[發(fā)明專利]具備成型材料檢測功能的三維打印機及其打印方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410410105.4
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN104149350A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張濤;何永剛
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海天威飛馬打印耗材有限公司
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00;G01N21/63
• 代理公司: 珠海智專專利商標代理有限公司 44262
• 代理人: 劉曾劍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三維打印技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具備成型材料檢測功能的三維打印機及其打印方法。

背景技術(shù)

三維打印又稱3D打印，屬于快速成形技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用成型材料，通過逐層堆疊累積的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)（即“積層造形法”）。過去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域被用于制造模型，現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造。

三維打印的過程首先是通過計算機輔助設(shè)計（CAD）或計算機動畫建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，再根據(jù)分析截面信息得到加工路徑，從而指導(dǎo)打印機逐層打印。作為三維打印技術(shù)的代表，F(xiàn)DM(Fused?Deposition?Modeling,?熔融沉積成型)是一種通過熔融材料疊加堆積而形成三維實體模型的工藝，一般采用逐層固化成型方法，使打印后的樹脂一層一層地變成固體，從而產(chǎn)生固體成像產(chǎn)品。其中常見的成型材料包括ABS、PLA等，基本上是通過從三維打印機的打印頭上端輸入線狀的成型材料，然后經(jīng)打印頭內(nèi)高溫熔融再從打印頭出口擠出約0.1~0.2mm左右的絲狀材料，然后把這種絲狀材料按照程序，規(guī)律地布置在打印托板上，從而實現(xiàn)三維成型。

現(xiàn)階段，三維打印技術(shù)快速發(fā)展并已逐漸進入各個領(lǐng)域，一臺三維打印機可以采用多種材料進行打印，例如，使用ABS材料的三維打印機，還可使用一些與ABS相近的材料如尼龍等材料進行打印。而且，三維打印機進行打印時可采用多種顏色的材料直接打印出彩色的三維實體。在使用過程中，成型材料一般會容納在打印盒內(nèi)，而打印盒安裝在三維打印機的打印盒安裝架上，通過出料口向三維打印頭提供成型材料。

由于目前三維打印所采用的打印頭噴嘴很小,因此對其采用的成型材料的要求比較高,如果采用的成型材料不符合要求,則很容易導(dǎo)致打印頭堵塞,進而影響打印質(zhì)量,因此在三維打印過程中對成型材料的來源進行檢測和鑒別就顯得尤為必要了，而目前市場上尚未出現(xiàn)具備成型材料檢測功能的三維打印機。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的在于提供一種具備成型材料檢測功能的三維打印機，以便對成型材料的來源進行有效的管控，從而確保所使用的成型材料符合打印頭的要求。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種具備成型材料檢測功能的三維打印方法，以便對成型材料的來源進行有效的管控，從而確保所使用的成型材料符合打印頭的要求。

為實現(xiàn)上述第一個目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：設(shè)計一種具備成型材料檢測功能的三維打印機，包括機架、成型座、打印頭和用于向所述打印頭供應(yīng)可熔融成型材料的供料機構(gòu)，所述打印頭可移動地安裝在所述機架上，所述打印頭為可向所述成型座逐層噴射熔融成型材料的熔融式打印頭，所述機架上還設(shè)置有用于照射所述成型座上的成型材料的發(fā)光檢測元件，所述成型材料當中至少部分含有隱形的光致發(fā)光材料。

由上述方案可見，本發(fā)明的三維打印機利用含有隱形光致發(fā)光材料的成型材料在三維打印機上進行三維打印成型，然后通過在三維打印機的機體上設(shè)置發(fā)光檢測元件,以便在打印成型的過程中對成型座上的成型材料進行照射，或者對成型材料固化形成的三維實體進行照射，根據(jù)成型材料或三維實體是否發(fā)光來檢測和鑒別所述成型材料的真?zhèn)危瑥亩軌驅(qū)Τ尚筒牧系膩碓催M行有效的管控，以便確保所使用的成型材料符合打印頭的要求，防止打印頭堵塞，保證了打印質(zhì)量。

進一步的技術(shù)方案為，所述發(fā)光檢測元件可移動地安裝在所述機架上。采用此結(jié)構(gòu)能便于配合檢測打印形成的三維實體，可實現(xiàn)在打印過程中檢測。此外，所述發(fā)光檢測元件還可以設(shè)置在所述打印頭上，與打印頭形成一體結(jié)構(gòu)，工作時一起移動。

優(yōu)選地，所述發(fā)光檢測元件為紫外線燈，所述光致發(fā)光材料為紫外熒光材料。

在一種優(yōu)選實施方式中，所述成型材料當中全部含有所述光致發(fā)光材料。采用此方案可使檢測更方便，在成型的任何時間都可以進行檢測。

在一種優(yōu)選實施方式中，所述成型材料為固態(tài)絲狀成型材料。采用固態(tài)絲狀成型材料更便于材料輸送到打印頭，而且便于運輸，用戶操作也更方便。

進一步的技術(shù)方案為，所述供料機構(gòu)包括打印盒安裝架和安裝在所述打印盒安裝架內(nèi)的至少一個打印盒，所述打印盒包括成型材料容納部和出料口，所述成型材料容納部內(nèi)的成型材料通過所述出料口被提供至所述打印頭。