CN206733591U - 全自动3d打印设备以及3d打印系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及3D打印制造技术领域，具体而言，涉及一种全自动3D打印设备以及3D打印系统。其包括控制系统、用于打印模型的打印装置、用于对打印原料进行补充的补料装置和用于检测打印装置内剩余的原料的余量检测传感器。打印装置、补料装置和余量检测传感器均与控制系统通信连接，打印装置分别与补料装置和余量检测传感器连接。其利用传感器感应打印原料的数量，进而能够及时更换或者补充新的打印原料，保证3D打印的连续性，并能提升打印原料的利用率，减少打印原料的浪费。

Description

全自动3D打印设备以及3D打印系统

技术领域

本实用新型涉及3D打印制造技术领域，具体而言，涉及一种全自动3D打印设备以及3D打印系统。

背景技术

目前普通的FDM3D打印设备，只能通过切片软件对模型文件进行切片处理后将文件进行导出，拷贝至SD卡或者U盘中，人工的将SD卡插入设备中，人工选择文件进行加工3D打印，或者通过USB线缆直接连接，且一台电脑只能连接一台3D打印设备。或者通过wifi网络进行任务传输，但都只能是一对一进行传输。3D打印过程中，无法对打印过程中耗材用尽后无法进行自动更换耗材。往往会造成一些余量较少的耗材丝盘不再使用，造成浪费。甚至由于耗材用尽后，更换不及时，造成几十个小时的打印模型报废，形成更大的误工及浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种全自动3D打印设备，其利用传感器感应打印原料的数量，进而能够及时更换或者补充新的打印原料，保证3D打印的连续性，并能提升打印原料的利用率，减少打印原料的浪费。

本实用新型的另一目的在于提供一种3D打印系统，该系统能同时控制多台设备进行打印，同时不需要人为将已打印完成的打印模型从3D打印装置内取出，增加了3D打印的连续性，扩大了生产效率，减少人工成本，提升了3D打印的自动化程度。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种全自动3D打印设备，其包括控制系统、用于打印模型的打印装置、用于对打印原料进行补充的补料装置和用于检测打印装置内剩余的原料的余量检测传感器。打印装置、补料装置和余量检测传感器均与控制系统通信连接，打印装置分别与补料装置和余量检测传感器连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述余量检测传感器为光电开关，光电开关设置在打印装置的出料口处。

在本实用新型较佳的实施例中，上述全自动3D打印设备还包括自动翻新装置，自动翻新装置与控制系统通信连接，自动翻新装置设置在打印装置的喷头下方。

在本实用新型较佳的实施例中，上述自动翻新装置包括循环履带、建模平台。循环履带包括用于承载打印形成的模具的承载面，循环履带与控制系统通信连接，建模平台与承载面连接；建模平台设置在喷头下方。

在本实用新型较佳的实施例中，上述自动翻新装置还包括刮刀，刮刀与循环履带的履带连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述全自动3D打印设备还包括清洗装置。清洗装置与控制系统通信连接，清洗装置与打印装置连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述打印装置包括打印装置本体和挤出装置。挤出装置与控制系统通信连接，挤出装置与打印装置本体连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述全自动3D打印设备还包括自动三维扫描成型装置。自动三维扫描成型装置与控制系统通信连接，自动三维扫描成型装置与打印装置连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述自动三维扫描成型装置包括红外扫描仪、载物台和自动三维扫描成型装置本体。自动三维扫描成型装置本体与打印装置连接，红外扫描仪和载物台均设置于自动三维扫描成型装置本体内，红外扫描仪与控制系统通信连接。

一种3D打印系统，包括上述全自动3D打印设备。

本实用新型实施例全自动3D打印设备的有益效果是：本实用新型的全自动3D打印设备通过控制系统与全自动3D打印设备的各个元件连接，大大提升了全自动3D打印设备的自动化程度，减少人力成本。同时，可仅通过一个控制系统或电脑同时控制多台打印装置、多台清洗装置、多台补料装置和多台自动翻新装置等设备元件，大大减少了人力操作时间。同时，仅一个操作人员便可监控以及操作整个全自动3D打印设备，大大节约了人力成本，继而节约生产成本。同时，利用余量检测传感器和补料装置对打印装置的原料进行检测以及补充，减少打印原料的浪费，保证打印模型的结构的完整性，减少浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的全自动3D打印的流程示意图；

