CN207290926U - 3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种3D打印设备。本实用新型的3D打印设备，包括可绕自身的中轴线旋转的旋转平台、用于在所述旋转平台上打印待打印物体的打印头和用于校平待打印物体层表面的校平装置，所述打印头和所述校平装置均位于所述旋转平台上方，所述校平装置包括第一校平组件，所述打印头可相对于旋转平台在所述旋转平台的旋转平面上移动，所述打印头和所述第一校平组件均与所述中轴线之间具有避让间距，所述校平装置还包括第二校平组件，所述第二校平组件和所述打印头固定连接，所述第二校平组件的运动轨迹经过所述中轴线。本实用新型在打印和校平时能够覆盖3D打印设备的旋转平台的中心区域，不存在打印死角或盲区。

Description

3D打印设备

技术领域

本实用新型涉及3D打印领域，尤其涉及一种3D打印设备。

背景技术

随着科技的不断发展，3D打印的应用越来越广阔。3D打印(Three-DimensionalPrinting，简称3DP)技术是通过将模型分层，在支撑平台上逐层打印，然后多层叠加最终制成目标3D物体的立体构造技术，包括熔融沉积(Fused Deposition Modeling，FDM)技术、立体光固化(Stereo Lithography Apparatus，SLA)技术、选择性激光烧结(Selective LaserSintering，SLS)技术、数字光处理(Digital Light Processing，DLP)技术、分层实体制造(Laminated Object Manufacturing，LOM)技术、喷墨技术等。图1是现有技术中常用的3D打印机的工作原理示意图。如图1所示，一般的，3D打印机的打印头在进行打印时，在X轴方向，需要经过加速、匀速、减速、停止四个阶段，而打印头仅工作在匀速阶段，然后Y轴移动，再X轴加速、匀速、减速、停止，直至完成一个层的打印工作。

目前，为了提高3D打印速度，出现了一种具有旋转圆盘的3D打印机。图2是现有技术中一种带有旋转圆盘的3D打印机的打印头的移动示意图。图3是现有技术中一种带有旋转圆盘的3D打印机的结构示意图。如图2和图3所示，该3D打印机包括打印头1、旋转圆盘2、校平装置3、固化装置4，旋转圆盘2、校平装置3、固化装置4均设置在打印头上方，打印头1、校平装置3和固化装置4成不同角度设置。打印头、校平装置和固化装置，三者均设置在支撑平台上方，校平装置的设置位置比打印头的设置位置略低，以在打印过程中对层进行校平。在进行每一层的打印时，随着旋转圆盘2的转动，打印头1相对于旋转圆盘2会在周向上相对移动，从而在旋转圆盘的周向上进行打印。

然而，由于打印头和校平装置均具有一定长度，这样在排布打印头和校平装置时，两者通常在旋转圆盘的中心位置会存在干涉，导致旋转圆盘中心所在的区域无法被打印头覆盖或者被校平。

实用新型内容

本实用新型提供一种3D打印设备，在打印和校平时能够覆盖3D打印设备的旋转平台的中心区域，不存在打印死角或盲区。

一方面，本实用新型提供一种3D打印设备，包括可绕自身的中轴线旋转的旋转平台、用于在旋转平台上打印待打印物体的打印头和用于校平待打印物体层表面的校平装置，打印头和校平装置均位于旋转平台上方，校平装置包括第一校平组件，打印头可相对于旋转平台在旋转平台的旋转平面上移动，打印头和第一校平组件均与中轴线之间具有避让间距，校平装置还包括第二校平组件，第二校平组件和打印头固定连接，第二校平组件的运动轨迹经过中轴线。

