CN216992362U - 一种应用彩色氧化锆材料的3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种应用彩色氧化锆材料的3D打印设备，所述设备包括：氧化锆浆料储料机构，用于存储氧化锆浆料；色料储料机构，用于存储色料；供料装置，分别与所述氧化锆浆料机构以及色料储料机构连接，用于控制所述氧化锆浆料以及所述色料的相对供料量，以将所述氧化锆浆料以及所述色料供料至混料装置；混料装置，与所述供料装置连接，用于将所述氧化锆浆料与所述色料进行混合处理；以及打印装置，与所述混料装置连接，用于利用混合后的混合浆料进行3D打印。本申请的3D打印设备打印出的产品具有准确、自然的色泽表现，并且该设备可以提高产品的打印效率。

Description

一种应用彩色氧化锆材料的3D打印设备

技术领域

本申请涉及3D打印领域，特别涉及一种应用彩色氧化锆材料的3D打印设备。

背景技术

在3D打印领域中，陶瓷3D打印是使用氧化锆材料和光敏树脂混合而成的光固化材料为打印原材料，通过选择性激光扫描的方式对单层材料进行选择性固化，完成后重新涂覆打印原材料然后再扫描固化。由此，逐层累积得到所需的三维模型，最后再通过脱脂烧结得到最终的陶瓷成品。

传统陶瓷3D打印设备为了能够打印出具有一定色泽的陶瓷产品，会先将氧化锆浆料与带有颜色的色料(着色剂)进行混合后加入到储料缸，通过供料给相应的打印机构进行3D打印。因此，通常一个储料缸只能装取一种颜色的混合浆料，在3D打印过程中无法调节混合浆料的颜色。

但是，部分产品为了实现更好的质感，有可能需要用到渐变色泽来进行颜色表现，例如氧化锆义齿需要模仿自然牙齿的渐变色泽，需要将瓷块分为数层不同色阶的有色瓷块。传统的氧化锆义齿一般通过将着色剂加入Y-TZP钇稳定氧化锆，通过控制着色剂用量制造不同色阶的有色瓷块来获得渐变效果，或者通过外染色剂对氧化锆义齿进行染色。但人工调配过程中，一是难以准确把握着色剂的加入比例，导致色泽表现难以统一，另外如果采用外着色剂的话，外着色层磨损也容易导致颜色不稳定。二是每当打印不同色阶的瓷块时，需要给设备进行多次上料等操作，只能实现较少色阶层级的成型，渐变效果难以保证。

实用新型内容

本申请提供一种应用彩色氧化锆材料的3D打印设备，通过在铺料组件内设置储料槽和扁长状的流道，并开设扁长状的出料口，实现非接触式3D打印，提高打印精度。

本申请公开了一种应用彩色氧化锆材料的3D打印设备，一种应用彩色氧化锆材料的3D打印设备，所述设备包括：

氧化锆浆料储料机构，用于存储氧化锆浆料；

色料储料机构，用于存储色料；

供料装置，分别与所述氧化锆浆料机构以及色料储料机构连接，用于控制所述氧化锆浆料以及所述色料的相对供料量，以将所述氧化锆浆料以及所述色料供料至混料装置；

混料装置，与所述供料装置连接，用于将所述氧化锆浆料与所述色料进行混合处理；以及

打印装置，与所述混料装置连接，用于利用混合后的混合浆料进行3D打印。

在一实施例中，所述混料装置设有搅拌电机。

在一实施例中，所述氧化锆浆料储料机构与所述混料装置之间设有第一导管，所述色料储料机构与所述混料装置之间设有第二导管；

所述供料装置，包括控制单元以及与所述控制单元受控连接的第一泵体和第二泵体，所述第一泵体与第一导管配合实现对氧化锆浆料的供料，所述第二泵体与所述第二导管配合实现对色料的供料。

