CN205310840U - 一种多材质3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多材质3D打印机，所述3D打印机包括外壳，所述外壳内设有基座、工作台、喷头、三维运动机构、供料单元和储料单元，所述3D打印机与控制器相连，所述基座下设有电源，所述控制器与电源相连，所述三维运动机构通过伺服电机驱动，所述伺服电机与控制器电连接，所述三维运动机构包括X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构；所述喷头上设有进料驱动装置，所述进料驱动装置与控制器电连接；所述供料单元包括若干条导料管，所述导料管一端与喷头相连，另一端与储料单元相连，所述导料管上设有阀门控制器，所述阀门控制器与控制器电连接；所述工作台位于基座上。

Description

一种多材质3D打印机

技术领域

本实用新型属于3D打印机技术领域，尤其涉及一种多材质3D打印机。

背景技术

3D打印机又称三维打印机(3DP)，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机的原理是把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。3D打印机堆叠薄层的形式有多种多样。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料，堆叠薄层的形式有多种多样，可用于打印的介质种类多样，从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。

3D打印的基本原理是分层加工、迭加成形，即通过逐层增加材料来生成3D实体，在进行3D打印时，首先由控制器通过设计、扫描等方式得到待打印物体的三维模型，再通过电脑辅助设计技术(例如CAD)沿某个方向完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，由控制器根据切片生成机器指令，3D打印机根据该机器指令打印出薄型层面，并将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型，形成三维立体实物，完成3D打印。

由于很多产品具有两种以上不同的颜色或者是由两种以上不同材质的材料组成，而现有的3D打印机在打印由多种颜色或多种材料组成的三维产品时需要频繁的更换原料，不仅操作麻烦，而且由于喷头内残料的存在会影响产品的打印质量。同时目前各种快速成型技术均面临快速材料转换的问题，实际的各种零件或产品很少是由单一材料构成的，这就要求3D打印设备可以满足多材料打印的要求，而目前3D打印领域还是重点关注单材料工件，出现的多材料打印，必须将多个打印头排列在一起组装，每个打印头上附带的电机导致了打印头总体尺寸偏大，影响了有效成型尺寸。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种多材质3D打印机，该打印机可实现多类材质的切换，一台打印机可打印出具有多种材质的产品，喷头与多个储料槽相对应，通过喷头的移动以及与阀门控制器的配合，实现了不同打印材质之间的无缝切换。

本实用新型的技术方案为：一种多材质3D打印机，所述3D打印机包括外壳，所述外壳包括前门、后壁和两个侧壁，所述外壳内设有基座、工作台、喷头、三维运动机构、供料单元和储料单元，所述3D打印机与控制器相连，所述基座下设有电源，所述控制器与电源相连，其特征在于，所述三维运动机构通过伺服电机驱动，所述伺服电机与控制器电连接，所述三维运动机构包括X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构，所述X轴运动机构为X轴滑动导轨，所述喷头可左右滑动的设置在X轴滑动导轨上，所述Y轴运动机构包括两个对称设置的Y轴滑动导轨，所述Y轴滑动导轨竖直设置，所述Z轴运动机构包括两个对称设置的Z轴滑动导轨，所述Z轴滑动导轨水平设置，所述Y轴滑动导轨可前后滑动的设置在Z轴滑动导轨上；所述喷头上设有进料驱动装置，所述进料驱动装置与控制器电连接；所述供料单元包括若干条导料管，所述导料管一端与喷头相连，另一端与储料单元相连，所述导料管上设有阀门控制器，所述阀门控制器与控制器电连接；所述工作台位于基座上。

进一步地，所述喷头为压电式喷头。

进一步地，所述外壳为长方体，所述储料单元包括4个储料槽，4个储料槽分别构成外壳的四个立柱，4个喷头分别通过导料管与4个储料槽一一对应。

进一步地，所述储料槽上设有出料口和进料口，所述出料口位于外壳内侧，与导料管相连，所述进料口位于储料槽上方。

进一步地，所述伺服电机位于基座内，所述控制器位于外壳的侧壁外侧。

进一步地，所述控制器采用单片机。

进一步地，所述阀门控制器位于出料口上。

本实用新型的有益效果在于：

1、将进料驱动装置与喷头集成到一起，喷头与多个储料槽相对应，需要切换打印材质时，相应材质的阀门控制器工作，可以实现不同材质之间的无缝切换。

2、材质在进料驱动装置的驱动下，进行打印，阀门控制器位于出料口上，减轻了打印机喷头的重量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的俯视图。