可选的，第二校平组件的至少一个端部与中轴线的距离大于或等于第一校平组件均与中轴线之间的避让间距。

可选的，打印头在相对于旋转平台移动时，打印头的至少一个喷嘴经过中轴线。

可选的，打印头和第一校平组件位于旋转平台的周向上的不同位置。

可选的，第一校平组件包括可绕自身轴线滚动的第一校平辊，第一校平辊沿轴向方向呈圆台状，且第一校平辊的小端朝向旋转平台的中轴线，第一校平辊的大端朝向旋转平台的边缘。

可选的，第二校平组件包括可绕自身轴线滚动的第二校平辊，第二校平辊为圆柱状，且第二校平辊的轴向方向与旋转平台的径向方向平行。

可选的，第二校平辊的滚动速度与旋转平台的对应第二校平辊的远离中轴线的一端的位置的线速度相匹配。

可选的，第一校平辊和第二校平辊的长度之和大于旋转平台的半径。

可选的，第一校平组件和第二校平组件均位于旋转平台上方的相同高度处。

可选的，打印头为多个，多个打印头包括第一打印头和第二打印头，第一打印头的喷嘴与第二打印头的喷嘴所喷出的材料相同或不同。

可选的，第一打印头和第二打印头分别位于中轴线的两侧。

可选的，打印头在旋转平台的旋转平面上的移动方向包括沿旋转平台的径向和沿与旋转平台的径向垂直的方向。

可选的，3D打印设备还包括固化装置，固化装置位于旋转平台的上方。

可选的，打印头、第一校平组件和固化装置之间两两所成的角度均大于0°且小于180°。

另一方面，本实用新型提供一种3D打印方法，应用于如上所述的3D打印设备，3D打印设备中包括旋转平台和打印头，3D打印方法包括：

对待打印物体进行分层处理，以得到待打印物体的多个层数据；

分别根据每个层数据执行多个子打印过程，以打印层数据对应的层，其中，每个子打印过程中，旋转平台旋转一周且打印头的位置不变，在至少一个子打印过程中，打印头的喷嘴经过旋转平台的中轴线；

将所有层叠加以得到待打印物体。

可选的，分别根据每个层数据执行多个子打印过程，以得到层数据对应的层的步骤，具体包括：

A、在打印头的当前的初始位置，执行一个子打印过程；

B、根据层数据将打印头移动至下一个初始位置；

重复上述步骤A和B，直至层数据对应的层打印完成。

可选的，在不同的子打印过程进行打印的打印头不同。

可选的，在同一个子打印过程中具有至少两个打印头同时进行打印。

可选的，打印头在不同子打印过程中的初始位置相同。

可选的，打印头在不同子打印过程中的初始位置不同。

可选的，根据层数据将打印头移动至下一个初始位置的步骤，具体包括：在旋转平台的旋转平面上沿与旋转平台的径向方向移动打印头，以使打印头的喷嘴阵列与旋转平台的径向对齐。

可选的，根据层数据将打印头移动至下一个初始位置的步骤，具体包括，在旋转平台的旋转平面上沿与旋转平台的径向垂直的方向移动打印头，以使打印头的喷嘴阵列与旋转平台的径向对齐。

本实用新型的3D打印设备包括可绕自身的中轴线旋转的旋转平台、用于在旋转平台上打印物体的打印头和用于校平待打印物体层表面的校平装置，打印头和校平装置均位于旋转平台上方，校平装置包括第一校平组件，打印头可相对旋转平台在旋转平台的旋转平面上移动，打印头和第一校平组件均与中轴线之间具有避让间距，校平装置还包括第二校平组件，第二校平组件和打印头固定连接，第二校平组件的运动轨迹经过中轴线。这样在打印时，打印头可以移动，以覆盖旋转平台的中心位置，且校平装置能够对旋转平台的包括中心位置的各区域进行校平，从而在打印和校平时均不存在盲区。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中常用的3D打印机的工作原理示意图；

图2是现有技术中一种带有旋转圆盘的3D打印机的打印头的移动示意图；

图3是现有技术中一种带有旋转圆盘的3D打印机的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的3D打印设备的各组件的平面关系示意图；

图5是本实用新型实施例一提供的3D打印设备的结构示意图；

图6是本实用新型实施例一提供的3D打印设备中打印头相对于旋转平台沿径向移动的第一种位置示意图；

图7是本实用新型实施例一提供的3D打印设备中打印头相对于旋转平台沿径向移动的第二种位置示意图；

图8是本实用新型实施例一提供的3D打印设备中打印头、第二校正组件以及旋转平台之间的平面关系示意图；

图9是本实用新型实施例二提供的3D打印设备的结构示意图；

图10是本实用新型实施例二提供的3D打印设备的侧视示意图；

图11是本实用新型实施例二提供的3D打印设备中第二校平组件相对于旋转平台的平面位置示意图；

图12是本实用新型实施例二提供的3D打印设备的打印头相对于旋转平台沿垂直于径向方向移动的第一种位置示意图；

图13是本实用新型实施例二提供的3D打印设备的打印头相对于旋转平台沿垂直于径向方向移动的第二种位置示意图；

图14是本实用新型实施例二提供的3D打印设备的打印头相对于旋转平台沿径向移动的第一种位置示意图；

图15是本实用新型实施例二提供的3D打印设备的打印头相对于旋转平台沿径向移动的第二种位置示意图；

图16是本实用新型实施例三提供的3D打印方法的流程示意图；

图17是本实用新型实施例四提供的3D打印方法中第一种分配材料方式的初始位置示意图；

图18是本实用新型实施例四提供的3D打印方法中第二种分配材料方式的初始位置示意图。

附图标记说明：

1、21、31—打印头；

2—旋转圆盘；

3—校平装置；

4、24、34—固化装置；

22、32—旋转平台；

23、33—第一校平组件；

25、35—第二校平组件；

26—中心位置；

311—第一喷嘴阵列；

312—第二喷嘴阵列；

21’—第二打印头。

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。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。

