CN204869666U - 一种制造编织型布面料的3d打印装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制造编织型布面料的3D打印装置，属于FDM型3D打印领域，包括：热熔腔体、挤压泵、长距离排列多孔喷头、旋转电机、Z轴升降台。在X轴上设置Z轴升降台上，热熔腔体、挤压泵、长距离排列多孔喷头、旋转电机安置在Z轴升降台上，热熔腔体和挤压泵的上端固定弹性软管，下端安装长距离排列多孔喷头。本实用新型通过长距离排列多孔喷头挤出平行熔丝线，使每条线和另外的线不断上下环环相扣形成错综交错编织，成型了单层编织型布面料，从而使利用3D打印技术低成本直接生产服饰穿戴类产品成为可能。

Description

一种制造编织型布面料的3D打印装置

技术领域

本发明涉及一种3D打印制造技术的领域，更具体地说，是涉及一种实现3D打印编织型布面料的装置。

背景技术

目前FDM型的3D打印机因挤出机结构的问题，只能使用少数几种材料，也只能打印模型级别的产品，且一个喷头为一个喷嘴孔，打印时一条条粘合在一起，一层层依次逐步堆积制造，也只能每层打印完了，再打印下一层，每条线平行紧靠着排列，使目标物品每个层次非常明显，无法实现多条线同时打印，无法方便的实现每条线的交叉叠加，无法方便的实现纵横交错的编织，因此也无法3D打印制作布面料。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明为一种制造编织型布面料的3D打印装置，在3D打印机工作时，多条线同时打印，提高了打印速度，并且每条线相隔一定的距离，反复的一纵后再一横交错叠加直至完成一个层面，交叉点形成牢固的结点，每条线和另外的线不断上下环环相扣，多层次交叉合成一个层面的布面料，实现3D打印制造编织布面料。

技术方案

为达到上述目的，本发明提供以下的技术方案。

一种制造编织型布面料的3D打印装置，包括：热熔腔体、挤压泵、长距离排列多孔喷头、旋转电机、Z轴升降台。其中，由热熔腔体、挤压泵、长距离排列多孔喷头、旋转电机，共同构成打印头。热熔腔体配置发热管、温度传感器，挤压泵配置挤压电机。3D打印机由X轴、Y轴、Z轴三维定位实现立体打印，在X轴上设置Z轴升降台，Z轴升降台通过固定架连接该打印头。3D打印机框架上固定弹性软管的一头，打印头的热熔腔体和挤压泵的上端固定弹性软管的另一头，热熔腔体和挤压泵的下端安装长距离排列多孔喷头。

所述的长距离排列多孔喷头为3D打印编织型布面料时使用的喷头，在挤压泵和热熔腔体下端设置母喷嘴，长距离排列多孔喷头作为子喷嘴套接在母喷嘴上。长距离排列多孔喷头上面设置一排微型孔，每个微型孔相隔一定的距离L，微型孔一直排列到喷头的边沿的位置，喷头挤出熔丝线后分批次交叉，线与线不同方向的环环相扣形成错综交错编织。

下面以制造编织型布面料的过程为例，描述以下具体方案。

在3D打印时，制造布面料的原始材料、添加剂、颜料送入弹性软管，该软管上头固定在3D打印机架构上，下端固定在打印头热熔腔体上，利用打印头来回的移动，牵引软管同时抖动，使粒子颗粒自动向下滑动而实现连续补充输送加热腔体直接热熔后，由挤压方式的挤压泵输出热熔材料，通过长距离排列的多孔喷头挤出熔丝，3D打印机控制系统牵引喷头在X轴Y轴方向精确的移动，因该喷头上为一排的微型孔，且每个微型孔相隔一定的距离，所以打印出的为一排稀疏的平行线熔丝，平行线的间距为L，往复多次，多排平行线相拼起来即形成一个平行线组成的一个层线，且每个线的间隔相等，从而完成第一次层线打印，即形成一编线层。

然后通过Z轴抬升打印头，同时打印头正方向旋转一定的角度，比如90°，以相同的方式在第一次层线上面打印第二次层线，形成二编线层，第二次层线同样为一层稀疏的平行线熔丝，第二次层线在交叉遇到第一次层线的线时，因挤出材料的热熔特性，形成一个个融合为一体的牢固的结点。除了微凸的结点外，在中间的间隔处，第二次的层线因自身热熔特性而下垂到第一次层线相同的高度，从而使第二次的层线和在结构上依然合并在第一个层面里。