在一实施例中，所述第一泵体与所述第二泵体为挤料泵。

在一实施例中，所述3D打印设备还包括材料回收装置。

在一实施例中，所述材料回收装置，包括：

回收槽，用于回收未固化的混合浆料；

分料机构，与所述回收槽连接，用于对混合浆料进行分料获得氧化锆浆料；以及

回收储料机构，与所述分料机构连接，用于将分料后的氧化锆浆料进行回收储料。

在一实施例中，所述打印装置设有刮刀，所述刮刀用于将未固化的混合浆料刮入至所述回收槽。

在一实施例中，所述分料机构包括：

分料槽，用于存储混合浆料；以及

磁性结构，用于磁吸所述分料槽中的混合浆料的色粉。

在一实施例中，所述磁性结构设于所述分料槽的底部一侧；

所述回收储料机构还包括：

回收泵，包括输入端，所述输入端设于所述分料槽靠近顶部的一侧并与分料槽连通。

在一实施例中，所述打印装置为SLA打印装置。

由上可知，本申请的一种应用彩色氧化锆材料的3D打印设备中，通过供料装置的控制，在打印过程中按设计需要将氧化锆浆料与色料进行混料处理，利用混合后的彩色氧化锆材料进行打印，从而确保打印出的产品具有准确、自然的色泽表现，并且可以提高产品的打印效率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的应用彩色氧化锆材料的3D打印设备的总体结构示意图。

图2为本申请实施例提供的3D打印设备的部分结构示意图。

图3为本申请实施例提供的3D打印设备的另一部分结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的较佳实施例进行详细阐述，以使本申请的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本申请的保护范围作出更为清楚的界定。在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参照图1，图中示出了本申请实施例提供的应用彩色氧化锆材料的3D打印设备的总体结构。

如图1所示，所述3D打印设备包括氧化锆浆料储料机构1、色料储料机构2、供料装置3、混料装置4以及打印装置5。

其中，氧化锆浆料储料机构1用于存储氧化锆浆料，该氧化锆浆料可以由光敏树脂、氧化锆粉末、光引发剂以及其他助剂等混合而成，具备在3D打印过程中进行光固化成型能力。对于色料，可以采用由色粉和氧化锆浆料混合而成，色粉为有色元素如γ-Fe₂O₃，色粉和氧化锆浆料可以通过搅拌、球磨、超声等现有的方式混合成为色料。

当然，氧化锆浆料以及色料的具体配方以及其规格可以根据实际情况而定，可采用常规氧化锆浆料及色料作为本申请使用的材料，不影响本申请实施例的实施。

供料装置3，可以通过导管分别与氧化锆浆料储料机构1以及色料储料机构2连接，通过供料装置3将氧化锆浆料储料机构1以及色料储料机构2内的浆料根据需求供料给到混料装置4。其中，该供料装置3可以采用不同的供料方式，例如采用泵体进行供料。在一实施例中，该泵体可以采用挤料泵来实现。

结合图2，图中示出了本申请提供的3D打印设备的部分结构。

该部分结构包括氧化锆浆料储料机构1、色料储料机构2、供料装置3以及混料装置4。其中，氧化锆浆料储料机构1通过第一导管与混料装置4进行连接，色料储料机构2通过第二导管与混料装置4进行连接。该导管可以采用硅胶导管，还可以采用其他材质的导管，本申请对此不做限定。

具体的，该供料装置3，包括控制单元以及与控制单元受控连接的第一泵体31和第二泵体32，第一泵体31与第一导管配合实现对氧化锆浆料的供料，第二泵体32与第二导管配合实现对色料的供料。其中，控制单元可以采用3D打印设备内置的单片机、数字信号处理单元或者外部的伺服器等计算装置，第一泵体31以及第二泵体32受控制单元的控制，可以在供料中控制供应量，以实现对氧化锆浆料以及色料的供应比例的控制。

在一实施例中，该第一泵体31与第二泵体32，可以采用挤料泵来实现对浆料进行挤料动作，该挤料泵有利于对粘稠度较高的浆料进行驱动，使其供料控制精度更高。

其中，该混料装置4可以将供料装置3提供的氧化锆浆料以及色料汇集到同一容腔，再通过物理手段对氧化锆浆料以及色料进行混合处理，从而获得混合后的混合浆料。

在一实施例中，混料装置4包括搅拌电机41，该搅拌电机41可以在驱动端设置一个搅拌器，用于对混料装置4内部的浆料进行搅拌。当然，除了搅拌电机41以外，还可以采用其他搅拌机构来进行混料，例如采用超声装置等，本申请对具体的浆料搅拌方式不进行限制。