实施例一

图4是本实用新型实施例一提供的3D打印设备的各组件的平面关系示意图。图5是本实用新型实施例一提供的3D打印设备的结构示意图。如图4和图5所示，本实施例提供的3D打印设备，包括可绕自身的中轴线旋转的旋转平台22、用于在旋转平台22上打印物体的打印头21和用于校平待打印物体层表面的校平装置，打印头21和校平装置均位于旋转平台22上方，校平装置包括第一校平组件23，打印头21可相对于旋转平台22在旋转平台22的旋转平面上移动，打印头21和第一校平组件23均与中轴线之间具有避让间距，校平装置还包括第二校平组件25，第二校平组件25和打印头21固定连接，第二校平组件25的运动轨迹经过中轴线。

其中，3D打印设备中的旋转平台22上可以用于堆积3D打印材料，以形成待打印物体。3D打印设备在打印时，首先将待打印物体的模型进行分层处理，以得到每一层的层数据，然后利用打印头21和旋转平台22配合，以分别进行每一层的打印过程。在每一层打印完成后，旋转平台22会沿轴向下降预设高度，以使打印头21在上一层的基础上进行下一层打印。具体的，在进行每一层的打印过程中，旋转平台22会不断绕自身轴心旋转，而打印头21和校平装置均可以保持不动，这样仅需要旋转平台22自身的运动，即可保证打印头21相对转动至旋转平台22上对应的位置，并喷出打印材料进行打印，而打印头21在该位置打印完成后，校平装置可以对打印材料进行校平，当旋转平台22旋转时，校平装置即可将打印材料顶部的多余材料除去，以方便进行下一层的打印。

具体的，打印头21位于旋转平台22的上方，且打印头21的长度方向一般沿着旋转平台22的径向设置，这样旋转平台22旋转时，打印头21即可随着旋转平台22的转动而覆盖旋转平台22的周向范围。打印头21可相对于旋转平台22在旋转平台22的旋转平面上移动，例如相对于旋转平台22沿旋转平台22的径向方向移动，这样打印头21的喷嘴可以经过旋转平台22的中轴线，以保证对旋转平台22中心位置也能进行打印作业。此外，为了保证打印头21对于旋转平台22中心位置的覆盖，打印头21在沿径向平移时，打印头21的至少一个喷嘴应经过中轴线。图6是本实用新型实施例一提供的3D打印设备中打印头相对于旋转平台沿径向移动的第一种位置示意图。图7是本实用新型实施例一提供的3D打印设备中打印头相对于旋转平台沿径向移动的第二种位置示意图。如图6和图7所示，打印头21相对于旋转平台22径向移动至图示位置时，打印头21上的多个喷嘴处于旋转平台22的中心位置26上方，并分配打印材料至中心位置26上，在旋转平台22的旋转和打印头21相对于旋转平台22的径向移动下，至此，打印头21完成对中心位置26的打印工作。

为了避免和打印头干涉，且打印头21和第一校平组件23均与旋转平台22的中轴线之间具有避让间距，这样打印头21和第一校平组件23会和中轴线之间形成一个空白的中心位置，第一校平组件23无法对该中心位置内进行校平作业。因而校平装置还包括有第二校平组件25，第二校平组件25和打印头21连接，因而打印头21运动时，第二校平组件25也可以跟随运动，且第二校平组件25的运动轨迹经过旋转平台22的中轴线。这样旋转平台22旋转时，第二校平组件25可随打印头21的运动而对旋转平台22的中心位置26进行校平作业。这样，校平装置中的第一校平组件23和第二校平组件25可分别对旋转平台22的不同位置进行校平；其中，第一校平组件23主要对旋转平台22上除中心位置26以外的第一区域进行校平，而第二校平组件25主要对旋转平台22的中心位置26，也就是第二区域进行校平。具体的，在本实施例中，在进行打印时，第一校平组件23固定不动，第二校平组件25与打印头21随动，在打印头21上的喷嘴处于旋转平台22的中心位置26上方时，第二校平组件25优选的校平部分第一区域和部分第二区域，在旋转平台22的旋转和第二校平组件25相对于旋转平台22的径向移动下，第二校平组件25可以校平剩余的第二区域，这样第二校平组件25就可完成对中心位置26的校平工作。

可选的，为了保证校平装置对旋转平台22的中心位置26的覆盖，第二校平组件25的至少一个端部与中轴线的距离一般大于或等于第一校平组件23均与中轴线之间的避让间距。这样即使打印头21不沿旋转平台22的径向移动，第二校平组件也25可以有效弥补第一校平组件23与旋转平台22中轴线之间的避让间隙，从而可以保证对包括中心位置26在内的旋转平台22的各部分进行校平。其中，第一校平组件23和第二校平组件25均位于旋转平台22上方的相同高度处，以保证校正效果完整统一。

可选的，校平装置中的第一校平组件23和打印头21位于旋转平台22周向上的不同位置，这样打印头21和第一校平组件23之间错开排布，避免了第一校平组件23在校平时带走过多的打印材料。

