CN117507354A - 一种基于旋转载体的多工位逐层成型系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于旋转载体的多工位逐层成型系统，包括成型部件，成型部件包括旋转基台，旋转基台的上方设有喷射部件；喷射部件包括刮抹模块、喷射模块及固化模块，刮抹模块、喷射模块及固化模块绕旋转基台的旋转中心排列设置，当喷射模块将材料施加至旋转基台上后，固化模块将材料固化成型至半成品，待旋转基台继续旋转一定角度后，刮抹模块将固化后的半成品刮抹平整；成型部件还包括设于旋转基台上的清洁部件，当旋转基台旋转至一定位置时，清洁部件对喷射部件进行清洁处理;通过将刮抹模块、喷射模块及固化模块依次排列设置在旋转基台上方，缩短打印和固化的时间差，并引入刮抹设备，保证成型面均匀和厚度一致，保证成型质量。
Description
技术领域
本发明属于增材制造设备技术领域，尤其是涉及一种基于旋转载体的多工位逐层成型系统。
背景技术
现有的增材制造设备都是基于直角坐标系建立的，存在以下的缺点：
大型结构限制：直角坐标运动的打印机通常需要较大的机械结构，包括线性导轨、驱动系统等。这使得直角坐标打印机在打印区域和整体尺寸方面有一定的限制，不太适合打印较大尺寸的物体。·
重量和惯性影响：直角坐标打印机的打印平台和打印头通常较重，因为它们需要移动的部件较多。这会增加机械系统的惯性，导致加速度和减速度较慢，可能降低打印速度和精度。
限制的自由度：直角坐标打印机通常具有三个线性自由度，即在三个轴向上进行运动。这在某些打印应用中可能会受到限制，例如打印具有复杂曲面或非线性结构的对象。
复杂的机械结构：直角坐标打印机需要准确的线性导轨、传动系统和平衡装置等复杂的机械结构。这增加了设计、制造和维护的复杂性，并可能增加成本和故障的风险。
动态误差和振动：由于直角坐标运动系统的复杂性，包括驱动系统和传动装置等，直角坐标打印机可能更容易受到动态误差和振动的影响。这可能导致打印质量下降，需要更高的精度控制和振动补偿。
现有的旋转打印平台中，成型时也往往存在较多的问题，导致对打印产品的规格和成型质量产生影响：
打印高度存在限制：由于现有旋转打印平台的打印装置通常只能在平面上进行打印，无法在垂直方向上进行打印，导致对打印产品的成型高度产生限制，无法打印出更高高度的产品结构。
打印速度不均匀：由于旋转打印平台需要以恒定的速度旋转，打印速度在不同位置上会有差异。这可能导致打印物体某些部分的打印时间较长，而其他部分较短，影响打印速度和均匀性。
3. 厚度均匀性难以控制：旋转打印平台的打印装置在旋转时会受到离心力的影响，导致打印物体在不同位置上的成型厚度不均匀，存在打印物体某些部分过厚或过薄，影响打印质量和一致性。
此外，现阶段大多喷射区域的清洁都是在打印暂停或者打印结束时再进行清洁操作，由于无法及时清洁，导致会出现一些问题影响系统运行，具体如下：
1. 喷头堵塞风险增加，清洁难度和成本增加：由于不及时清洁，残留的打印材料可能已经在喷头内部干燥或固化，导致堵塞的风险增加，这使得清洁过程更加困难，需要更多的时间和精力来清除堵塞物，而且，材料的固化或粘附会增加清洁的复杂性，可能需要更强力的清洁剂或更长时间的清洁过程，清洁维护成本和难度大幅增加。
2. 影响打印效率和质量：如果在打印过程中不及时清洁喷头，可能会导致打印质量下降。材料的残留物可能会影响喷头的喷射准确性和流畅性，导致出现堆积、漏涂或不均匀的打印结果，影响产品的成型质量和系统的打印效率。
