磁铁的顶部设有压力传感器用以检测其顶部的压力值，所述电磁铁的顶部设有玻璃热板，相邻所述玻璃热板之间无缝拼接，所述玻璃热板和电磁铁组成的正方体结构与铁磁性玻璃块的体积相同，所述铁磁性玻璃块的内切圆直径与喷头的开口直径相同；

经过所述加热腔加热熔融后的料丝沿喷头落至玻璃热板顶部，所述压力传感器检测到的压力值到达所设阈值；当同一层打印完成时，所述控制器控制有检测数值的压力传感器所对应的电动伸缩杆下降，下降高度为所设喷头的开口直径；当有检测数值的所述压力传感器顶部需要打印悬空结构时，所述控制器控制电磁铁通电具备磁性，所述填充箱内的电磁阀打开，所述铁磁性玻璃块在电磁铁的磁力作用下落至熔融的料丝顶部进行临时支撑；

所述铁磁性玻璃块具备铁磁性和玻璃特性。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印机，其特征在于：所述Y轴驱动装置包括第一滑轨，所述第一滑轨的两端与箱体的内壁固定连接，所述第一滑轨的顶部设有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端通过第一传送轮设有第一同步带，所述第一同步带的输出端与X轴驱动装置固定连接，所述箱体内侧和X轴驱动装置之间设有第一拖链，所述第一拖链内部设有第一连接线路。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印机，其特征在于：所述X轴驱动装置包括第二滑轨，所述第二滑轨的顶部设有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端通过第二传送轮设有第二同步带，所述第二同步带的输出端与推料器固定连接，所述Y轴驱动装置和推料器之间设有第二拖链，所述第二拖链内部设有第二连接线路。

4.根据权利要求1所述的一种3D打印机，其特征在于：所述推料器包括固定板，所述固定板的一侧设有步进电机，所述步进电机的输出轴穿过固定板设有送料齿。

5.根据权利要求4所述的一种3D打印机，其特征在于：所述固定板的一侧设有连杆，所述连杆的输出端设有挤压弹簧，所述挤压弹簧的另一端设有挤压轮，所述料丝滑动连接于送料齿和挤压轮之间。

6.根据权利要求1所述的一种3D打印机，其特征在于：所述控制器电性连接各电气元件。

7.根据权利要求1所述的一种3D打印机，其特征在于：所述箱体的一侧通过合页转动连接有箱门，所述箱门的另一侧设有把手。

8.根据权利要求1所述的一种3D打印机，其特征在于：所述流动腔的一侧设有散热风扇。

9.根据权利要求1所述的一种3D打印机，其特征在于：所述玻璃热板内部设有加热元件，所述玻璃热板的加热温度可调。

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