打印装置5与混料装置4连接，用于利用混合后的混合浆料进行3D打印。在一实施例中，该打印装置5可以是SLA打印装置5，还可以是其他形式的打印装置5，例如SLS打印装置5等，本申请对此不做限定。在一实施例中，该打印装置5还可以设置一缓冲池，该缓冲池设置在打印装置5的成型腔一侧，可以通过硅胶管与混料装置4连接，从而将混料装置4中的混合浆料通过挤料泵挤到缓冲池中，供打印装置5使用。

在打印之前，将氧化锆浆料储料槽中装填氧化锆浆料，在色料储料槽中装填色料，打印系统的软件根据打印需要规划单个打印片层需要的氧化锆浆料和色料的比例，通过控制程序控制第一泵体31以及第二泵体32分别将氧化锆浆料储料槽中的氧化锆浆料，以及色料储料槽中的色料按所需的比例挤入到混料装置4中，通过混料装置4中的搅拌电机41，将氧化锆浆料和色料进行混合后获得所需色泽的混合浆料。

例如，若需要打印较浅色泽的片层，则可以加入更多白色的氧化锆浆料进行混料，从而淡化混料装置4中的混合浆料的颜色，获得色泽较浅的混合浆料。反之，若需要打印较深色泽的片层，在可以加入更多色料进行混料，从而深化混料装置4中的混合浆料的颜色，获得色泽较深的混合浆料。

打印过程中，3D打印设备通过将缓冲池中的混合浆料，通过刮刀把它刮到成型缸中，成型缸中的混合浆料通过SLA光学组件照射后进行固化，成型为单层打印片层。随着3D打印的进行，可以根据打印需要的单个打印片层需要的氧化锆浆料和色料的比例来控制混料装置4中氧化锆浆料和色料的比例，进而在打印产品结构时可以在不同的位置获得不同色泽的打印单层，并可实现更多层级、更精细的渐变色。

当然，氧化锆浆料和色料的比例，可以通过打印需要进行即时调配，使得打印过程中可以获得多种不同色泽效果的混合浆料，例如随着需求使得材料加深或变浅，具体的比例控制方式可以根据实际需要而定。

在一实施例中，该打印设备的最终成品可以是氧化锆材料构成的氧化锆义齿，也可以是其他利用氧化锆材料打印的产品，本申请对此不做限定。

本申请的一种应用彩色氧化锆材料的3D打印设备中，通过供料装置3的控制，在打印过程中按设计需要将氧化锆浆料与色料进行混料处理，利用混合后的彩色氧化锆材料进行打印，从而确保打印出的产品具有准确、自然的色泽表现，并且可以提高产品的打印效率。

请参阅图3，图中示出了本申请实施例提供的3D打印设备的另一部分结构。

结合图1，该3D打印设备还包括材料回收装置6，该材料回收装置6可以将未固化的混合浆料进行回收，以供后续处理后再次利用。该材料回收装置6可以只包含回收功能，也可以通过分料机构来实现对混合浆料的分料。通过材料回收装置6可以提高色料的利用率。

结合图3，在一实施例中，该材料回收装置6，包括回收槽61、分料机构以及回收储料机构63。

其中，回收槽61用于回收未固化的混合浆料。该回收槽61可以设置在打印装置5的成型腔一侧，可以在打印装置5打印完部分或全部产品以后将混合浆料运送至回收槽61中。

该分料机构，与回收槽61连接，用于对混合浆料进行分料获得氧化锆浆料。具体的，可以通过特定的分离方式分离色料中的色粉以及氧化锆浆料。在一实施例中，该分料机构可以包括分料槽621和磁性结构622。

该分料槽621，用于存储混合浆料，该分料槽621与回收槽61连通，回收槽61回收的混合浆料流入到分料槽621中。该磁性结构622，用于磁吸分料槽621中的混合浆料的色粉。磁吸结构可以设置在分料槽621的底部一侧，通过磁吸作用以及沉降作用对磁性色粉进行吸附作用，使得该混合浆料中的色粉沉降到分料槽621的底部，而分离了色粉的氧化锆浆料将恢复至白色，并位于分料槽621的上层，从而完成分料。通过分料槽621和磁吸结构，可以对回收的混合浆料在打印设备上实现分料回收。