3. 设备寿命缩短：如果喷头经常处于堵塞状态或长时间未清洁，可能会对喷头和打印设备造成损坏。堵塞的喷头会增加打印机的维护需求，导致喷头部件的损坏，需要更频繁的更换维修，导致打印和维护成本增加。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种降低对成型规格的限制、保证成型质量的基于旋转载体的多工位逐层成型系统。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于旋转载体的多工位逐层成型系统，包括成型部件，所述成型部件包括绕旋转中心做旋转间歇运动的旋转基台，所述旋转基台通过旋转升降机构安装于机架上，所述旋转基台的上方设有喷射部件，且其上安装有清洁部件；
所述喷射部件包括刮抹模块、喷射模块及固化模块，所述刮抹模块、喷射模块及固化模块绕所述旋转基台的旋转中心依次排列设置，当喷射模块将材料施加至静止的旋转基台上后，在旋转基台向后连续转动一定角度，固化模块将材料固化成型至半成品，待旋转基台继续连续旋转一定角度后，刮抹模块将固化后的半成品刮抹平整，旋转基台继续向前旋转，完成一圈的旋转周期；
在所述旋转基台每一圈的旋转周期内，所述清洁部件都会经过所述喷射部件的下方；
所述喷射模块包括掩膜，所述掩膜上安装有喷头，所述喷头上设有喷嘴，所述掩膜罩设于所述喷头的底部，其上开设有若干供喷嘴喷射出的材料通过的通道槽；
所述清洁部件包括用于清洁喷头的喷头清洁模块和用于清洁掩膜的掩膜清洁模块，
所述喷头清洁模块包括安装于旋转基台上的喷头清洁罩，其上设有若干刮拭轨道，所述刮拭轨道沿喷头清洁罩的径向设置且沿所述旋转基台的旋转方向上均匀设置有多列，所述刮拭轨道对应所述通道槽分别一一对应设置，其上滑动安装有若干刮拭器，所述刮拭器可在驱动元件的驱动下沿所述刮拭轨道相对移动；
当需要对喷射模块进行清洁时，控制旋转基台在旋转至下一个旋转周期前，喷头清洁模块旋转至喷射模块区域下方时停止，旋转基台在升降驱动电机的驱动下抬升至合适高度，所述刮拭器可在驱动元件的驱动下对喷头进行刮拭清洁；当清洁完成，旋转基台下降至原高度位置，旋转基台继续向前运动，进入下一个旋转周期。
优选的，所述清洁部件还包括清洗池；所述刮拭器通过活动托槽安装于所述喷头清洁罩上，所述活动托槽上连接有旋转驱动件，所述旋转驱动件可驱动所述刮拭器转动，以使刮拭器的工作区域浸没于清洗液中；所述刮拭轨道为上下开口的通孔结构。
优选的，所述掩膜清洁模块包括安装于旋转基台上的掩膜清洁罩，所述掩膜清洁罩上安装有弹性清洁条 ，所述弹性清洁条的顶端高于所述掩膜的底面，；在旋转基台的每一圈旋转周期中，掩膜清洁模块随着旋转基台连续旋转经过掩膜下方时，弹性清洁条会挤压刮抹掩膜底部。
优选的，所述弹性清洁条顶端具有一定斜度，其斜面朝向呈与旋转基台旋转方向反向设置。
优选的，所述清洁部件还包括喷头停靠板，所述喷头停靠板上设有多列弹性停靠条，所述弹性停靠条对应所述喷嘴排列设置。
优选的，所述喷射部件和清洁部件由若干绕旋转基台旋转中心排列设置的扇形区域构成，其上设有对应的功能模块。
优选的，还包括数据采集模块，所述数据采集模块与控制系统信号连接，其通过检测获取相应的信息参数并上传至控制系统，所述数据采集模块包括
传感器网络，用于采集对应模块和区域的打印参数；
运动检测元件，用于检测相应运动部件的运动参数；
成型质量检测元件，用于识别旋转基台上材料的成型质量参数；
根据打印材料的特性和打印质量要求进行基础参数的设定调整和进行打印轨迹的设置，数据采集模块在系统运行过程中实时采集实际的打印参数、运动参数及成型质量参数，控制系统对实际的打印参数、运动参数及成型质量参数进行数据分析，并根据分析结果对基础参数进行优化。
优选的，所述基础参数的设定调整包括根据材料成型的外观形状和成型位置，以及每层打印层的精度和表面质量要求，设定合适的打印速度和打印温度。
优选的，所述基础参数的设定调整包括根据打印物体的附着要求进行基台温度的调整和设定。
优选的，所述打印轨迹的设置包括 根据打印部分的成型精度要求和成型体积，以及材料的成型特性，调整喷射模块的打印速度和旋转基台的单位进给转速，以设置旋转基台的运动步长和打印轨迹的密集度。
