[發明專利]集成有三維掃描裝置的3D打印機

無效

• 申請號: 201310143531.1
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103273745A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 倪俊
• 申請（專利權）人: 倪俊
• 主分類號: B41J3/44
• 分類號: B41J3/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于3D打印機領域，具體涉及一種具有三維掃描功能的3D打印機。

背景技術

3D是英文“Three?Dimensions”的簡稱，中文是指三維，即長、寬、高，是一種基于電腦、互聯網的數字化立體技術。應用了3D技術的3D打印機屬于一種快速成型技術，由CAD數據通過激光束、熱熔噴嘴等成型設備，將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料粉末或細胞組織等特殊材料將物體截面進行逐層堆積、黏結，最終疊加成型，打印輸出、制造出實物及模型。

由于3D打印機的打印成型過程不再需要傳統的刀具、夾具和機床就能快速、直接、精確地將計算機中的三維CAD設計圖紙轉化為模型，甚至直接制造零件或模具，比如運用3D打印技術進行數碼產品的開模，能在數小時內完成一個模具的打印，節約了很多產品到市場的開發時間，從而能有效縮短產品的設計、研發周期，提高了效率，降低了生產成本。

3D打印機由于能打印制造出任何形狀的物品，近年來得到了快速發展，現已在模具制造、工業樣品設計領域制作模型，定制個性產品、禮物，打印制造單件、小批量金屬零件，以及在機械制造、航空航天、影視道具、動漫玩偶、文物復制、數字雕像、珠寶首飾、建筑等領域都得到了應用。科學家們還開始利用3D打印機制造諸如假牙、髖關節、骨骼、義肢、胚胎干細胞、皮膚、肌肉和血管片段等簡單的活體組織，未來還將制造出像腎臟、肝臟甚至心臟這樣復雜的大型人體器官。隨著這一技術的不斷成熟和完善，其應用領域將不斷拓展。

但傳統的3D打印機需要基于三維CAD設計圖紙資料才能進行打印，其弊端也正是如此，用戶要么下載其他人創建的文件，要么使用軟件從頭開始設計模型。而3D建模軟件難以掌握，面對一個實物，大部分用戶無法自行構建物體模型，所以一般只能制作出簡單的物件，而想要打印復雜的產品，就需要非常專業的工業設計能力，先通過軟件設計出模型，再利用3D打印機打印成型，這對于普通的用戶來說，是非常困難的，導致很多用戶買了3D打印機后，卻不知道應該打印什么。即使是專業設計人員，制作起來效率也比較低，且不能保證完全與實物相吻合，從而影響了3D打印機的使用。

而三維掃描儀可以大大改善3D打印技術的這一窘境，需要打印的實物，通過三維掃描儀掃描后，能快速形成物體模型的三維圖像數據資料，從而快速實現許多物體的復制工作，為家用或手工制品提供了很好的助力。由此可見，三維掃描成為獲取物品可打印的三維圖像數據資料的一個便捷途徑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題就是針對目前普通用戶在使用3D打印機時遇到的設計方面的困擾，提供了一種能便捷獲取三維打印素材、集成了三維掃描裝置的3D打印機，通過將3D打印機與三維掃描裝置配合使用，能方便的通過三維掃描裝置將所需打印的實物快速掃描，再打印成型、制作出三維立體實物，改變了目前3D打印機需要自行設計、給用戶帶來的不便。

為實現上述目的，本發明通過以下技術方案來加以實現。

一種集成有三維掃描裝置的3D打印機，包括3D打印機本體，所述3D打印機本體包括3D打印機機械組件、打印控制組件、設備電路、打印頭、耗材和介質，其特征在于：在所述3D打印機本體上，還集成有三維掃描裝置，從而能為用戶提供更便捷的3D打印服務。上述三維掃描裝置包括三維掃描裝置機體、掃描控制單元、圖像采集模塊、光束發射模塊和圖像處理模塊，所述圖像采集裝置為照相機或攝像頭；優選地，所述圖像采集裝置設有閃光燈。所述打印控制組件控制打印頭，所述掃描控制單元控制圖像采集模塊、光束發射模塊。所述掃描裝置機體中有一可旋轉的掃描平臺，屆時，被掃描物體放置在該掃描平臺上。

上述三維掃描技術，又稱“實景復制技術”，是集光、機、電和計算機技術于一體的高新技術，能將任何復雜的現場環境及空間進行掃描操作，并直接將實景的三維數據完整的采集到電腦中，進而快速重構出目標的三維模型。

本發明所述的三維掃描裝置，通常指三維掃描儀，能對不同外形輪廓的工業部件、家居用品等實物，包括沖壓件、加工件、模具、成型件、鑄件、注塑件以及餐具、杯子等物品的幾何構造與外觀數據，快速掃描、采集物體三維結構的一系列坐標數據，并將其轉換為三維數據。搜集到的三維圖像數據資料常被用來進行三維重建計算，在虛擬世界中建立實際物體的數位模型，形成三維立體圖像，輸入3DMAX中即可完整的還原出物體的3D模型。屆時，3D打印機再將上述數據通過機械加工程序，加工成型。