[發明專利]一種混色3D打印機噴頭及打印方法

有效

• 申請號: 201710234107.6
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN107053658B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 史廷春;韓淼;陸亮亮;張保軍;岳秀艷
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/336;B33Y30/00
• 代理公司: 杭州奧創知識產權代理有限公司 33272
• 代理人: 王佳健

本發明設計了一種混色打印噴頭，并且提供了一種3D打印機單噴頭混色打印方案。該混色噴頭是三進一出打印噴頭。三個進料管分別供給不同的顏色的材料，不同顏色的材料在加熱管的作用下于三級混合腔內融化并混合，根據原料三原色原理，可以調制出各種不同顏色。噴嘴與三級混合腔連通，在擠出機壓力的作用下，混合均勻的原料液體從噴嘴擠出。本發明解決了現有單噴頭只能打印一種顏色的缺點，并且理論上可以打印出任意混合顏色。

技術領域

本發明涉及到3D打印機技術領域，尤其涉及一種混色3D打印機噴頭及打印方法。

背景技術

3D打印有兩種定義，狹義指“MIT開發的以粉末為基礎的制造技術”。廣義上指所有的增材制造技術（Additive Manufacturing）。目前，3D打印機的打印原理主要有如下幾類：

1.以高分子聚合反應為基本原理：激光立體印刷（Stereolithography，SLA）、高分子噴射技術（Polymer Jetting）、數字化光照加工術（Digital Lighting Processing）、微型立體印刷術（Micro Stereolithography）。

2.以燒結和熔化為基本原理：選擇性激光燒結技術（Selective LaserSintering，SLS）、選擇性激光熔化技術（Selective Laser Melting，SLM）、電子束熔化技術（Electron Beam Melting，EBM）、熔融沉積造型技術（Fused Deposition Modeling，FDM）。

3.以粉末-粘合劑為基本原理：三維打印技術（Three Dimensional Printing，3DP）。每一種快速成型技術的具體原理都不盡相同，但是主要都是根據物體的三維模型，經過分層軟件進行分層后輸出G代碼文件，由G代碼文件一層層的堆積打印，直至制造出整個立體模型。

其中，基于現有技術的混色打印方式主要有：使用白色材料打印物體，打印完成后再涂上相應的顏色，缺點是實施起來相對繁瑣；使用彩虹色的材料進行單噴頭打印物體，不能精確控制物體的打印顏色；使用兩進一出混色噴頭進行打印，只能兩種顏色混合打印，不能實現完全的彩色打印；綜上所述，這些打印方法及打印流程本質上都不是真正意義上的彩色3D打印。

發明內容

本發明的目的在于針對現有混色噴頭易堵塞以及材料混色不均勻打印的缺點與不足，提供了一種三進一出的混色打印噴頭及打印方法。

為實現上述的目的，本發明設計了一種混色打印噴頭，并且提供了一種3D打印機單噴頭混色打印方法。

混色噴頭的核心包括：散熱裝置、加熱塊以及三級混合腔。三個進料管分別供給不同的顏色的材料，不同顏色的材料在加熱管的作用下于三級混合腔內融化并混合，根據原料三原色原理，在三級混合腔內充分均勻混合，可以調制出各種不同顏色。加熱塊中包含溫控組件、加熱裝置以及三級混合腔，溫控組件用于監測控制加熱溫度變化；加熱裝置用于加熱融化材料；三級混合腔包括三級混合腔室，初級混合腔室與材料直接接觸，開有1毫米的混合孔，加熱融化后從每個小孔中流入并混合，次級混合腔室開有0.75毫米的混合孔，接收初級混合腔室流入的材料液體并二次混合，末級混合腔室開有0.5毫米的混合孔，與噴嘴相連，接收來自次級混合腔室流入的材料液體并第三次混合，經過三次不同程度的混合之后，可以實現很好的全彩色效果。每個進料管外部都裝配有一個散熱裝置，為進料管進行散熱，防止溫度過高導致材料在進料管內融化堵塞噴頭。噴嘴與三級混合腔連通，在擠出機壓力的作用下，混合均勻的彩色原料液體從噴嘴擠出。

本發明中的三進一出混色噴頭利用材料三原色原理，在三級混合腔內充分均勻混合，理論上可以實現全彩打印。本發明方法工藝簡單、生產效率高、成本低，而且充分材料，節約資源。

附圖說明

圖1是本發明熔融沉積式混色打印噴頭整體結構示意圖；