本发明的技术效果为：
1、通过将喷射部件与清洁部件集成同一旋转平台下，无需额外设置清洁结构，将喷射和清洁两个功能模块集成至一个闭环循环的成型平台下，在旋转循环的间歇中对喷射部件实现在机清洁，有效节约空间，将成型系统简约化。
2、通过将清洁部件设置于旋转基台上，无需停机单独清洁，可在机对喷头和掩膜在打印过程中进行及时清理，清除堆积在喷嘴周围的材料或残留物，减少材料的溢出或渗漏，防止材料堵塞或残留物积累，减少材料残留物的腐蚀和堆积，降低喷头磨损和损坏的风险。这可以延长喷头的使用寿命，减少更换喷头的频率和成本；同时，保持材料在喷头上的流动性，减少摩擦和阻力，以提高材料的喷射速度，保证打印效率和打印质量，确保系统运行的可靠性和稳定性。
3、通过实时测量实际打印层的厚度并与理想值进行比较，调整打印参数或运动轨迹，以实现更均匀的厚度分布。
4、采用高精度的运动控制系统和定位传感器，以实现平台的精确运动和定位控制。使用步进电机、伺服电机或线性马达等来驱动打印平台的运动，并使用编码器、光电传感器等进行位置反馈和闭环控制,进一步保证打印效率和打印质量，确保系统运行的可靠性和稳定性。
5、通过数据采集模块的信息采集，控制系统对实际的打印参数、运动参数及成型质量参数进行数据分析，并根据分析结果对基础参数进行进一步的优化，实现参数的实时调整，得到更稳定和一致的打印质量和速度，保证打印的效率和质量。
附图说明
图1为本发明的系统结构图。
图2为本发明清洁部件和喷射部件的部分结构示意图。
图3为喷射模块的结构示意图。
图4为掩膜的结构示意图。
图5为固化模块的结构示意图。
图6为刮抹模块的第一结构示意图。
图7为刮抹模块的第二结构示意图。
图8为喷头清洁模块的工作示意图。
图9为刮拭器的结构示意图。
图10为刮拭器的清洗时的运动示意图。
图11为掩膜清洁罩的结构示意图。
图12为掩膜清洁罩侧视方式的结构示意图。
图13为喷头停靠板的结构示意图。
图14为旋转升降机构的结构示意图。
图中主要技术特征的附图标记为：1、成型部件；11、旋转基台；2、清洁部件；3、旋转升降机构；31、旋转升降电机；32、第二螺杆；33、壳体；34、升降平台；35、中心轴；36、旋转伺服电机；4、喷射部件；41、刮抹模块；411、刮抹罩；412、刮抹件；42、喷射模块；421、掩膜；422、喷头；423、通道槽；43、固化模块；431、固化灯罩；432、固化元件；5、喷头清洁区域；51、喷头清洁罩；52、刮拭轨道；53、刮拭器；54、活动托槽；55、清洗池；6、掩膜清洁区域；61、掩膜清洁罩；62、弹性清洁条；7、喷头停靠区域；71、喷头停靠板；72、弹性停靠条；8、数据采集组件。
具体实施方式
下面通过具体实施方式和附图对本发明作进一步的说明。
一种基于旋转载体的多工位逐层成型系统，基于极坐标系建立，通过极坐标系建立成型系统，可以实现连续的旋转成型，无需频繁的位置调整，减少相应机械部件的机械运动，从而提高了制造效率，减少了机械部件的磨损和机械失真，提高了系统的稳定性和打印质量。
如图1和图14所示，一种基于旋转载体的多工位逐层成型系统，包括数据采集组件8和成型部件1，所述数据采集部件与外部的控制系统通信连接；所述成型部件1包括旋转基台11，所述旋转基台11通过旋转升降机构3安装于机架上，清洁部件2设于所述旋转基台11上。
如图14所示，具体的，所述旋转升降机构3包括升降驱动电机，所述升降驱动电机安装于机架上，其输出轴上固接有第一螺杆，所述机架上沿竖直方向上转动安装有第二螺杆32，所述第一螺杆和第二螺杆32呈十字啮合设置，所述机架上固接有壳体33，所述第一螺杆和第二螺杆32安装于所述壳体33内，以避免粉尘等杂质影响啮合精度。