为了进行校平工作，第一校平组件23可以包括可绕自身轴线滚动的第一校平辊，其中，因为第一校平辊的两端通常分别位于旋转平台22的靠近中央和靠近边缘的部分，所以第一校平辊在旋转时，为了配合旋转平台22不同部位的不同的线速度，第一校平辊沿轴向方向可呈圆台状，且第一校平辊的小端朝向旋转平台22的中轴线，第一校平辊的大端朝向旋转平台的边缘。第一校平辊的侧面16与旋转平台22平行，绕自身轴中心14旋转，从而可以去除在待打印物体的层表面上的多余的打印材料，第一校平辊的旋转速度适配旋转平台22的旋转速度，以保证能够带走适量的打印材料，避免影响打印精度。

而第二校平组件25包括可绕自身轴线滚动的第二校平辊，第二校平辊为圆柱状，且第二校平辊的轴向方向与旋转平台22的径向方向平行。由于第二校平辊位于旋转平台22的中心位置26，所以不同于第一校平辊的圆台结构，第二校平辊为圆柱结构的校平辊，绕自身轴中心17旋转，且第二校平辊自身的旋转速度在圆柱侧面处处相同，若其旋转速度以圆柱中心适配所对应的旋转平台22的旋转速度，在圆柱边缘将可能存在旋转速度不足导致带不走层表面多余材料的情况发生，影响打印精度。因此，第二校平辊的滚动速度与旋转平台的对应第二校平辊的远离中轴线的一端的位置的线速度相匹配。这样第二校平辊的滚动速度与旋转平台的远端的线速度相匹配，从而保证校平效果。

为了保证校平装置的覆盖范围，第一校平辊和第二校平辊的长度之和大于旋转平台22的半径。这样当旋转平台22旋转时，第一校平辊和第二校平辊能够覆盖旋转平台22的整个面积，从而保证对于旋转平台22上任意部位均具有校平功能。

此外，为了对打印材料进行固化，本实施例的3D打印设备还可以包括固化装置24，固化装置24位于旋转平台22的上方。固化装置24可以对位于旋转平台22上的打印层进行照射，以固化打印层。

进一步的，打印头21、第一校平组件23和固化装置24之间两两所成的角度都大于0°且小于180°。这样在打印头21分配了打印材料后，打印材料有足够的时间进行校平修饰和固化，能够有效保证打印精度。

作为本实施例的另一种实施方式，3D打印设备的打印头为多个，多个打印头包括第一打印头和第二打印头，第一打印头的喷嘴与第二打印头的喷嘴所喷出的材料不同。这样，不同的打印头可以喷出不同材料，以进行多材料或者多色彩打印。具体的，不同打印头所分配的可以是不同性质的材料，或者是不同颜色的材料，或者是在固化后呈现不同性能的材料，诸如此类。例如可以是第一打印头喷出打印材料，而第二打印头喷出支撑材料等。

此外，第一打印头和第二打印头所分配的材料也可以为相同的材料，这样多个分配相同材料的打印头可以有效提高打印效率，加快打印速度。

进一步的，第一打印头和第二打印头可以分别位于中轴线的两侧。这样能够优化空间占用，避免第一打印头和第二打印头之间发生干涉。

例如，本实施例中，除了原先的第一打印头，也就是打印头21之外，还具有第二打印头21’。和打印头21类似，第二打印头21’在相对于旋转平台22径向移动时，可使其上的至少一个喷嘴经过旋转平台的中心位置26，参照图7，打印头21’相对于旋转平台22径向移动至图示位置时，打印头21’上的多个喷嘴处于旋转平台22中心位置26上方，分配打印材料至中心位置26上。

图8是本实用新型实施例一提供的3D打印设备中打印头、第二校正组件以及旋转平台之间的平面关系示意图。如图6、图7和图8所示，第二校平组件25一端连接打印头21，一端连接打印头21’，打印头21、第二校平组件25、第二打印头21’三者相对于旋转平台22随动。

由于打印头21、第二校平组件25、第二打印头21’三者相对于旋转平台22随动，故第二校平组件25与第二打印头21’相对于旋转平台22径向移动时，其工作原理与第二校平组件25与第一打印头21相对于旋转平台22径向移动时一致，在此不予赘述。

本实施例中，3D打印设备包括可绕自身的中轴线旋转的旋转平台、用于在旋转平台上打印物体的打印头和用于校平待打印物体层表面的校平装置，打印头和校平装置均位于旋转平台上方，校平装置包括第一校平组件，打印头可相对于旋转平台在旋转平台的旋转平面上移动，打印头和第一校平组件均与中轴线之间具有避让间距，校平装置还包括第二校平组件，第二校平组件和打印头固定连接，第二校平组件的运动轨迹经过中轴线。这样在打印时，打印头可以移动，以覆盖旋转平台的中心位置，且校平装置能够对旋转平台的包括中心位置的各区域进行校平，从而在打印和校平时均不存在盲区。