图2为本实用新型第一实施例提供的全自动3D打印设备的结构示意图；

图3为本实用新型第一实施例提供的自动翻新装置的结构示意图；

图4为本实用新型第二实施例提供的全自动3D打印设备的结构示意；

图5为本实用新型第二实施例提供的自动翻新装置的结构示意图。

图标：100a-全自动3D打印设备；100b-全自动3D打印设备；101-打印装置；102-补料装置；103-余量检测传感器；110-自动三维扫描成型装置；111-红外扫描仪；113-载物台；115-自动三维扫描成型装置本体；104-清洗装置；120-自动翻新装置；121-循环履带；123-建模平台；131-打印装置本体；132-挤出装置；133-存料装置；135-喷头；125-刮刀。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

如图1和图2所示，本实施例提供一种全自动3D打印设备100a，其包括控制系统、用于打印模型的打印装置101、用于对打印原料进行补充的补料装置102和用于检测打印装置101内剩余的原料的余量检测传感器103。打印装置101、补料装置102和余量检测传感器103均与控制系统通信连接，打印装置101分别与补料装置102和余量检测传感器103连接。

控制系统(图未示)用于接受相应的信号后输出对应开始或结束信号，使得对应的元件开启或关闭。控制系统是整个全自动3D打印设备100a的核心操作系统，其为全自动3D打印设备100a的自动化提供基础条件。

控制系统内包括多个软件，便于操作员通过控制或调整控制系统内的软件以实现对全自动3D打印设备100a的控制，例如控制系统内包括切片软件、3维模型生成软件等。当开启全自动3D打印设备100a时，利用3维模型生成软件创建需要打印的模型结构，而后切片软件将需要3D打印的模型进行逐一切片，形成切片文件。而后PC端控制软件将任务切片文件逐一与一台或者多台设备进行连接，将切片文件发送给设备，设备只存储最新的一个切片文件。

需要说明的是，需要打印的模型的3维结构可以通过人为直接在电脑软件上进行制作，也可以利用自动三维扫描成型装置110对现有的实际的模型进行扫描得到需要打印的3维结构，而后再利用切片软件进行切片，而后再进行后续的打印。

具体地，自动三维扫描成型装置110与控制系统通信连接，自动三维扫描成型装置110与打印装置101连接。自动三维扫描成型装置110将扫描得到的图形输送到控制系统得到三维结构图，而后控制系统对三维结构图进行切片，而后按照切片的结构进行打印。

具体地，自动三维扫描成型装置110包括红外扫描仪111、载物台113和自动三维扫描成型装置本体115。自动三维扫描成型装置本体115与打印装置101连接，红外扫描仪111和载物台113均设置于自动三维扫描成型装置本体115内，红外扫描仪111与控制系统通信连接。自动三维扫描成型装置本体115为一个长方体，待扫描的物体被放置在载物台113上，而后控制系统控制红外扫描仪111对带扫描物体进行扫描，扫描完成后将物体取出。

需要说明的是，自动三维扫描成型装置110可与打印装置101是分开的两个装置，也可是打印装置101内的一个装置。

得到切片文件后，控制系统控制打印装置101进行打印。具体地，打印装置101可以采用现有的FDM3D打印设备，也可采用其他3D打印设备。本实施例中打印装置101包括打印装置本体131、挤出装置132和存料装置133，存料装置133和基础装置均与打印装置本体131连接，挤出装置132与存料装置133连接。存料装置133用于放置3D打印的各种原料，而挤出装置132用于将打印所需的原料高温熔融后挤出，至打印装置101的喷头135，便于打印装置101进行打印工作。

在3D打印的过程中，可能存在人为对打印耗材的监管不力导致耗材不能及时更换，造成打印模型报废，造成不必要的浪费同时耽误工期。并且打印过程中无法自动更换耗材，使得一些剩余的耗材不能使用，造成不必要的浪费。为了解决这一技术问题，本实施例设置有用于对打印原料进行补充的补料装置102和用于检测打印装置101内剩余的原料的余量检测传感器103。补料装置102和余量检测传感器103均与控制系统通信连接，打印装置101分别与补料装置102和余量检测传感器103连接。

在打印过程中，余量检测传感器103检测到打印装置101内打印原料不足时，向控制系统发出信号，控制系统控制打印装置101停止工作，而后控制系统控制补料装置102对打印装置101进行补料，补料完成后，余量检测传感器103检测向控制系统发出有打印原料的信号，控制系统控制打印设备继续打印。