进一步的，所述第二螺杆32的顶部固接有升降平台34，所述升降平台34的中心设有螺孔，所述螺孔与所述第二螺杆32螺纹配合，所述升降平台34上安装有旋转伺服电机36，所述第二螺杆32为空心结构，其内配合插接有中心轴35，所述旋转伺服电机36的输出端上固接有所述中心轴35，所述中心轴35底端穿设于所述第二螺杆32内且转动安装于所述机架上，其顶端穿设过所述旋转伺服电机36且其上固接有所述旋转基台11。所述第二螺杆32可在升降驱动电机驱动下带动升降平台34进行上下运动，所述旋转伺服电机36可驱动所述中心轴35带动所述旋转基台11做间歇旋转运动。
如图2所示，进一步的，所述旋转基台11的上方设有喷射部件4；所述喷射部件4包括刮抹模块41、喷射模块42及固化模块43，所述喷射部件4上设有三个沿旋转基台11旋转方向上并列设置的扇形区域，该三个扇形区域分为固化区域、喷射区域及刮抹区域，所述固化区域、喷射区域及刮抹区域依次沿旋转基台11的旋转方向上排布设置。
如图5所示，具体的，所述固化区域内设有所述固化模块43，所述固化模块43包括固化灯罩431，所述固化灯罩431为扇形结构，其上安装有多个固化元件432，所述固化元件432的固化方式包括但不限于光固化及热固化，其可为紫外灯或卤素灯等，也可为现有的其它光固化、热固化、化学固化、气体固化、激光固化、微波固化、电子束固化中的任意一种方式，根据实际成型需求对应选择相应类型的固化元件432；所述固化元件432呈扇形状排列分布，其沿所述固化灯罩431的扇形区域内由内而外均匀间隔设置有多列。
如图3~4所示，具体的，所述喷射区域内设有所述喷射模块42，所述喷射模块42包括掩膜421，所述掩膜421上安装有喷头422，所述喷头422成组设置，每组喷头422包括一个或多个喷头422，且对应嵌套于单个或者多个组合而成的掩膜421内，所述喷头422上设有喷嘴，所述喷嘴沿所述旋转平台的旋转方向上均匀分布有多列，且对应分布于所述喷射区域内。
进一步的，所述掩膜421罩设于所述喷头422的底部，其上对应所述喷嘴开设有若干列通道槽423，以供所述喷嘴的物料喷出。
如图6~7所示，具体的，所述刮抹区域内设有所述刮抹模块41，所述刮抹模块41包括刮抹罩411，所述刮抹罩411上安装有刮抹件412，所述刮抹件412沿所述旋转基台11的旋转方向上间隔设置有多列，相邻列的刮抹件412呈交错设置；所述刮抹件412可为固接于所述刮抹罩411上的柔性刮板，也可为转动安装于所述刮抹罩上的滚筒。
如图2所示，进一步的，所述清洁部件2安装于所述旋转基台11上，所述旋转基台11上设有喷头清洁区域5、掩膜清洁区域6、喷头停靠区域7三个并列设置的扇形区域，该三个扇形区域依次沿旋转基台11的旋转方向上排布设置。
如图8~10所示，进一步的，所述喷头清洁区域5内安装有喷头清洁模块，所述喷头清洁模块包括喷头清洁罩51，所述喷头清洁罩51为扇形结构，其上设有多个刮拭轨道52，所述刮拭轨道52的数量对应掩膜421上的通道槽423的数量设置，且其沿所述旋转基台11的旋转方向上均匀排列设置；所述刮拭轨道52沿喷头清洁罩51的径向设置，其内滑动安装有刮拭器53，所述刮拭器53可在直线驱动元件的驱动下沿所述刮拭轨道52相对往复移动；所述直线驱动元件为电动滑轨。
具体的，所述刮拭器53通过活动托槽54安装于所述喷头清洁罩51上，所述活动托槽54上连接有旋转驱动件，所述旋转驱动件为步进电机、伺服电机、直流电机中的任意一种，所述旋转驱动件安装于所述直线驱动元件的活动端上，并通过轴承导杆结构导向支撑，所述旋转驱动件的输出端上通过联轴器传动结构连接有所述活动托槽54，所述旋转驱动件可驱动所述刮拭器53转动180度，以使刮拭器53的工作区域浸没于清洗池55内的清洗液中。
进一步的，所述清洗池55位于所述旋转基台11下方，且位于靠近旋转基台11旋转中心的一侧。