其中：1、前门2、后壁3、基座4、工作台

5、喷头6、控制器7、伺服电机8、X轴滑动导轨

9、Y轴滑动导轨10、Z轴滑动导轨11、进料驱动装置

12、导料管13、阀门控制器14、储料槽

15、进料口16、出料口

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一

一种多材质3D打印机，所述3D打印机包括外壳，所述外壳包括前门1、后壁2和两个侧壁，所述外壳内设有基座3、工作台4、喷头5、三维运动机构、供料单元和储料单元，所述3D打印机与控制器6相连，所述控制器6采用单片机，所述基座3下设有电源，所述控制器6与电源相连，所述三维运动机构通过伺服电机7驱动，所述伺服电机7与控制器6电连接，所述三维运动机构包括X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构，所述X轴运动机构为X轴滑动导轨8，所述喷头5可左右滑动的设置在X轴滑动导轨8上，所述Y轴运动机构包括两个对称设置的Y轴滑动导轨9，所述Y轴滑动导轨9竖直设置，所述Z轴运动机构包括两个对称设置的Z轴滑动导轨10，所述Z轴滑动导轨水平设置，所述Y轴滑动导轨9可前后滑动的设置在Z轴滑动导轨上；所述喷头5为压电式喷头，所述喷头5上设有进料驱动装置11，所述进料驱动装置11与控制器6电连接；所述供料单元包括若干条导料管12，所述导料管12一端与喷头5相连，另一端与储料单元相连，所述导料管12上设有阀门控制器13，所述阀门控制器13与控制器6电连接，所述储料单元包括4个储料槽14，4个储料槽14分别构成外壳的四个立柱，4个喷头5分别通过导料管12与4个储料槽14一一对应，所述储料槽14上设有出料口16和进料口15，所述出料口16位于外壳内侧，与导料管12相连，所述进料口15位于储料槽14上方，所述阀门控制器13位于出料口16上，减轻了打印机喷头的重量，所述伺服电机7位于基座3内，所述控制器6位于外壳的侧壁外侧；所述工作台4位于基座3上。

储料槽不仅可有4个，根据实际需要材质的种类，可以加设储料槽。

利用本实用新型进行3D打印时，首先对物体的图形和材料数据通过计算机软件的处理，设计出需要打印的三维固体实物的立体模型，并沿着与实际铅垂方向对应的计算机内部方向对三维固体实物的立体模型切片分层，得到每层的成型数据。之后，开始打印工作，阀门控制器、伺服电机通过控制器控制，喷头可以在X轴运动机构和Y轴运动机构的带动下进行水平移动，在Z轴运动机构的带动下进行上下移动，当需要切换打印材质时，相应材质的阀门控制器工作，控制材质流动进入喷头，在工作台上逐层打印出3D实物。

实施例二

利用本实用新型进行3D打印电路板时，将所需的材质(如导电油墨等)置于储料槽中，首先印制电路板的图形和材料数据通过计算机软件的处理，设计出需要打印的三维固体实物的立体模型，并沿着与实际铅垂方向对应的计算机内部方向对三维固体实物的立体模型切片分层，得到每层的成型数据。之后，将与材料相对应的图文信息数据输送到对应材料的阀门控制器，喷头在三维运动机构的带动，以及进料驱动装置的作用下，在工作台上逐层打印出所需的电路板。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种多材质3D打印机，3D打印机包括外壳，所述外壳包括前门、后壁和两个侧壁，所述外壳内设有基座、工作台、喷头、三维运动机构、供料单元和储料单元，所述3D打印机与控制器相连，所述基座下设有电源，所述控制器与电源相连，其特征在于，所述三维运动机构通过伺服电机驱动，所述伺服电机与控制器电连接，所述三维运动机构包括X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构，所述X轴运动机构为X轴滑动导轨，所述喷头可左右滑动的设置在X轴滑动导轨上，所述Y轴运动机构包括两个对称设置的Y轴滑动导轨，所述Y轴滑动导轨竖直设置，所述Z轴运动机构包括两个对称设置的Z轴滑动导轨，所述Z轴滑动导轨水平设置，所述Y轴滑动导轨可前后滑动的设置在Z轴滑动导轨上；所述喷头上设有进料驱动装置，所述进料驱动装置与控制器电连接；所述供料单元包括若干条导料管，所述导料管一端与喷头相连，另一端与储料单元相连，所述导料管上设有阀门控制器，所述阀门控制器与控制器电连接；所述工作台位于基座上。

2.根据权利要求1所述的一种多材质3D打印机，其特征在于，所述喷头为压电式喷头。

3.根据权利要求1所述的一种多材质3D打印机，其特征在于，所述外壳为长方体，所述储料单元包括4个储料槽，4个储料槽分别构成外壳的四个立柱，4个喷头分别通过导料管与4个储料槽一一对应。

4.根据权利要求3所述的一种多材质3D打印机，其特征在于，所述储料槽上设有出料口和进料口，所述出料口位于外壳内侧，与导料管相连，所述进料口位于储料槽上方。

5.根据权利要求1所述的一种多材质3D打印机，其特征在于，所述伺服电机位于基座内，所述控制器位于外壳的侧壁外侧。

6.根据权利要求1所述的一种多材质3D打印机，其特征在于，所述控制器采用单片机。

7.根据权利要求4所述的一种多材质3D打印机，其特征在于，所述阀门控制器位于出料口上。