进一步地，余量检测传感器103为光电开关，光电开关设置在打印装置101的出料口处。具体地，光电开关设置在挤压装置的进料口处。例如，当打印装置101为FDM3D打印设备时，光电开关设置在丝线耗材进丝的导丝管处，当丝线末端穿过光电开关时，即视为耗材用尽，触发更换耗材动作。

进一步地，在补料之前，打印装置101已工作一定时间，其喷头135表面有上一次打印的打印原料的残余物，而更换新的打印原料后，新的打印原料的结构可能与上一次打印的打印原料不同，若使用原有的喷头135或不对原有的喷头135进行清洗，容易造成打印生成的模型结构或者外形发生变化。同时，更换原料时，未进行打印，已熔融进入喷头135的原料容易冷却进而堵塞喷头135。为解决这一技术问题，可更换原有喷头135，但是更换喷头135操作繁琐，打印装置101的喷头135价格昂贵，多购买喷头135增加了生产陈本。因此，为了解决上述技术问题，本实施例采用对喷头135进行清洗，以保证打印的顺利进行。

具体地，全自动3D打印设备100a还包括清洗装置104。清洗装置104与控制系统通信连接，清洗装置104与打印装置101连接。当控制系统控制打印装置101停止打印后，控制系统控制打印装置101将打印装置101的喷头135转移至清洁装置内对喷头135进行清洗，当补料完成后，控制系统控制打印装置101将喷头135重新转移会打印平台上方进行打印。

3D打印设备完成以后，需要人工的将加工完成的模型从3D打印机内的成型平台上取下，再开始第二次的3D打印工作，增加了人力成本，同时不便于操作。为了解决这一技术问题本实用新型实施例设置有自动翻新装置120。具体地，自动翻新装置120与控制系统通信连接，自动翻新装置120设置在打印装置101的喷头135下方。即打印装置101打印的喷头135在自动翻新装置120的上方，打印的模型在自动翻新装置120上，打印装置101打印完成后，控制系统控制自动翻新装置120运动，继而实现对打印完成后的模型的运输以及收集。

进一步地，参见图3，自动翻新装置120包括循环履带121、建模平台123。循环履带121包括用于承载打印形成的模具的承载面，循环履带121与控制系统通信连接，建模平台123与承载面滑动连接；建模平台123与地面固定连接，建模平台123设置在喷头135下方。建模平台123用于支撑打印成的模型，防止循环履带121受到模型的重力而向下凹陷发生形变，保证循环履带121的正常运作。全自动3D打印设备100a工作时，打印装置101的喷头135在建模平台123上方工作，即模型在循环履带121和建模平台123之间的履带上形成，此时，循环履带121处于关闭状态。打印装置101打印完成后，控制系统控制循环履带121运动，继而带动已形成的模型运动，当模型被运输到循环履带121的一端时，模型受到重力以及惯性的作用于循环履带121分离，继而实现对模型的自动运输和收集。

当已打印完成的模型进行运输以及收集完成后，控制系统控制打印设备继续打印，并重复上述步骤，直至打印。

本实用新型提供一种3D打印系统(图未示)，其包括本实施例的全自动3D打印设备100a。

整个全自动3D打印设备的操作过程是：控制系统内的3维制图软件直接进行建模或者控制系统控制自动三维扫描成型装置进行扫描并在控制系统内形成3维结构图。而后控制系统内的切片软件对3维结构图进行切片，控制系统控制打印装置按照切片得到的切片软件进行打印。打印过程中余量检测传感器对打印原料进行检测，当检测到原料不足时，控制系统控制打印装置停止打印，同时补料装置进行补料，并且清洗装置工作对打印装置的喷头进行清洗。而后继续打印，打印完成后利用自动翻新装置对打印完成的模型进行运输。同时控制系统控制重新扫描或者利用制图软件得到新的3维结构图，而后重复上述步骤。

本实用新型的全自动3D打印设备，通过控制系统与全自动3D打印设备的各个元件连接，大大提升了全自动3D打印设备的自动化程度，减少人力成本。同时，可仅通过一个控制系统或电脑同时控制多台打印装置、多台清洗装置、多台补料装置和多台自动翻新装置等设备元件，大大减少了人力操作时间。同时，仅一个操作人员便可监控以及操作整个全自动3D打印设备，大大节约了人力成本，继而节约生产成本。同时，利用余量检测传感器和补料装置对打印装置的原料进行检测以及补充，减少打印原料的浪费，保证打印模型的结构的完整性，减少浪费。而利用自动翻新装置对已打印完成的模型进行运输以及收集，进一步减少了人力成本，提升自动化程度。