如图11~12所示，进一步的，所述掩膜清洁区域6内设有掩膜清洁模块，所述掩膜清洁模块包括掩膜清洁罩61，所述掩膜清洁罩61上固接有弹性清洁条62，所述弹性清洁条62顶端设有斜台，所述弹性清洁条62为弹性橡胶条，所述斜台斜面与旋转基台11旋转方向相背设置。
如图13所示，进一步的，所述喷头停靠区域7内安装有喷头停靠板71，所述喷头停靠板7上设有多列弹性停靠条72，所述弹性停靠条72为弹性橡胶条，所述停靠条对应所述喷嘴排列设置。
具体的，所述数据采集模块用于检测打印运行参数和成型质量参数，所述打印运行参数包括喷头422的打印温度、湿度、压力、打印速度、每层的成型高度等打印参数，以及旋转基台11的转速和位置等运动参数，所述成型质量参数包括层间粘附性、表面光滑度、颜色等质量参数。
进一步的，所述数据采集模块包括传感器网络、编码器及相机，所述传感器网络包括温度传感器、光电传感器、湿度传感器及压力传感器，所述喷射模块42上安装有温度传感器、湿度传感器及压力传感器，以用于监测所述喷头422内的温度、湿度和压力；所述旋转基台11的成型区域处也安装有温度传感器，以用于监测物料在旋转基台11上的成型温度；所述光电传感器安装于所述喷头422一侧，以用于监测打印高度和成型质量。所述编码器为旋转编码器，所述旋转编码器安装于中心轴35上，以用于监测所述旋转基台11的旋转行程和旋转速度。所述相机安装于所述打印区域的上方，以用于捕捉图像传输至控制系统，通过图像分析检测打印产品的外观质量。
进一步的，根据打印材料的特性和所需的打印质量，设置基础参数；所述基础参数包括喷射模块42的打印温度、喷射湿度、喷射压力、打印速度及每层的成型高度等以及旋转基台11的转速；所述打印材料的特性包括材料的粘性、流动性、固化速度等，所述打印质量包括外观质量、成型的精细度及成型面的复杂性。
当打印测试样品时，检测测试样品的成型质量，结合实际打印运行参数和成型质量参数对基础参数进行优化；例如，若发现某些部分的层间附着不良，可以降低打印速度或增加喷嘴温度来改善附着性；
重复进行测试样品打印和参数调整，直到达到所需的打印质量和速度平衡的要求，此时的参数设定作为最优的基础参数进行正式打印。
开始正式打印，通过数据采集模块采集实际的打印参数、运动参数及成型质量参数，将上述参数传输至控制系统，对实际采集到的参数进行数据分析，并根据分析结果对基础参数进行进一步的自适应优化；
所述数据分析包括将数据采集模块采集的参数与预设的理想参数进行比较，分析不同位置上的实际参数变化，然后基于分析结果，利用预设的控制算法对预设的参数的进行调整，通过数据采集模块的信息采集，实现参数的实时调整，得到更稳定和一致的打印质量和速度；例如，通过光电传感器实时检测对应打印层的高度，也可通过相机捕捉图像后传输至控制系统进行图像分析对应层高，将实际测得的每一层的厚度与设定的理想厚度进行比较，若发现某一层的厚度偏离理想值，则控制系统会根据差异量实时调整对应的打印参数和运动参数，以保证后一层的成型厚度的更符合理想值。
具体的，当对打印速度进行调整优化时，根据打印物体的形状和位置，以及根据打印物体的复杂性、精度和表面质量要求，调整每层的打印时间，设定和优化对应的打印速度。例如，对于平坦的区域，适当提高打印速度以加快打印进程，而在细节丰富或曲线部分，适当降低速度以保证更高的成型精度，以保证更好的打印效率和打印质量。
具体的，当对打印温度进行调整优化时，根据打印物体的附着要求进行基台温度的调整，例如，对于大型或高附着性要求的物体，可以适当提高基台温度以增强附着性；根据打印物体体积较小或较精细时，则降低基台温度，以避免过高的基台温度可能导致变形或熔融问题。以适配不同打印物体和旋转基台11的附着性要求。
