[發明專利]一種多頭分控3D打印機

有效

• 申請號: 201710432171.5
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107175816B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 李彬;王紅
• 申請（專利權）人: 洛陽理工學院
• 主分類號: B29C64/20
• 分類號: B29C64/20;B29C64/232;B29C64/236;B29C64/245;B29C64/205;B33Y30/00
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 苗強

一種多頭分控3D打印機，縱向導軌為沿橫向導軌中間位置對稱分布的兩條導軌，每條縱向導軌上對稱設置兩個掛載有3D打印頭的打印頭掛載滑塊，兩條縱向導軌上的四個3D打印頭在打印平臺的四個區域完成打印，且每完成一層打印，打印平臺在動力機構驅動下轉動3.6度，以使四個打印頭所對的打印區域堆疊在下層相鄰兩個打印區域的結合處上。本發明的四個打印頭同時作業，彼此不會產生干擾，大幅度提高了打印效率，通過將打印平臺設置成可轉動的，這樣在每完成一層打印作業后將打印平臺轉動一定角度，從而改變每個打印頭的打印區域，形成不同打印層間的錯位堆疊，提高了打印產品的強度和穩定性。

技術領域

本發明涉及到3D打印技術領域，具體的說是一種多頭分控3D打印機。

背景技術

3D打印技術誕生于上世紀80年代的美國，此后馬上出現第一波小高潮，美國很快涌現出多家3D打印公司；1984年，Charles Hull開始研發3D打印技術，1986年，他自立門戶，創辦了世界上第一家3D打印技術公司（3DSystems公司也是目前3D市場領軍者之一），同年發布了第一款商用3D打印機。1988年，Scott Crump發明了FDM熱熔擠制成型技術，并于1989年成立了現在的另一家3D打印上市公司Stratasys（NASDAQ：SSYS），該公司在1992年賣出了第一臺商用3D打印機。

我國從1991年開始研究3D打印技術，當時的名稱叫快速原型技術（RapidPrototyping），即開發樣品之前的實物模型；具體在國際上有幾種成熟的工藝，分層實體制造（LOM）、立體光刻（SL）、熔融擠壓（FDM）、激光燒結（SLS）等，國內也在不斷跟蹤開發。2000年前后，這些工藝從實驗室研究逐步向工程化、產品化轉化。由于做出來的只是原型，而不是可以使用的產品，而且國內對產品開發也不重視，大多是抄襲，所以快速原型技術在中國工業領域普及得很慢，全國每年僅銷售幾十臺快速原型設備，主要應用于職業技術培訓、高校等教育領域。

3D打印機操作員為系統人為的設定3D打印所需的參數，該參數預存在相應的存儲設備中或者就存在電腦里，打印機的控制系統從存儲設備里或者從電腦里獲取3D模型數據，進行相應的分析，切片，再對切片后的2D圖片進行路徑規劃，同時建立出合理的支撐部分，最后由中控系統按照軟件的設定自動生成3D打印機所需要的控制指令，即G代碼。控制板上的步進電機驅動器接受命令驅動相應的步進電機帶動打印頭進行工作。打印頭開始吐絲按照點動成線，線動成面的原理繪制2D圖層，一層層的把模型制作出來，z軸的每次移動量都是人為設定好的距離，也叫作層高。模型的打印完成之后,還需要后期的打磨，拋光，或者上色等后續工作。

3D打印技術在最近幾年里實現爆發式的高速發展，尤其是在桌面級的3D打印領域表現尤為突出。國內外很多的手辦生產商3D打印愛好者都可以使用3D打印機，把自己設計，改進的零件或者其他新奇作品低成本快速的制造出來，3D打印還有一個優點：就是它的層堆積增材制造方式完美解決了開模制造的限制條件，極大地釋放了設計師的想象力。

然而3D打印機并非萬能的，它的工作速度還做不到變魔術那樣炫麗，以成本最低的FDM型打印機來說，它的工作方式就和蠶吐絲做繭一樣，屬于慢工出細活，打印一個十公分高的人像模型往往需要十個小時左右的時間，等待是一個讓人非常痛苦的過程。還有一個特性就是打印精度每提高一倍，相應的最終成型所需時間也將成倍增加，這個是3D打印制造方式所具有的屬性。那么在這個精益求精的、快節奏的以及個性化的社會生活背景下，低成本高效高精個性化的生產方式已然成為一個尚未得到滿足的市場需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種多頭分控3D打印機，該3D打印機具有四個同時工作的打印頭，而且四個打印頭分區域獨立運動，彼此不會產生干擾，通過將打印平臺轉動實現了不同打印層間的堆疊，不僅大幅度提高了打印效率，而且四個打印頭間也不會產生干擾，由于不同層間相互錯位疊合，也提高了打印產品的強度和穩定性。