第二实施例

参见图4，本实施例提供的全自动3D打印设备100b的结构与第一实施例提供的全自动3D打印设备100a的结构基本一致，区别点在于，本实施例提供的全自动3D打印设备100b控制系统连接的自动翻新装置120、打印装置101和余量检测传感器103均为两台。同时，自动翻新装置120的结构发生变化。

自动翻新装置120、打印装置101和余量检测传感器103均为两台，能够进一步地扩大全自动3D打印设备100b的生产效率，扩大全自动3D打印设备的使用范围。需要说明的是，全自动3D打印设备100b的其他装置和元件也可为多台。

参见图5，由于打印的装置喷射出的原料具有一定温度，而后打印原料在循环履带121在形成模型的过程中与循环履带121接触并发生热交换，打印原料可能会粘附在循环履带121上，模型与循环履带121分离后，粘附在循环履带121上的打印原料若不能被及时清除，可能造成后续打印形成的模型结构发生变化。因此，为了解决这一技术问题，本实用新型的自动翻新装置120还包括刮刀125，刮刀125与循环履带121的履带连接。刮刀125与循环履带121作用刮除循环履带121上粘附的打印原料，保证了后续打印形成的模型的结构的完整性以及准确性。

综上所述，本实用新型的全自动3D打印设备通过控制系统与全自动3D打印设备的各个元件连接，大大提升了全自动3D打印设备的自动化程度，减少人力成本。同时，可仅通过一个控制系统或电脑同时控制多台打印装置、多台清洗装置、多台补料装置和多台自动翻新装置等设备元件，大大减少了人力操作时间。同时，仅一个操作人员便可监控以及操作整个全自动3D打印设备，大大节约了人力成本，继而节约生产成本。同时，利用余量检测传感器和补料装置对打印装置的原料进行检测以及补充，减少打印原料的浪费，保证打印模型的结构的完整性，减少浪费。而利用自动翻新装置对已打印完成的模型进行运输以及收集，进一步减少了人力成本，提升自动化程度。利用刮刀对循环履带上粘附的打印原料进行清除，保证了后续打印的模型的结构的完整性和准确性，提升全自动3D打印设备的生产效率。

上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全自动3D打印设备，其特征在于，包括控制系统、用于打印模型的打印装置、用于对打印原料进行补充的补料装置和用于检测打印装置内剩余的原料的余量检测传感器；所述打印装置、所述补料装置和所述余量检测传感器均与所述控制系统通信连接，所述打印装置分别与所述补料装置和所述余量检测传感器连接。

2.根据权利要求1所述的全自动3D打印设备，其特征在于，所述余量检测传感器为光电开关，所述光电开关设置在所述打印装置的出料口处。

3.根据权利要求1所述的全自动3D打印设备，其特征在于，所述全自动3D打印设备还包括自动翻新装置，所述自动翻新装置与所述控制系统通信连接，所述自动翻新装置设置在所述打印装置的喷头下方。

4.根据权利要求3所述的全自动3D打印设备，其特征在于，所述自动翻新装置包括循环履带、建模平台；所述循环履带包括用于承载打印形成的模具的承载面，所述循环履带与所述控制系统通信连接，所述建模平台与所述承载面连接；所述建模平台设置在所述喷头下方。

5.根据权利要求4所述的全自动3D打印设备，其特征在于，所述自动翻新装置还包括刮刀，所述刮刀与所述循环履带的履带连接。

6.根据权利要求1所述的全自动3D打印设备，其特征在于，所述全自动3D打印设备还包括清洗装置，所述清洗装置与所述控制系统通信连接，所述清洗装置与所述打印装置连接。

7.根据权利要求1所述的全自动3D打印设备，其特征在于，所述打印装置包括打印装置本体和挤出装置，所述挤出装置与所述控制系统通信连接，所述挤出装置与所述打印装置本体连接。

8.根据权利要求1所述的全自动3D打印设备，其特征在于，所述全自动3D打印设备还包括自动三维扫描成型装置，所述自动三维扫描成型装置与所述控制系统通信连接，所述自动三维扫描成型装置与所述打印装置连接。

9.根据权利要求8所述的全自动3D打印设备，其特征在于，所述自动三维扫描成型装置包括红外扫描仪、载物台和自动三维扫描成型装置本体，所述自动三维扫描成型装置本体与所述打印装置连接，所述红外扫描仪和所述载物台均设置于所述自动三维扫描成型装置本体内，所述红外扫描仪与所述控制系统通信连接。

10.一种3D打印系统，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的全自动3D打印设备。