[發明專利]一種3D打印用的可調式外部支撐裝置

有效

• 申請號: 201710807481.0
• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN107498875B
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 徐敬華;盛紅升;張樹有;譚建榮
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B29C64/40
• 分類號: B29C64/40;B29C64/118;B33Y40/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 何彬

1.一種3D打印用的可調式外部支撐裝置，其特征在于，包括控制單元及受所述控制單元控制的升降橫移單元與支撐單元；

所述支撐單元安裝在所述升降橫移單元的位移輸出端上，所述支撐單元包括支架及用于伸至待支撐位置以支撐三維物體的懸空部位的伸縮式支撐桿，所述支撐桿的下端通過用于控制其相對所述支架的擺角的擺動驅動裝置與所述支架固定連接；

所述擺動驅動裝置包括用于將所述支撐桿的下端鉸接至所述支架上的鉸軸及用于拉推所述支撐桿繞所述鉸軸擺動的伸縮連桿；

所述伸縮連桿的一端與所述支撐桿鉸接，另一端與所述支架鉸接。

2.根據權利要求1所述的可調式外部支撐裝置，其特征在于：

所述支架在其高度方向上至少安裝有兩圈以上環繞其周向布置的所述支撐桿，每圈至少包括兩根以上的所述支撐桿。

3.根據權利要求2所述的可調式外部支撐裝置，其特征在于：

所述支架為兩級以上的伸縮桿結構，每級伸縮桿上至少安裝有一圈所述支撐桿。

4.根據權利要求2所述的可調式外部支撐裝置，其特征在于：

所述支架包括用于驅動至少一圈所述支撐桿繞所述支架的周向轉動以改變其支撐點位置的周向轉動驅動裝置及用于調整至少一圈所述支撐桿在所述高度方向上的位置的高度調整裝置。

5.根據權利要求1至4任一項權利要求所述的可調式外部支撐裝置，其特征在于：

所述升降橫移單元為驅動所述支撐單元在三維空間內做三維運動的三維驅動單元；相鄰的兩圈所述支撐桿在所述支架的周向上的位置為相互交錯布置，每圈所述支撐桿環繞所述支架的周向均勻布置，所述支撐桿為二級以上的伸縮式液壓桿；所述支架為二級以上的伸縮式液壓桿，伸縮式液壓桿上設有用于安裝所述支撐桿的耳座；所述擺動驅動裝置還包括用于向所述控制單元輸出擺角檢測信號的擺角檢測傳感器；所述支撐桿的支撐端為球面端，所述球面端涂布有與打印材料分離的表面層，所述球面端內置有加熱層。

6.根據權利要求1至4任一項權利要求所述的可調式外部支撐裝置，其特征在于，所述控制單元包括處理器及存儲器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執行時能實現以下步驟：

獲取步驟，獲取所述三維物體的數字模型；

支撐路徑規劃步驟，根據打印材料在當前打印工況下的臨界打印長度，規劃出所述數字模型的懸空部位上的支撐點集；

支撐步驟，在打印所述三維物體的過程中，控制伸縮桿伸至對應支撐點對所述三維物體的懸空部位進行支撐。

7.根據權利要求6所述的可調式外部支撐裝置，其特征在于，所述規劃出所述數字模型的懸空部位上的支撐點集的步驟包括：

以所述支架的垂向中心線為圓心軸線，由內向外地根據所述臨界打印長度規劃出的待支撐位置及從備選支撐點集中選定支撐點位置；所述備選支撐點集由未安排支撐的支撐桿的可能支撐點構成。

8.一種3D打印用的可調式外部支撐裝置，其特征在于，包括控制單元及受所述控制單元控制的升降橫移單元與支撐單元；

所述支撐單元安裝在所述升降橫移單元的位移輸出端上，所述支撐單元包括支架及用于伸至待支撐位置以支撐三維物體的懸空部位的伸縮式支撐桿，所述支撐桿的下端通過用于控制其相對所述支架的擺角的擺動驅動裝置與所述支架固定連接；

所述支架在其高度方向上至少安裝有兩圈以上環繞其周向布置的所述支撐桿，每圈至少包括兩根以上的所述支撐桿；

所述支架為兩級以上的伸縮桿結構，每級伸縮桿上至少安裝有一圈所述支撐桿；

安裝在一級伸縮桿上的擺動驅動裝置包括將所述支撐桿的下端鉸接至所述支架上的鉸軸及用于拉推所述支撐桿繞所述鉸軸擺動的伸縮連桿，所述伸縮連桿的一端與所述支撐桿鉸接，另一端與一級伸縮桿鉸接；

安裝在二級以上的伸縮桿上的擺動驅動裝置包括舵機，所述舵機的機殼與所述支架固定連接，所述支撐桿的下端與所述舵機的輸出軸固定連接。