实施例二

当3D打印设备中的打印头为双喷嘴或者多喷嘴打印头时，为了避免不同喷嘴之间具有间隔所造成的盲区，3D打印设备还具有可移动式的结构。图9是本实用新型实施例二提供的3D打印设备的结构示意图。图10是本实用新型实施例二提供的3D打印设备的侧视示意图。图11是本实用新型实施例二提供的3D打印设备中第二校平组件相对于旋转平台的平面位置示意图。如图9、图10和图11所示，该3D打印设备包括双喷嘴阵列打印头，也就是打印头31、旋转平台32、第一校平组件33、固化装置34和第二校平组件35；打印头31包括第一喷嘴阵列311和第二喷嘴阵列312；打印头31、第一校平组件33、固化装置34、第二校平组件35均设置在旋转平台32上方，打印头31相对于旋转平台32在径向方向和交叉方向上移动，第二校平组件35与打印头31连接且跟随打印头31的移动。其中，本实施例的3D打印设备的具体结构和工作原理均和前述实施例一中的类似，此处不再赘述。本实施例和前述实施例二的不同之处在于，本实施例中，打印头31在旋转平台32的旋转平面上的移动方向包括沿旋转平台32的径向和沿与旋转平台32的径向垂直的方向。

一般情况下，打印头31为了保证覆盖旋转平台32的中心位置，需要在旋转平台32的径向上进行移动，且第一喷嘴阵列311和第二喷嘴阵列312与该径向方向对齐设置。在进行打印时，打印头31的第一喷嘴阵列311或第二喷嘴阵列312在完成每个让旋转平台32旋转一周的子打印过程后，打印头31相对于旋转平台32径向移动一个预设定的距离，保持第一喷嘴阵列311或第二喷嘴阵列312与径向方向对齐，并进行下一次子打印过程，如此循环以完成包括中心位置36的一个层的第一喷嘴阵列311或第二喷嘴阵列312相对应的打印工作。

而由于打印头31具有多个喷嘴或喷嘴阵列，为了保证打印头31覆盖不同喷嘴或喷嘴之间的盲区，打印头31还需要在垂直于旋转平台32的径向的方向进行移动。图12是本实用新型实施例二提供的3D打印设备的打印头相对于旋转平台沿垂直于径向方向移动的第一种位置示意图。图13是本实用新型实施例二提供的3D打印设备的打印头相对于旋转平台沿垂直于径向方向移动的第二种位置示意图。图14是本实用新型实施例二提供的3D打印设备的打印头相对于旋转平台沿径向移动的第一种位置示意图。图15是本实用新型实施例二提供的3D打印设备的打印头相对于旋转平台沿径向移动的第二种位置示意图。参见图11、图12、图14以及图15，其分别示出了打印头31相对于旋转平台32交叉移动，第一喷嘴阵列311和第二喷嘴阵列312与径向方向对齐。具体的，打印头31的第一喷嘴阵列311或第二喷嘴阵列312在完成一个子打印过程，即旋转平台32旋转一周后，打印头31相对于旋转平台32沿与径向垂直的方向移动一个预设定的距离，使第一喷嘴阵列311或第二喷嘴阵列312与径向方向对齐，继续下一个子打印过程的打印工作，如此循环以完成包括中心位置36的一个层的第一喷嘴阵列311或第二喷嘴阵列312相对应的打印工作。由于打印头相对于旋转平台在垂直径向的方向上产生了移动，所以可以调整喷嘴阵列的位置，避免因第一喷嘴阵列311和第二喷嘴阵列312之间的间隙而造成打印盲区。

本实施例中，3D打印设备中，打印头在旋转平台的旋转平面上的相对于旋转平台的移动方向包括沿旋转平台的径向和沿与旋转平台的径向垂直的方向。这样当打印头包括两个或多个喷嘴阵列时，打印头可以通过自身的平移消除因喷嘴阵列之间的间隔而产生的打印盲区。

实施例三

本实用新型实施例三提供一种3D打印方法，可以应用于前述实施例一的3D打印设备中，该3D打印设备包括可以自转的旋转平台和打印头。具体的，图16是本实用新型实施例三提供的3D打印方法的流程示意图。如图16所示，本实施例提供的3D打印方法具体包括：

S101、对待打印物体进行分层处理，以得到待打印物体的多个层数据。

具体的，在步骤S101中，为了对待打印物体进行分层处理，需要将待打印物体转换为数据结构，例如可以通过扫描的方式获取待打印物体，也就是目标物体的信息，接着将目标物体包含的信息转换成能被处理终端的分层切片软件识别的数据格式，如STL格式、PLY格式、WRL格式等。具体地，目标物体包含的信息可以以层为单位。即，目标物体被扫描后经过数据转换，转换成能被处理终端的分层切片软件识别的数据格式，之后通过分层软件进行切片分层，分层处理形成层图像，然后对每个层图像进行解析，得到待打印物体的每层的层数据。

