[發明專利]家具制造的3D打印機及其打印方法

有效

• 申請號: 201610352186.6
• 申請日: 2016-05-25
• 公開（公告）號: CN105818392B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 胡樹根;許增輝;章偉堅;顧大煒;鄭濤;胡豹
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B29C64/112
• 分類號: B29C64/112;B29C64/20;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y80/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 鄭海峰

技術領域

本發明涉及一種家具制造的3D打印機，特別是用于打印小型日常家具，可打印出各種形狀復雜、藝術化的家具。

背景技術

隨著現代工業的快速發展，傳統的減材制造模式在滿足人類對復雜形狀產品需求方面遇到了瓶頸。3D打印技術是利用增材原理可以打印出復雜形狀的產品，而且無需考慮產品工藝或模具，可以大大減少產品開發周期。經過二十多年的發展，3D打印技術已經不僅僅局限于機械加工領域，其在社會各個領域的應用得到了廣泛的認可。

而將3D打印技術與家具制造結合起來的方案，在當前的并沒有被人們發現，而且當前也沒有關于這一方面的理論研究和打印的方法介紹，屬于創新領域。在打印房屋建筑的同時考慮將住房所需要的家具也一同打印，極大的方便了住房者的入住，減少了后期房屋裝修的成本。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種家具制造的3D打印機及其使用方法。

家具制造的3D打印機包括控制系統、導軌、機械手、噴頭、固定板、輪架、桁架、鋼絲繩、支撐架、升降軸、配重板、從動鏈輪、鏈條、主動鏈輪、第一電機、滑輪、滑輪軸、第二電機、齒輪、齒條、卷筒、從動齒輪、主動齒輪、第三電機、輔助板；導軌固定在水平地面上，滑輪軸穿過滑輪固定在輪架上，第二電機與輪架固定，齒輪與第二電機固定，齒條與導軌固定，齒輪與齒條嚙合，支撐架與輪架固定，機械手與固定板固定，噴頭與固定板固定，固定板與鏈條固定，配重板與鏈條固定，第一電機帶動主動鏈輪旋轉，主動鏈輪與鏈條嚙合，從動鏈輪與鏈條嚙合，桁架與鋼絲繩固定，鋼絲繩纏繞在卷筒上，卷筒與升降軸固定，升降軸穿過支撐架與從動齒輪固定，第三電機與主動齒輪固定通過齒輪連接帶動升降軸旋轉，控制系統與第一電機連接、控制系統與第二電機連接、控制系統與第三電機連接。

所述的噴頭與打印材料傳輸管相連。

所述的機械手用于抓取放置預先打印好的輔助板。

家具制造的3D打印機的正向打印方法：

控制系統控制打印材料傳輸管將調制好的打印材料輸送到噴頭；

控制系統控制第一電機、第二電機旋轉帶動噴頭在X、Y軸兩個方向上按照預定的軌跡運動，同時噴出打印材料，打印出一層家具薄層；

控制系統控制第三電機旋轉帶動噴頭在Z軸方向上豎直運動，到達下一個薄層高度處；

控制系統控制第一電機、第二電機旋轉帶動噴頭在X、Y軸兩個方向上按照預定的軌跡運動，同時噴出打印材料，打印出下一層家具薄層，如此層層疊加形成家具胚型；

控制系統控制機械手抓取輔助板放在胚型頂部，成為家具上表面，干燥，打印完成。

家具制造的3D打印機的反向打印方法：

控制系統控制打印材料傳輸管將調制好的打印材料輸送到噴頭；

控制系統控制機械手抓取輔助板放置在預定位置；

控制系統控制第一電機、第二電機旋轉帶動噴頭在X、Y軸兩個方向上按照預定的軌跡運動，在輔助板上噴出打印材料，打印出一層家具薄層；

控制系統控制第三電機旋轉帶動噴頭在Z軸方向上豎直運動，到達下一個薄層高度處；

控制系統控制第一電機、第二電機旋轉帶動噴頭在X、Y軸兩個方向上按照預定的軌跡運動，同時噴出打印材料，打印出下一層家具薄層，如此層層疊加形成家具；

干燥之后，控制系統控制機械手將打印好的家具翻轉180度，輔助層變成上表面，打印完成。

家具制造的3D打印機的側向打印方法：

控制系統控制打印材料傳輸管將調制好的打印材料輸送到噴頭；

控制系統控制機械手抓取輔助板放置在預定位置；

控制系統控制第一電機、第二電機旋轉帶動噴頭在X、Y軸兩個方向上按照預定的軌跡運動，在輔助板上噴出打印材料，打印出一層家具薄層；

控制系統控制第三電機旋轉帶動噴頭在Z軸方向上豎直運動，到達下一個薄層高度處；

控制系統控制第一電機、第二電機旋轉帶動噴頭在X、Y軸兩個方向上按照預定的軌跡運動，同時噴出打印材料，打印出下一層家具薄層，如此層層疊加形成家具；

干燥之后，控制系統控制機械手將打印好的家具翻轉90度，輔助層變成側表面，打印完成。

使用本發明，家具制造過程全部由控制系統控制完成，自動化程度高，操作簡單方便，極大地的降低了人力成本。同時能在短時間能制造出形狀結構復雜的家具，極大的提高了生產效率。而且使用者可以根據自己個人的喜好設計出不同樣式的、個性化、藝術化的家具結構，滿足不同人的額需求。

附圖說明