具体的，当对打印轨迹进行调整优化时，若打印细小部分或需要高精度的区域时，选用更精细的打印轨迹，缩小运动步长，提高打印精度；也可根据打印物体的强度和结构稳定性，选择对用合适的打印轨迹的密集度；例如，打印物体的连接部分或支撑结构时，使用密集的轨迹以提高打印物体的稳定性；此外，对于复杂的打印物体，利用自适应轨迹策略，根据不同区域的打印要求来进行调整轨迹类型。
本发明的具体实施过程如下：在准备打印阶段，喷射区域位于喷头停靠区7；开始打印时，旋转基台11下降至初始高度，同时喷射区域内喷头与喷头停靠区7分离；
控制系统控制旋转基台11的成型区域转动至喷射区域的合适位置时，旋转基台11根据打印轨迹的设定，开始逐步间歇进给运动，同时控制喷射模块42在间歇运动的静止间隙，对应在静止的旋转基台11上进行逐步喷射施料；
单层喷射结束，旋转基台11上的成型区域转动至固化区域时，通过固化模块43对物料进行固化；待固化完成形成半成品后，旋转基台11继续向前转动至刮抹区域时，利用刮抹模块41对半成品进行刮抹平整，此时，即完成一层打印层的成型；在固化和刮抹的过程中，旋转基台11可连续转动，且根据实际的生产需求适应性调整为均速或者差速运动；
重复上述动作，即进行材料的逐层打印。
在系统运行一定时间后，清洁部件旋转至成型部件1下方，喷头清洁罩先旋转至掩膜421下方停止，同时，旋转基台在升降驱动电机的驱动下抬升至合适高度，刮拭件挤压伸入通道槽423内，其在直线驱动元件的驱动下沿刮拭轨道52往复运动，对喷嘴进行对应清洁；接着，掩膜421清洁罩旋转至掩膜421下方，弹性清洁条62挤压且刮动掩膜421表面，对掩膜421进行清洁；当清洁完成后，旋转基台11继续旋转，旋转基台下降至原高度位置，系统继续进行打印加工。
当系统停机时，喷头停靠板旋转至掩膜421下方，旋转升降结构驱动旋转基台上升，弹性停靠条72顶压入通道槽423内，且顶压于喷头上。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，本发明可以用于类似的产品或方法上，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
Claims (10)
1.一种基于旋转载体的多工位逐层成型系统，其特征在于，包括成型部件(1)，所述成型部件(1)包括绕旋转中心做旋转间歇运动的旋转基台(11)，所述旋转基台通过旋转升降机构安装于机架上，所述旋转基台(11)的上方设有用于在旋转基台上施料成型的喷射部件(4)，且其上安装有清洁部件（2）；
所述喷射部件(4)包括刮抹模块(41)、喷射模块(42)及固化模块(43)，所述刮抹模块(41)、喷射模块(42)及固化模块(43)绕所述旋转基台(11)的旋转中心依次排列设置，当喷射模块(42)将材料施加至静止的旋转基台(11)上后，在旋转基台向后连续转动一定角度，固化模块(43)将材料固化成型至半成品，待旋转基台(11)继续连续旋转一定角度后，刮抹模块(41)将固化后的半成品刮抹平整，旋转基台继续向前旋转，完成一圈的旋转周期；
在所述旋转基台每一圈的旋转周期内，所述清洁部件都会经过所述喷射部件的下方；
所述喷射模块(42)包括掩膜(421)，所述掩膜(421)上安装有喷头(422)，所述喷头(422)上设有喷嘴，所述掩膜(421)罩设于所述喷头(422)的底部，其上开设有若干供喷嘴喷射出的材料通过的通道槽(423)；
所述清洁部件(2)包括用于清洁喷头的喷头清洁模块和用于清洁掩膜的掩膜清洁模块；
所述喷头清洁模块包括安装于旋转基台上的喷头清洁罩（51），其上设有若干刮拭轨道(52)，所述刮拭轨道(52)沿喷头清洁罩的径向设置且沿所述旋转基台(11)的旋转方向上均匀设置有多列，所述刮拭轨道(52)对应所述通道槽分别一一对应设置，其上滑动安装有若干刮拭器(53)，所述刮拭器(53)可在驱动元件的驱动下沿所述刮拭轨道(52)相对移动；