当然，除了将磁性结构622设置在分料槽621的底部一侧，还可以设置在分料槽621的侧面等位置，只要能实现对色粉与氧化锆浆料的分离即可。可以理解的，该磁性结构622可以用于可被磁性材料吸附的色粉的分离，并可以采用永磁体、电磁体等实现磁吸的手段，除了磁性结构622外还可以采用其他方式对色粉与氧化锆材料进行分离。

在一实施例中，打印装置5设有刮刀，该刮刀用于将未固化的混合浆料刮入至回收槽61，通过刮刀可以将粘度较大的未固化的混合浆料转移至回收槽61中。

在一实施例中，为了能对分料槽621中的氧化锆浆料进行回收，该回收储料机构63还可以包括回收泵，该回收泵包括输入端，该输入端设于分料槽621靠近顶部的一侧并与分料槽621连通。回收泵可以将分料槽621中已与色粉分离后获得的氧化锆浆料进行抽取，并将其回收到氧化锆浆料的储料机构中。其回收的输入端的位置位于分料槽621靠近顶部的一侧，可以确保回收过程中尽量回收分离较为彻底的氧化锆浆料。

可以理解的，回收泵的实现方式可以根据实际需要而定，例如采用挤料泵来实现，本申请对此不做限定。

通过设置回收槽、分料机构以及回收储料机构，可以将未固化的混合浆料及时分离并回收，从而有利于材料的再次利用，减少材料浪费，以提高氧化锆浆料及色料的利用率，降低材料成本。

上面结合附图对本申请的实施方式作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种应用彩色氧化锆材料的3D打印设备，其特征在于，所述设备包括：

氧化锆浆料储料机构，用于存储氧化锆浆料；

色料储料机构，用于存储色料；

供料装置，分别与所述氧化锆浆料机构以及色料储料机构连接，用于控制所述氧化锆浆料以及所述色料的相对供料量，以将所述氧化锆浆料以及所述色料供料至混料装置；

混料装置，与所述供料装置连接，用于将所述氧化锆浆料与所述色料进行混合处理；以及

打印装置，与所述混料装置连接，用于利用混合后的混合浆料进行3D打印。

2.如权利要求1所述的应用彩色氧化锆材料的3D打印设备，其特征在于，所述混料装置设有搅拌电机。

3.如权利要求1所述的应用彩色氧化锆材料的3D打印设备，其特征在于，所述氧化锆浆料储料机构与所述混料装置之间设有第一导管，所述色料储料机构与所述混料装置之间设有第二导管；

所述供料装置，包括控制单元以及与所述控制单元受控连接的第一泵体和第二泵体，所述第一泵体与第一导管配合实现对氧化锆浆料的供料，所述第二泵体与所述第二导管配合实现对色料的供料。

4.如权利要求3所述的应用彩色氧化锆材料的3D打印设备，其特征在于，所述第一泵体与所述第二泵体为挤料泵。

5.如权利要求1所述的应用彩色氧化锆材料的3D打印设备，其特征在于，所述3D打印设备还包括材料回收装置。

6.如权利要求5所述的应用彩色氧化锆材料的3D打印设备，其特征在于，所述材料回收装置，包括：

回收槽，用于回收未固化的混合浆料；

分料机构，与所述回收槽连接，用于对混合浆料进行分料获得氧化锆浆料；以及

回收储料机构，与所述分料机构连接，用于将分料后的氧化锆浆料进行回收储料。

7.如权利要求6所述的应用彩色氧化锆材料的3D打印设备，其特征在于，所述打印装置设有刮刀，所述刮刀用于将未固化的混合浆料刮入至所述回收槽。

8.如权利要求6所述的应用彩色氧化锆材料的3D打印设备，其特征在于，所述分料机构包括：

分料槽，用于存储混合浆料；以及

磁性结构，用于磁吸所述分料槽中的混合浆料的色粉。

9.如权利要求8所述的应用彩色氧化锆材料的3D打印设备，其特征在于：

所述磁性结构设于所述分料槽的底部一侧；

所述回收储料机构还包括：

回收泵，包括输入端，所述输入端设于所述分料槽靠近顶部的一侧并与分料槽连通。

10.如权利要求1所述的应用彩色氧化锆材料的3D打印设备，其特征在于，所述打印装置为SLA打印装置。

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