S102、分别根据每个层数据执行多个子打印过程，以打印层数据对应的层，其中，每个子打印过程中，旋转平台旋转一周且打印头的位置不变，在至少一个子打印过程中，打印头的喷嘴经过旋转平台的中轴线。

得到每一层的层数据后，即可根据层数据进行层打印过程。具体的，由于打印头21需要在旋转平台22的径向方向移动，以对旋转平台22中轴线周围的中心位置26进行补充打印，所以在层打印过程中包括有多个子打印过程。每个子打印过程也可以称之为pass，在每个子打印过程中，打印头21的位置不动，而旋转平台22旋转一周，打印头21即可在对应的特定时间点分配打印材料，以将打印材料沉积在旋转平台22的特定位置。

具体的，为了保证打印头21能够覆盖整个层，上述步骤S102具体可以包括如下子步骤：

A、在打印头的当前的初始位置，执行一个子打印过程；

B、根据层数据将所述打印头移动至下一个初始位置；

重复上述步骤A和B，直至层数据对应的层打印完成。

这样，而当打印头21完成了一个子打印过程后，打印头21会相对于旋转平台22径向移动预设距离，并开始下一个子打印过程的打印工作。这样不断循环，从而完成一个完整的层的层打印工作。由于打印头21可以径向移动，所以该层的中心位置26也会被打印头21所覆盖，保证完整打印。其中，不同子打印过程的初始位置可以相同，也可以不同。

其中，在上述多个子打印过程中，会有至少一个子打印过程，其中打印头21上的喷嘴经过旋转平台22的中心位置。此外，当打印头21的喷嘴位于旋转平台22的中心位置时，第二校平组件25的远离旋转平台22的中轴线的一端与中轴线之间的距离会大于或等于第一校平组件23的靠近中轴线的一端与中轴线之间的距离，也就是第一校平组件23的预设间距，从而保证对于第一校平组件23和第二校平组件25能够共同对旋转平台22完成校平。

其中，当打印头具有多个，例如包括有第一打印头和第二打印头时，为了适应多打印头的打印过程，上述步骤S102可以分为如下两种不同的情况：

第一种情况、在不同的子打印过程进行打印的打印头不同。

具体的，该种情况下，步骤S102中的层打印过程可以具体为在一个子打印过程中完成第一打印头的打印工作，在下一个子打印过程中完成第二打印头的打印工作，然后第一打印头、第二打印头和第二校平组件相对于旋转平台22径向移动，进行下一个子打印过程的打印工作，如此循环以完成包括中心位置26的一个层的打印工作。

或者，步骤S102中的层打印过程还可以是在一个子打印过程中完成第一打印头的打印工作，然后第一打印头，也就是打印头21、第二打印头21’和第二校平组件25相对于旋转平台径22向移动，进行下一个子打印过程的打印工作，如此循环以完成包括中心位置26的一个层的对应打印头21的打印工作；接着在一个子打印过程中完成第二打印头21’的打印工作，然后第一打印头(打印头21)、第二打印头21’和第二校平组件25相对于旋转平台22径向移动，进行下一个子打印过程的打印工作，如此循环以完成包括中心位置26的一个层的对应第二打印头21’的打印工作；这样作为第一打印头的打印头21和第二打印头21’的打印工作可以共同形成一个完整的层。

第二种情况、在同一个子打印过程中具有至少两个打印头同时进行打印。

该情况下，步骤S102具体可以为在一个子打印过程中同时完成第一打印头(打印头21)、第二打印头21’的打印工作，然后打印头21、第二打印头21’和第二校平组件25相对于旋转平台22径向移动，进行下一个子打印过程的打印工作；由于打印头21和第二打印头21’之间设置有第二校平组件25，因此在中心位置26处，存在在一个子打印过程中打印头21和第二打印头21’无法同时打印的区域，在该区域中，可先完成打印头21在该区域对应的打印工作，再完成第二打印头21’在该区域对应的打印工作，如此完成包括中心位置26的一个层的打印工作。

S103、将所有层叠加以得到待打印物体。

具体的，在一个层打印完成后，3D打印设备的旋转平22台会相对打印头下降一个高度，从而进行下一层的打印过程，这样循环完成各层的打印后，即可得到待打印物体。

本实施例中，3D打印方法具体包括先对待打印物体进行分层处理，以得到待打印物体的多个层数据；再分别根据每个层数据执行多个子打印过程，以打印层数据对应的层，其中，每个子打印过程中，旋转平台旋转一周且打印头的位置不变，在至少一个子打印过程中，打印头的喷嘴经过旋转平台的中轴线；最后将所有层叠加以得到待打印物体。这样在打印时，打印头可以移动，以覆盖旋转平台的中心位置，且校平装置能够对旋转平台的包括中心位置的各区域进行校平，从而在打印和校平时均不存在盲区。