当需要对喷射模块进行清洁时，控制旋转基台在旋转至下一个旋转周期前，喷头清洁模块旋转至喷射模块区域下方时停止，旋转基台在旋转升降机构的控制下提升至一定高度，所述刮拭器(53)可在驱动元件的驱动下对喷头进行刮拭清洁；当清洁完成旋转基台继续向前运动，旋转基台下降，进入下一个旋转周期。
2.根据权利要求1所述的一种基于旋转载体的多工位逐层成型系统，其特征在于：所述清洁部件(2)还包括清洗池(55)；所述刮拭器(53)通过活动托槽(54)安装于所述喷头清洁罩（51）上，所述活动托槽(54)上连接有旋转驱动件，所述旋转驱动件可驱动所述刮拭器(53)转动，以使刮拭器(53)的工作区域浸没于清洗液中；所述刮拭轨道为上下开口的通孔结构。
3.根据权利要求1所述的一种基于旋转载体的多工位逐层成型系统，其特征在于：所述掩膜清洁模块包括安装于旋转基台上的掩膜清洁罩（61），所述掩膜清洁罩（61）上安装有弹性清洁条(62) ，所述弹性清洁条(62)的顶端高于所述掩膜(421)的底面。
4.根据权利要求3所述的一种基于旋转载体的多工位逐层成型系统，其特征在于：所述弹性清洁条(62)顶端具有一定斜度，其斜面朝向呈与旋转基台(1)旋转方向反向设置。
5.根据权利要求1所述的一种基于旋转载体的多工位逐层成型系统，其特征在于：所述清洁部件(2)还包括喷头停靠板（71），所述喷头停靠板（71）上设有多列弹性停靠条(72)，所述弹性停靠条（72）对应所述喷嘴排列设置。
6.根据权利要求1所述的一种基于旋转载体的多工位逐层成型系统，其特征在于：所述喷射部件（4）和清洁部件(2)由若干绕旋转基台旋转中心排列设置的扇形区域构成，其上设有对应的功能模块。
7.根据权利要求1~6任意一项所述的一种基于旋转载体的多工位逐层成型系统，其特征在于：还包括数据采集模块，所述数据采集模块与控制系统信号连接，其通过检测获取相应的信息参数并上传至控制系统，所述数据采集模块包括
传感器网络，用于采集对应模块和区域的打印参数；
运动检测元件，用于检测相应运动部件的运动参数；
成型质量检测元件，用于识别旋转基台(11)上材料的成型质量参数；
根据打印材料的特性和打印质量要求进行基础参数的设定调整和进行打印轨迹的设置，数据采集模块在系统运行过程中实时采集实际的打印参数、运动参数及成型质量参数，控制系统对实际的打印参数、运动参数及成型质量参数进行数据分析，并根据分析结果对基础参数进行优化。
8.根据权利要求7所述的一种基于旋转载体的多工位逐层成型系统，其特征在于：所述基础参数的设定调整包括根据材料成型的外观形状和成型位置，以及每层打印层的精度和表面质量要求，设定合适的打印速度和打印温度。
9.根据权利要求7所述的一种基于旋转载体的多工位逐层成型系统，其特征在于：所述基础参数的设定调整包括根据打印物体的附着要求进行基台温度的调整和设定。
10.根据权利要求7所述的一种基于旋转载体的多工位逐层成型系统，其特征在于：所述打印轨迹的设置包括 根据打印部分的成型精度要求和成型体积，以及材料的成型特性，调整喷射模块(42)的打印速度和旋转基台(11)的单位进给转速，以设置旋转基台(11)的运动步长和打印轨迹的密集度。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10265911B1 (en) * | 2015-05-13 | 2019-04-23 | Marvell International Ltd. | Image-based monitoring and feedback system for three-dimensional printing |
