[發(fā)明專利]實現(xiàn)并行打印的噴頭裝置及3D打印方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610065495.5
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105690764B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發(fā)明（設計）人: 何涇沙;蔡方博;徐晶;劉宇;董媛媛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/20;B29C64/40;B33Y30/00;B33Y10/00
• 代理公司: 北京匯信合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11335
• 代理人: 王杰

技術領域

本發(fā)明涉及3D打印領域，尤其涉及實現(xiàn)并行打印的噴頭裝置及3D打印方法。

背景技術

3D打印機又稱三維打印機，是一種累積制造技術，即快速成形技術的一種機器，它是一種數(shù)字模型文件為基礎，運用特殊塑料、蠟材、粉末狀金屬等可粘合材料，通過打印一層層的粘合材料來制造三維的物體?，F(xiàn)階段三維打印機被用來制造產(chǎn)品。逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術。3D打印機的原理是把數(shù)據(jù)和原料放進3D打印機中，機器會按照程序把產(chǎn)品一層層造出來。3D打印機堆疊薄層的形式有多種多樣。3D打印機與傳統(tǒng)打印機最大的區(qū)別在于它使用的“墨水”是實實在在的原材料，堆疊薄層的形式有多種多樣，可用于打印的介質(zhì)種類多樣，從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質(zhì)。有些打印機還能結(jié)合不同介質(zhì)，令打印出來的物體一頭堅硬而另一頭柔軟。

傳統(tǒng)的3D打印機只有單噴頭或者雙噴頭執(zhí)行的點式打印。傳統(tǒng)的3D打印機打印過程中需要在打印物體中間添加噴頭的細拉絲起支撐作用以便于上層打印的順利進行。這樣單噴頭在整個面上滑動打印浪費時間而且打印的東西(如：QQ公仔)都是近乎實心的；這種傳統(tǒng)3D打印機主要存在以下兩個問題：

1、打印時間長，因為是一個噴頭或者雙噴頭以點為單位在工作，大大的降低了打印的效率。

2、材料耗費多，因為傳統(tǒng)的3D打印機的噴頭只有一個原料入口為了塑型幫助上層的打印在上下有空隙處用細線拉絲起支撐的作用。一個噴頭在拉絲作支撐的過程中無疑又延長了許多打印時間。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題中存在的不足之處，本發(fā)明提供實現(xiàn)并行打印的噴頭裝置及3D打印方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種實現(xiàn)并行打印的噴頭裝置，包括底板和多個噴頭；

多個所述噴頭均布在所述底板上，所述底板上劃分有面積相等的網(wǎng)格區(qū)域，每一個所述網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)設有一個噴頭；

所述噴頭上設有原料噴嘴和乳膠噴嘴。

作為本發(fā)明的進一步改進，每個所述噴頭控制的打印面積為每個所述噴頭對應的網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)的面積與網(wǎng)格區(qū)域右側(cè)、下側(cè)的網(wǎng)格線區(qū)域面積。

作為本發(fā)明的進一步改進，還包括電機，所述電機與所有所述噴頭相連，用于控制所述噴頭在其相對應的網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)由左至右、由上至下依次打?。幻總€所述噴頭依據(jù)其對應的網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)的投影，控制原料噴嘴和乳膠噴嘴的開閉。

本發(fā)明還公開了一種實現(xiàn)并行打印的3D打印方法，包括以下步驟：

步驟一、將需要打印的物體通過掃描儀立體成像在3D打印機的切片軟件中,同時存儲需要打印物體的外輪廓參數(shù)；

步驟二、切片軟件對成像的3D圖像進行切片；

步驟三、將第一張切片垂直于打印機進行柱狀投影，在噴頭裝置的底板上形成投影圖像區(qū)域；

步驟四、在投影圖像區(qū)域外側(cè)依據(jù)所述外輪廓參數(shù)確定乳膠擠出區(qū)域；

步驟五、選擇底板上的投影圖像區(qū)域以及乳膠擠出區(qū)域所對應的噴頭，并啟動；

步驟六、電機控制被啟動的噴頭在其對應的網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)由左至右、由上至下依次打印，被啟動的噴頭包括：原料噴嘴、乳膠噴嘴；

步驟七、在投影圖像區(qū)域內(nèi)，原料噴嘴擠出原料；在乳膠擠出區(qū)域內(nèi)，乳膠噴嘴擠出乳膠；

步驟八、切片軟件的第一個切片打印完成；待已打印材料凝固后，切片軟件提供下一張切片圖，循環(huán)工作直至3D切片軟件中的最后一張切片打印完成自動停止。

作為本發(fā)明的進一步改進，在步驟一和步驟二之間還包括：

步驟九、對成像的3D圖像進行縮放和修理。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟一中，在切片軟件中形成的3D立體圖像是一個封閉的圖像，所述外輪廓參數(shù)包括壁厚、坐標和角度。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟二中，切片軟件對成像的3D圖像進行切片的切片厚度為0.2mm～0.3mm。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟七中，所述乳膠選用水溶性乳膠。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟四包括：

將步驟一的外輪廓參數(shù)通過3D打印機處理器的分析和處理，判斷出不同切片下投影圖像區(qū)域外部所需乳膠的寬度，確定乳膠擠出區(qū)域。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：