实施例四

当3D打印设备的打印头存在两个或两个以上喷嘴阵列时，为了避免不同喷嘴阵列之间的间隔造成打印盲区，3D打印设备的打印头还可以进行一定的位移。具体的，本实施例中提供另一种3D打印方法，其大致步骤和前述实施例三中的类似，不同之处在于，为了适应前述实施例二中的3D打印设备，3D打印方法的步骤S102中在打印头进行不同子打印过程之间的移动时，根据层数据将打印头移动至下一个初始位置的子步骤具体可以包括以下方式：在旋转平台的旋转平面上沿与旋转平台的径向方向移动打印头，以使打印头的喷嘴阵列与旋转平台的径向对齐。

此时，分别参照前述图13、图14和图12、图15，其分别示出了打印头31相对于旋转平台32径向移动，第一喷嘴阵列311和第二喷嘴阵列312与径向方向对齐。具体的，打印头31的第一喷嘴阵列311或第二喷嘴阵列312在完成一个子打印过程的打印工作，即旋转平台32旋转一周后，打印头31会相对于旋转平台32的径向移动一个预设定的距离，从而保持第一喷嘴阵列311或第二喷嘴阵列312与径向方向对齐，继续下一个子打印过程的打印工作，如此循环以完成包括中心位置36的一个层的第一喷嘴阵列311或第二喷嘴阵列312相对应的打印工作。

此外，根据层数据将打印头移动至下一个初始位置的子步骤，还可以具体包括另一种方式：在旋转平台的旋转平面上沿与旋转平台的径向垂直的方向移动打印头，以使打印头的喷嘴阵列与旋转平台的径向对齐。

分别参照图12、图13和图14、图15，其分别示出了打印头31相对于旋转平台32交叉移动，第一喷嘴阵列311和第二喷嘴阵列312与径向方向对齐。具体的，打印头31的第一喷嘴阵列311或第二喷嘴阵列312在完成一个子打印过程的打印工作，即旋转平台32旋转一周后，打印头31在旋转平台32的旋转平面内，沿着与旋转平台32径向垂直的方向移动一个预设定的距离，使第一喷嘴阵列311或第二喷嘴阵列312与径向方向对齐，继续下一个子打印过程的打印工作，如此循环以完成包括中心位置36的一个层的第一喷嘴阵列311或第二喷嘴阵列312相对应的打印工作。

在执行将打印头31移动至下一个初始位置的子步骤时，可以将上述两种方式向结合，以完成完整的层打印过程。

上述两种方式中，第一喷嘴阵列311和第二喷嘴阵列312相对于旋转平台32的沿径向移动和沿垂直于径向的方向移动的顺序不受限制，举例说明，第一喷嘴阵列311在完成一个子打印过程的打印工作后，打印头31相对于旋转平台32沿径向或沿垂直于径向的方向移动一个预定的距离，然后第一喷嘴阵列311或第二喷嘴阵列312进行下一个子打印过程的打印工作，然后打印头31相对于旋转平台32再沿垂直于径向的方向或沿径向移动一个预定的距离，如此循环以完成包括中心位置36的一个层的打印工作。即，两种移动方式之间的顺序可以视需求的不同而定。

在本实施例中，双喷嘴阵列打印头在一个子打印过程的打印工作中，有且仅有一个喷嘴阵列与旋转平台32径向方向对齐且处于工作状态。

对于多个双喷嘴阵列打印头的3D打印方法可将实施例三的3D打印方法以及本实施例的3D打印方法结合进行，其打印原理基本相同，此处不再赘述。

此外，在打印头31沿旋转平台32的径向移动或沿垂直于旋转平台32径向移动的过程中，打印头31上的喷嘴阵列可以是继续分配材料或是暂停分配材料。

在继续分配材料的情况下，根据旋转平台32的旋转速度、打印头31相对于旋转平台32的移动速度和材料离开喷嘴的速度等来对层数据进行调整和处理，以在适当的时间分配材料使其降落到正确的位置上。

而在暂停分配材料的情况下，本实用新型可以按照以下两种情况进行：

1、在相同的起始位置处开始分配材料。

2、在不同的起始位置处开始分配材料。

图17是本实用新型实施例四提供的3D打印方法中第一种分配材料方式的初始位置示意图。具体的，上述情况1中，在不同子打印过程中以相同的起始位置开始分配材料，以实施例二和本实施例的移动举例说明，参照图12、13、14、15和图17，图示箭头为打印头31相对于旋转平台32的运动轨迹，在打印头31的第一喷嘴阵列311或第二喷嘴阵列312在起始位置开始打印，完成一个子打印过程的打印工作后，分为两种情况：

a、打印头31相对于旋转平台32径向移动一个预定的距离，此时旋转平台32已经转过一定的角度，起始位置已改变，待到旋转平台32旋转到原本起始位置的径向方向(与起始位置的径向位置不同)时，才开始分配材料；

b、打印头31相对于旋转平台32交叉移动一个预定的距离，此时旋转平台32已经转过一定的角度，起始位置已改变，待到旋转平台32旋转到原本的起始位置(与起始位置的径向位置重合)时，才开始分配材料。

