[發(fā)明專利]一種具有多噴嘴的3D打印機及其打印方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510401354.1
• 申請日: 2015-07-07
• 公開（公告）號: CN104924620B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐庭閣;趙曉波
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州先臨三維科技股份有限公司
• 主分類號: B29C64/386
• 分類號: B29C64/386;B29C64/20;B33Y10/00;B33Y50/00;B33Y30/00
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11296
• 代理人: 張淑賢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有多噴嘴的3D打印機及其打印方法。

背景技術(shù)

隨著打印機技術(shù)的發(fā)展，能夠打印三維立體物品的3D打印機逐漸興起。傳統(tǒng)噴墨打印機是將墨水噴到紙等載體上以顯示一幅二維平面圖像。而3D打印機不是依靠墨水來顯示，而是依靠塑料、金屬等實實在在的原材料。一般3D打印機將原材料加熱軟化后通過噴頭噴射到特定區(qū)域。然后，3D打印機在接收計算機完成的一系列數(shù)字切片后，將連續(xù)的薄型層面堆疊起來，直到一個三維固體物體成型。可見，3D打印機可以實現(xiàn)直接打印成型產(chǎn)品，從而提供了一種新的制造方式。

目前，F(xiàn)DM(Fused Deposition Modeling)工藝是一種3D打印機的分層制造技術(shù)，在模型的每一層依靠加熱噴嘴融化噴嘴內(nèi)部材料，噴擠出熱熔絲，通過逐層的材料堆積最終實現(xiàn)模型的制造。傳統(tǒng)三維打印機只具備一個噴嘴，一次只能打印一種材料，隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了具有多個噴嘴的打印機，可以在打印過程中使用多種材料進行打印。

但是，目前多噴嘴三維打印機仍存在一個問題，即由于FDM打印機采用的是熱熔材料，材料在加熱后具有流動性，因此在打印過程中存在材料的流滯現(xiàn)象，即當其中的一個噴嘴在打印時，其他等待的噴嘴會有熱熔材料流出的現(xiàn)象。這一問題在多噴嘴三維打印機上尤其嚴重。首先帶來噴嘴清潔問題，當一個噴嘴工作的時候，其它不工作的噴嘴流出的材料會粘在當前模型上，對當前噴嘴的打印造成干擾，另外產(chǎn)生噴嘴內(nèi)材料缺失問題，由于材料的流滯導(dǎo)致噴嘴內(nèi)沒有充足的材料，當此噴嘴開始工作時，開始打印一段范圍內(nèi)材料擠出不充分，導(dǎo)致打印模型出現(xiàn)縫隙。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種可以避免流滯現(xiàn)象與噴嘴中材料擠出不充分的具有多噴嘴的3D打印機及其打印方法，以滿足上述需求。

一種具有多噴嘴的3D打印機，其具有N個噴嘴，其中N≥2，所述具有多噴嘴的3D打印機所打印的產(chǎn)品包括一個成品，和N個設(shè)置在該成品旁邊的刮板，其特征在于：所述具有多噴嘴的3D打印機包括：

一個成品參數(shù)預(yù)設(shè)模塊，用于預(yù)設(shè)所述要打印的成品的打印參數(shù)，所述打印參數(shù)包括最大坐標ObjectMax與最小坐標ObjectMin，以及該成品的整體打印層數(shù)LayerCnt；

一個刮板參數(shù)預(yù)設(shè)模塊，用于分別預(yù)設(shè)所述N個刮板的打印參數(shù)，包括打印一個截面為矩形的軌跡參數(shù)，每一個刮板最外圍的一圈的長ScrapL和寬ScrapW，內(nèi)外層之間的偏置系數(shù)且的取值范圍為兩個相鄰的刮板之間的偏移距離ScrapD，第N個刮板相對于所述打印成品的偏移距離ObjectScrapD，以及每一個刮板的每一層的圈數(shù)n；

一個刮板打印層數(shù)設(shè)置模塊，用于設(shè)置刮板的打印層數(shù)，該刮板的打印層數(shù)由下述公式得到：

LoopCnt＝max{LayerCnt,10}.

其中，LoopCnt為刮板的打印層數(shù)；

LayerCnt為所打印的成品的整體打印層數(shù)；

一個刮板坐標計算模塊，用于計算第N個刮板的打印坐標，所述第N個刮板的打印起點坐標以及第n-1圈的打印坐標由下述公式計算：

其中：ScrapStart_N·x為第N個刮板的最外層的打印起點的X坐標值；

ScrapStart_N·y為第N個刮板的最外層的打印起點的Y坐標值；

ObjectMin_X為所打印的成品的最小坐標的X坐標值；

ObjectMax_y為所打印的成品的最大坐標的Y坐標值；

ScrapStart_N·x·(n-1)為第N個刮板的第n-1圈的X坐標值；

ScrapStart_N·y·(n-1)為第N個刮板的第n-1圈的Y坐標值；

ScrapL為第N個刮板的最大長度；

ScrapD為任意兩個相鄰的刮板之間的最小距離值；

ObjectScrapD為第N個刮板與所打印的成品之間的最小距離；

ScrapW為第N個刮板的最大寬度。

一個噴嘴參數(shù)賦值模塊，用于將所述成品的打印參數(shù)以及第N個刮板的打印參數(shù)賦值給第N個噴嘴以使所述第N個噴嘴打印相應(yīng)部分的成品與第N個刮板。

進一步地，所述具有多噴嘴的3D打印機還包括一個噴嘴參數(shù)預(yù)設(shè)模塊，該噴嘴參數(shù)預(yù)設(shè)模塊用于分別預(yù)設(shè)所述N個噴嘴的打印參數(shù)，打印參數(shù)包括兩個相鄰噴嘴之間的距離ED。