[發(fā)明專利]一種基于磁性小球的3D打印機(jī)構(gòu)及打印方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410760094.2
• 申請(qǐng)日: 2014-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104626580A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 符建;王淞;胡逸;劉峰;李文江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京光錐信息科技有限公司
• 主分類號(hào): B29C67/00
• 分類號(hào): B29C67/00;B33Y30/00;B33Y10/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

1.一種基于磁性小球和投影的3D打印機(jī)構(gòu)，其特征在于，它包括：兩個(gè)第一步進(jìn)電機(jī)（11）、兩個(gè)第二步進(jìn)電機(jī)（12）、第三步進(jìn)電機(jī)（13）、兩個(gè)第一支撐架（21）、兩個(gè)第二支撐架（22）、第三支撐架（23）、第四支撐架（24）、霍爾元器件（3）、小球磁化頭（4）、小球容器（5）、壓力傳感器（6）、數(shù)據(jù)處理器（7）和顯示終端（8）；

第一支撐架（21）為絲桿，第一支撐架（21）與第一步進(jìn)電機(jī)（11）相連，第一步進(jìn)電機(jī)（11）與數(shù)據(jù)處理器（7）相連，兩個(gè)第二支撐架（22）分別安裝在兩個(gè)第一支撐架（21）上，數(shù)據(jù)處理器（7）通過(guò)第一步進(jìn)電機(jī)（11）驅(qū)動(dòng)第一支撐架（21）轉(zhuǎn)動(dòng)，使得兩個(gè)第二支撐架（22）在第一支撐架（21）上上下運(yùn)動(dòng)；第二支撐架（22）為絲桿，第二支撐架（22）與第二步進(jìn)電機(jī)（12）相連，第二步進(jìn)電機(jī)（12）與數(shù)據(jù)處理器（7）相連，第三支撐架（23）的兩端分別安裝在兩個(gè)第二支撐架（22）上，數(shù)據(jù)處理器（7）通過(guò)第二步進(jìn)電機(jī)（12）驅(qū)動(dòng)第二支撐架（22）轉(zhuǎn)動(dòng)，使得第三支撐架（23）在第二支撐架（22）上前后運(yùn)動(dòng)；第四支撐架（24）安裝在第三支撐架（23）上，第三步進(jìn)電機(jī)（13）安裝在第四支撐架（24）上，第三步進(jìn)電機(jī)（13）與數(shù)據(jù)處理器（7）相連，數(shù)據(jù)處理器（7）通過(guò)第三步進(jìn)電機(jī)（13）驅(qū)動(dòng)第四支撐架（24）在第三支撐架（23）上左右運(yùn)動(dòng)；所述霍爾元器件（3）和小球磁化頭（4）均固定在第四支撐架（24）上，霍爾元器件（3）和小球磁化頭（4）分別與數(shù)據(jù)處理器（7）相連，霍爾元器件（3）檢測(cè)待打印處的磁場(chǎng)強(qiáng)度及方向并將磁場(chǎng)強(qiáng)度及方向傳送給數(shù)據(jù)處理器（7），數(shù)據(jù)處理器（7）根據(jù)待打印處的磁場(chǎng)強(qiáng)度及方向計(jì)算待打印處小球所需的磁場(chǎng)強(qiáng)度及方向，并將待打印處小球所需的磁場(chǎng)強(qiáng)度及方向傳給小球磁化頭（4）；數(shù)據(jù)處理器（7）和顯示終端（8）相連；壓力傳感器（6）安裝在小球容器（5）的底部，壓力傳感器（6）與數(shù)據(jù)處理器（7）相連，通過(guò)小球容器（5）底部的壓力計(jì)算小球容器（5）內(nèi)小球剩余數(shù)量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印機(jī)構(gòu)，其特征在于，還包括投影儀（9），投影儀（9）與數(shù)據(jù)處理器（7）相連，數(shù)據(jù)處理器（7）根據(jù)實(shí)際物體的顏色控制投影儀（9）對(duì)打印好的三維模型進(jìn)行投影。

3.一種權(quán)利要求1所述的打印機(jī)構(gòu)的打印方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）預(yù)先將待打印三維模型及實(shí)際物體的顏色存入數(shù)據(jù)處理器（7），數(shù)據(jù)處理器（7）將待打印三維模型發(fā)送至顯示終端（8），顯示終端（8）顯示待打印三維模型；

2）數(shù)據(jù)處理器（7）根據(jù)上述三維模型驅(qū)動(dòng)兩個(gè)第一步進(jìn)電機(jī)（11）、兩個(gè)第二步進(jìn)電機(jī)（12）、第三步進(jìn)電機(jī)13轉(zhuǎn)動(dòng)，使得小球磁化頭（4）運(yùn)動(dòng)至預(yù)設(shè)零點(diǎn)位置，即????????????????????????????????????????????????位置處；

3）霍爾元器件（3）檢測(cè)待打印處的磁場(chǎng)強(qiáng)度及方向?yàn)椋海⒋艌?chǎng)強(qiáng)度及方向信息傳輸給數(shù)據(jù)處理器（7），數(shù)據(jù)處理器（7）將磁化強(qiáng)度和方向傳送給小球磁化頭（4），其中，表示待打印處的磁場(chǎng)強(qiáng)度及方向，表示待打印小球的磁化強(qiáng)度和方向，分別為x、y、z方向上的磁場(chǎng)強(qiáng)度，x、y、z分別表示三維坐標(biāo)系中的三個(gè)方向基矢量；

4）小球磁化頭（4）根據(jù)步驟3中數(shù)據(jù)處理器計(jì)算的磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向磁化小球，磁化后的小球在磁力作用下落到待打印位置處；

5）數(shù)據(jù)處理器（7）將打印完成部分顯示成其他顏色，以區(qū)分打印完成部分和待打印部分，同時(shí)，數(shù)據(jù)處理器（7）驅(qū)動(dòng)兩個(gè)第一步進(jìn)電機(jī)（11）、兩個(gè)第二步進(jìn)電機(jī)（12）、第三步進(jìn)電機(jī)（13）轉(zhuǎn)動(dòng)，使得小球磁化頭（4）運(yùn)動(dòng)至下一個(gè)待打印位置處，然后再次重復(fù)前述步驟，直至打印完成；

6）當(dāng)打印完的三維模型不用時(shí)，把三維模型進(jìn)行消磁處理，即被磁化的小球重新回歸無(wú)磁狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)小球重復(fù)循環(huán)利用。