接着打印头反方向旋转相同的角度，在第一次层线横向起点的坐标位置，沿第一次层线垂直方向上向内平移一个孔径以上的固定距离L1，紧挨着第一次的层线边上打印第三次层线，形成三编线层，该平移的固定距离即为布面料的线间隔L1，第三次的层线和第一次的层线平行，第三次的层线和第二次的层线交叉，形成和上次微凸结点在相同高度的结点，同时在中间的间隔处，第三次的层线因自身热熔特性而下垂到第一个面层相同的高度，从而使第三次的层线和在结构上依然合并在第一个层面里。

然后打印头再正方向旋转相同的角度，在第二次层线纵向起点的坐标位置，沿第二次层线垂直方向上向内平移一个孔径以上的固定距离L1，紧挨着第二次的层线边上打印第四次层线，且第四次的层线和第一，第三次的层线交叉，同样结果合并在第一个层面里，形成四编线层。

依次类推打印每次层线时打印头正反旋转相同的角度，每个奇数层线平行，每打印一个奇数层线，打印头都沿该层线垂直方向继续再平移线间隔L1，且每个奇数层线打印时的横向起点连成一直线；每个偶数层线平行，每打印一个偶数层线，打印头都沿该层线垂直方向方向继续再平移线间隔L1，且每个偶数层线打印时的纵向起点连成一直线。以此方式，直至纵向和横向的平行线间的间隔被打印填满，即整层排满熔丝线，从而完成了单层编织型布面料3D打印制造。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果。

3D打印机通过长距离排列多孔喷头挤出多条线，分批次的线条错综交错、环环相扣，交叉点热熔成结点，使所有线条牢固得结合在一起，不光使布面料层实现编织效果，同时抗拉性也大大提高，打印速度也大大提高，使3D打印机可实现直接生产布面料，从而使低成本直接生产服饰穿戴类产品成为可能。

附图说明

图1是本发明的一种制造编织型布面料的3D打印装置的剖视图。

图2是本发明的长距离排列多孔喷头的分解图。

图3是本发明的实施中的挤出熔丝的一编线层。

图4是本发明的实施中的挤出熔丝的二编线层。

图5是本发明的实施中的挤出熔丝的三编线层。

图6是本发明的实施中的挤出熔丝的四编线层。

图7是本发明的实施完的单层交叉编织型布面料。

图8是本发明的装置构成打印头的剖视图。

1-热熔腔体，2-挤压泵，3-长距离排列多孔喷头，4-挤压电机，5-X轴Y轴架构，6-发热管，7-温度传感器，9-边沿，10-微型孔，11-平行线熔丝，12-L距离，13-横向起点，14-L间距，15-Z轴升降台，16-弹性软管，17-Z轴电机，19-固定架，20-旋转电机，21-结点，22-L1线间隔，23-交叉编织结构，31-母喷嘴，126-纵向起点。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

一种制造编织型布面料的3D打印装置，包括：热熔腔体1、挤压泵2、长距离排列多孔喷头3、旋转电机20、Z轴升降台15。其中，由挤压泵2、热熔腔体1、长距离排列多孔喷头3、旋转电机20共同组成打印头（图8）。3D打印机框架上架设Z轴升降台15，Z轴升降台15上由Z轴电机17连接的丝杆上配置固定架19，固定架19固定旋转电机20，并连接该打印头（图8）。

热熔腔体1上方连接弹性软管16的一头，弹性软管16另一头固定在3D打印机X轴Y轴架构5顶上的框架上，热熔腔体1边设置发热管6和温度传感器7，为发热腔体，弹性软管16由打印头来回的抖动作为自身输送的动力源，滑入的粒子颗粒在热熔腔体1热熔。

挤压泵2为螺杆泵或齿轮泵的压力泵装置，挤压泵2与热熔腔体1于合为一体，上部设置挤压电机4。在挤压泵2和热熔腔体1下端设置母喷嘴31，长距离排列多孔喷头3作为子喷嘴套接在母喷嘴31上。长距离排列多孔喷头3上面设置一排微型孔10，每个微型孔10相隔的距离大于2倍微型孔孔径的长度，为L距离12，微型孔10一直排列到喷头面的边沿9的位置。