而在上述情况2中，在不同的子打印过程中以不同的起始位置开始分配材料，还是以实施例二和本实施例中的移动举例说明，图18是本实用新型实施例四提供的3D打印方法中第二种分配材料方式的初始位置示意图。参照图12、13、14、15和图18，图示箭头为打印头31相对于旋转平台32的运动轨迹，在打印头31的第一喷嘴阵列311或第二喷嘴阵列312在起始位置开始打印，完成一个子打印过程的打印工作后，打印头31相对于旋转平台32径向或垂直于旋转平台32径向的方向移动一个预设定的距离，此时旋转平台32已经转过一定的角度，以该位置作为新的起始位置开始分配材料，但需要调整打印数据，将转过角度的数据补偿到该子打印过程的最后进行打印。

本实施例中，3D打印方法具体包括先对待打印物体进行分层处理，以得到待打印物体的多个层数据；再分别根据每个层数据执行多个子打印过程，以打印层数据对应的层，其中，每个子打印过程中，旋转平台旋转一周且打印头的位置不变，在至少一个子打印过程中，打印头的喷嘴经过旋转平台的中轴线；最后将所有层叠加以得到待打印物体；其中，在打印头进行不同子打印过程之间的移动时，根据层数据将打印头移动至下一个初始位置的子步骤具体可以包括在旋转平台的旋转平面上沿与旋转平台的径向方向移动打印头，以使打印头的喷嘴阵列与旋转平台的径向对齐。这样当打印头包括两个或多个喷嘴阵列时，打印头可以通过自身的平移消除因喷嘴阵列之间的间隔而产生的打印盲区。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

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 (14)

1.一种3D打印设备，包括可绕自身的中轴线旋转的旋转平台、用于在所述旋转平台上打印待打印物体的打印头和用于校平待打印物体层表面的校平装置，所述打印头和所述校平装置均位于所述旋转平台上方，所述校平装置包括第一校平组件，所述打印头相对于所述旋转平台可在所述旋转平台的旋转平面上移动，所述打印头和所述第一校平组件均与所述中轴线之间具有避让间距，其特征在于，所述校平装置还包括第二校平组件，所述第二校平组件和所述打印头固定连接，所述第二校平组件的运动轨迹经过所述中轴线。

2.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，所述第二校平组件的至少一个端部与所述中轴线的距离大于或等于所述第一校平组件与所述中轴线之间的避让间距。

3.根据权利要求1或2所述的3D打印设备，其特征在于，所述打印头在相对于所述旋转平台移动时，所述打印头的至少一个喷嘴经过所述中轴线。

4.根据权利要求1或2所述的3D打印设备，其特征在于，所述打印头和所述第一校平组件位于所述旋转平台的周向上的不同位置。

5.根据权利要求1或2所述的3D打印设备，其特征在于，所述第一校平组件包括可绕自身轴线滚动的第一校平辊，所述第一校平辊沿轴向方向呈圆台状，且所述第一校平辊的小端朝向所述旋转平台的中轴线，所述第一校平辊的大端朝向所述旋转平台的边缘。

6.根据权利要求5所述的3D打印设备，其特征在于，所述第二校平组件包括可绕自身轴线滚动的第二校平辊，所述第二校平辊为圆柱状，且所述第二校平辊的轴向方向与所述旋转平台的径向方向平行。

7.根据权利要求6所述的3D打印设备，其特征在于，所述第二校平辊的滚动速度与所述旋转平台的对应所述第二校平辊的远离所述中轴线的一端的位置的线速度相匹配。

8.根据权利要求6或7所述的3D打印设备，其特征在于，所述第一校平辊和所述第二校平辊的长度之和大于所述旋转平台的半径。

9.根据权利要求1或2所述的3D打印设备，其特征在于，所述第一校平组件和所述第二校平组件均位于所述旋转平台上方的相同高度处。

10.根据权利要求1或2所述的3D打印设备，其特征在于，所述打印头为多个，多个所述打印头包括第一打印头和第二打印头，所述第一打印头的喷嘴与所述第二打印头的喷嘴所喷出的材料相同或不同。

11.根据权利要求10所述的3D打印设备，其特征在于，所述第一打印头和所述第二打印头分别位于所述中轴线的两侧。

12.根据权利要求1或2所述的3D打印设备，其特征在于，所述打印头在所述旋转平台的旋转平面上的移动方向包括沿所述旋转平台的径向和沿与所述旋转平台的径向垂直的方向。

13.根据权利要求1或2所述的3D打印设备，其特征在于，还包括固化装置，所述固化装置位于所述旋转平台的上方。

14.根据权利要求13所述的3D打印设备，其特征在于，所述打印头、所述第一校平组件和所述固化装置之间两两所成的角度均大于0°且小于180°。