| US20190118300A1 (en) * | 2017-08-25 | 2019-04-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Sensing and Control of Additive Manufacturing Processes |
| CN111531876A (zh) * | 2020-02-29 | 2020-08-14 | 湖南大学 | 一种可实现混合材料用的多轴光固化3d打印装置及方法 |
| US20200398477A1 (en) * | 2018-02-23 | 2020-12-24 | Xjet Ltd. | 3d printing of inorganic material in round inkjet printing configuration |
| US20230088152A1 (en) * | 2020-04-27 | 2023-03-23 | Stratasys Ltd. | Service station for a three-dimensional printing system |
| CN220180168U (zh) * | 2023-06-01 | 2023-12-15 | 北京隆源自动成型系统有限公司 | 一种3dp喷墨打印机喷头的冲洗擦拭装置 |
| CN117325454A (zh) * | 2023-11-29 | 2024-01-02 | 杭州云栖交叉技术研究院 | 一种旋转制造系统的成型组件 |
-
2024
- 2024-01-04 CN CN202410008015.6A patent/CN117507354A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10265911B1 (en) * | 2015-05-13 | 2019-04-23 | Marvell International Ltd. | Image-based monitoring and feedback system for three-dimensional printing |
| US20190118300A1 (en) * | 2017-08-25 | 2019-04-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Sensing and Control of Additive Manufacturing Processes |
| US20200398477A1 (en) * | 2018-02-23 | 2020-12-24 | Xjet Ltd. | 3d printing of inorganic material in round inkjet printing configuration |
| CN111531876A (zh) * | 2020-02-29 | 2020-08-14 | 湖南大学 | 一种可实现混合材料用的多轴光固化3d打印装置及方法 |
| US20230088152A1 (en) * | 2020-04-27 | 2023-03-23 | Stratasys Ltd. | Service station for a three-dimensional printing system |
| CN220180168U (zh) * | 2023-06-01 | 2023-12-15 | 北京隆源自动成型系统有限公司 | 一种3dp喷墨打印机喷头的冲洗擦拭装置 |
| CN117325454A (zh) * | 2023-11-29 | 2024-01-02 | 杭州云栖交叉技术研究院 | 一种旋转制造系统的成型组件 |
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