下面结合制造编织型布面料的过程为实施例，对本发明的3D打印装置进一步描述。

在3D打印时，制造布面料的原始材料、添加剂、颜料送入弹性软管16，该弹性软管16上头固定在3D打印机架构上，下端固定在热熔腔1上，利用打印头来回的移动，牵引软管同时抖动，使粒子颗粒自动向下滑动而实现连续补充，输送到热熔腔1直接热熔后，由挤压泵2的挤压输出热熔材料，通过长距离排列的多孔喷头3挤出熔丝，3D打印机控制系统牵引打印头（图8）在X轴Y轴方向精确的移动，因长距离排列的多孔喷头3上为一排的微型孔10，且每个微型孔10相隔固定的L距离12，所以打印出的为一排稀疏的平行线熔丝11，平行线同样为L间距14，往复多次，多排相拼起来即形成由平行线组成的足够宽的一编线层（图3），且每个线的间隔相等。

然后通过Z轴控制台15抬升打印头（图8），同时打印头（图8）由旋转电机20旋转一定的角度，比如90°，以相同的方式开始打印第二次层线，形成二编线层（图4），第二次层线同样为一层稀疏的平行线熔丝11，第二次打印在交叉遇到第一次层线的平行线熔丝11时，因挤出材料的热熔特性，形成一个个融合为一体的牢固的结点21，除了微凸的结点21外，在中间的间隔处，第二次的层线因自身热熔特性而下垂到第一次层线相同的高度，从而使第二次的层线和在结构上依然合并在第一个层面里。

打印头（图8）由旋转电机20反方向旋转相同的角度，长距离排列的多孔喷头3在第一次层线横向起点13的坐标位置，沿第一次层线垂直方向上向内平移一个孔径以上的L1固定距离22，紧挨着第一次的层线边上开始，由长距离排列多孔喷头3挤出的平行线熔丝11打印第三次层线，该平移的固定距离即为布面料的L1线间隔22，第三次的层线和第一次的层线平行，形成三编线层（图5），第三次的层线和第二次的层线交叉，形成和上次微凸结点在相同高度的结点，同样在中间的间隔处，第三次的层线因自身热熔特性而下垂到第一个面层相同的高度，从而使第三次的层线和在结构上依然合并在第一个层面里。

接着打印头（图8）再正方向旋转相同的角度，在第二次层线纵向起点126的坐标位置，沿第二次层线垂直方向上向内平移一个孔径以上的固定距离L1，紧挨着第二次的层线边上打印第四次层线，且第四次的层线和第一，第三次的层线交叉，形成四编线层（图6）。

依次类推打印每次层线时打印头正反旋转相同的角度，每个奇数层线平行，每打印一个奇数层线，打印头都沿该层线垂直方向继续再平移线间隔L1，且每个奇数层线打印时的横向起点13连成一直线；每个偶数层线平行，每打印一个偶数层线，打印头都沿该层线垂直方向方向继续再平移线间隔L1，且每个偶数层线打印时的纵向起点126连成一直线。以此方式，直至纵向和横向的平行线间的间隔被打印填满，即整层排满熔丝线，使每根熔丝线通过结点21牢固熔接时同时形成交叉编织结构23，从而完成了单层编织型布面料（图7）3D打印制造。

以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种制造编织型布面料的3D打印装置，其特征在于：包括热熔腔体、挤压泵、长距离排列多孔喷头、旋转电机、Z轴升降台，其中，由热熔腔体、挤压泵、长距离排列多孔喷头、旋转电机共同构成打印头，在X轴上设置Z轴升降台，Z轴升降台通过固定架连接该打印头，3D打印机框架上固定弹性软管的一头，打印头的热熔腔体和挤压泵的上端固定弹性软管的另一头，热熔腔体和挤压泵的下端安装长距离排列多孔喷头。

2.根据权利要求1所述的一种制造编织型布面料的3D打印装置，其特征在于：所述的热熔腔体，为发热腔体，内置发热器件和温度传感器，弹性软管由打印头来回的抖动作为自身输送的动力源，滑入的粒子颗粒在热熔腔体热熔。

3.根据权利要求1所述的一种制造编织型布面料的3D打印装置，其特征在于：所述的挤压泵，为螺杆泵或齿轮泵的压力泵装置。

4.根据权利要求1所述的一种制造编织型布面料的3D打印装置，其特征在于：所述的长距离排列多孔喷头，为3D打印编织型布面料时使用的喷头，在挤压泵和热熔腔体下端设置母喷嘴，长距离排列多孔喷头作为子喷嘴套接在母喷嘴上，长距离排列多孔喷头上面设置一排微型孔，每个微型孔相隔的距离大于2倍微型孔孔径的长度，微型孔一直排列到喷头面的边沿的位置。