[發明專利]一種基于三維模型外著色裝置

有效

• 申請號: 201610207507.3
• 申請日: 2016-04-05
• 公開（公告）號: CN105751505B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 盧秉恒;王莉;胡航鋒;王康潤;王琳;趙新;徐杰;胡麗琴
• 申請（專利權）人: 北京恒創增材制造技術研究院有限公司;西安交通大學
• 主分類號: B29C64/20
• 分類號: B29C64/20;B29C64/205;B33Y30/00
• 代理公司: 北京鼎承知識產權代理有限公司11551
• 代理人: 張波濤,管瑩

技術領域

本發明屬于制造業的先進制造技術領域，特別涉及一種三維成型著色裝置。

背景技術

隨著科學技術的不斷發展，制造業對零件的復雜程度、加工精度等都提出了更高的要求。傳統的制造技術，如切削加工、鑄造等，已經很難滿足現在的個性化制造需求。近年來，3D打印(增材制造)技術的出現，無疑帶給了制造業新的希望。3D打印技術不僅可以快速制造工件，對于一些零件，甚至可以提供精度足夠的成品或者半成品。由于3D打印可以制造極其復雜的零件、不產生廢料、單件及小批量成本低等，已經成為制造業一顆璀璨的新星。

然而，彩色3D打印卻步履維艱。雖然可以用于3D打印的材料多種多樣，但打印的零件大多顏色單一或者顏色不夠豐富，很難實現多彩甚至全彩。即使多材料打印，打印的顏色也十分有限。

發明內容

基于此，本發明公開了一種三維成型著色裝置，所述裝置包括第一導桿(110)、第二導桿(105)、第三導桿(125)、成型頭(115)、著色頭(120)和支撐平臺(130)；

所述成型頭(115)能夠沿第一導桿(110)進行y軸移動；

所述第一導桿(110)能夠沿第二導桿(105)進行x軸移動；

所述支撐平臺(130)用于和成型頭(115)相配合完成單層模型的打印；

所述著色頭(120)固定在第三導桿(125)上，用于對所述模型的外圍進行著色，第三導桿(125)具有x、y軸的移動自由度。

本發明具有以下優點：

1.為了獲得較佳的著色效果，三維著色方案都要求沿著著色區域的法向進行著色，這就給著色裝置的外形設計和控制帶來了極大的困難。為了保證著色都是沿接觸面法向進行，本專利將接觸部分設計為球形接觸頭，這樣可以保證著色接觸區域受力始終沿輪廓法線方向。

2.傳統的三維著色方案是在形成每層截面的同時對整個截面層著色，這樣形成的模型在“看不到”的模型內部也有顏色，本發明只在模型外圍著色，大大降低了顏料成本。

3.混合塊可以使顏料進行第一次預混合，球形接觸頭的滾動可以使顏料進行再次混合，這樣的設計相當于使顏料經歷了二次混合過程，混色更加均勻。

4.增加彈簧柔性環節可避免發生剛性沖擊，防止損壞工件和著色裝置。

5.該設計結構簡單，零件可局部或整體更換，成本較低，可根據加工要求選擇不同的著色裝置的尺寸，便于系列化和標準化。

6.由于整體尺寸較小，也有利于降低著色過程中的色彩延遲現象。

附圖說明

圖1為本發明一個實施例中三維成型著色裝置結構示意圖；

圖2為本發明一個實施例中球形接觸頭的結構示意圖；

圖3為本發明一個實施例中將不同控制信號控制的四種顏料CMYK噴射到預混區進行初步混合的示意圖；

圖4為本發明一個實施例中混合塊的結構圖；

圖5為本發明一個實施例中混合塊的結構圖；

圖中，包括第一導桿(110)、第二導桿(105)、第三導桿(125)、成型頭(115)、著色頭(120)、支撐平臺(130)、球形接觸頭(205)、混合塊(210)、加熱電阻(215)、顏料通道(220)、柔性環節(225)。

具體實施方式

下面結合附圖和具體的實施例對本發明進行進一步的說明：

所述裝置包括第一導桿(110)、第二導桿(105)、第三導桿(125)、成型頭(115)、著色頭(120)和支撐平臺(130)；

所述成型頭(115)能夠沿第一導桿(110)進行y軸移動；

所述第一導桿(110)能夠沿第二導桿(105)進行x軸移動；

所述支撐平臺(130)用于和成型頭(115)相配合完成單層模型的打印；

所述著色頭(120)固定在第三導桿(125)上，用于對所述模型的外圍進行著色，第三導桿(125)具有x、y軸的移動自由度。