[發明專利]3D打印模型成型方法及實施該方法的3D打印機

在審

• 申請號: 201810016582.0
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN107932903A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 馮森;邵偉力;牛曉元;何建新;劉凡;張志強
• 申請（專利權）人: 鄭州智高電子科技有限公司
• 主分類號: B29C64/188
• 分類號: B29C64/188;B29C64/30;B33Y40/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 王子龍

技術領域

本發明涉及一種3D打印模型成型方法及實施該方法的3D打印機。

背景技術

3D打印是一種新型的快速成型技術，能通過打印設備將特殊打印材料按照設計的3D模型逐層打印增加材料來制造三維產品，因此也被稱作增材制造，3D打印技術綜合了數字建模技術，機電控制技術、信息技術、材料科學與化學等諸多領域的前沿技術，被譽為“第三次工業革命”的核心技術，與傳統過制造技術相比，3D打印不必事先制造模具，不必在制造過程中去除大量的材料，也不必通過復雜的鍛造工藝就可以得到最終產品，在生產上具有結構易優化，制作效率和精密程度高、節約材料和節省能源等優勢。

而現有的3D打印機一般是采用三軸聯動的方式實現打印，在機體內設置打印承托板，打印承托板固定在機體底部，并在機體上設置龍門架式的聯動軸系，打印頭可以在聯動軸系上可上下、左右、前后移動，從而能夠實現逐層打印，最終形成成型的3D模型，而在在逐層打印后，由于玻璃鋼纖維從打印頭出來時為圓柱形，在逐層打印過程中，成型模型的層與層之間相互堆疊，會存在波形褶皺，從而導致模型的整體外觀光潔度較差，而且影響模型的整體精度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種3D打印模型成型方法，以解決現有技術中的3D模型成型后表面出現波形褶皺的問題；本發明的目的還在于提供一種實施該方法的3D打印機。

為實現上述目的，本發明 3D打印模型成型方法的技術方案是：

1、3D打印模型成型方法，將3D打印頭與雕刻頭聯動，在機體上設置用于對模型的外表面進行銑削加工的雕刻頭，將待打印的模型設計為上下分段式打印，主要采用以下步驟：（1）采用3D打印頭打印出模形的最底段；（2）移開3D打印頭，采用雕刻頭對最底段的外表面進行銑削加工；（3）移開雕刻頭，再采用3D打印頭在最底段的上端繼續疊層打印出上側的相鄰段；（4）移開打印頭，采用雕刻頭對上側的相鄰段的外表面進行銑削加工；（5）在上側的相鄰段的基礎上重復步驟（3）和步驟（4），完成打印。

2、在1的基礎上，打印過程中在待打印的模型的凸凹邊角處進行分段。

3、在1或2的基礎上，采用五軸聯動軸系作為用于驅動雕刻頭動作的雕刻軸系。

4、在1或2的基礎上，打印過程中通過模型承托板的上下運動調節與打印頭的上下相對位置。

本發明 3D打印機的技術方案是：

1、3D打印機，包括機體和設置在機體上的打印軸系，打印軸系上設置有3D打印頭，機體上設置有相對于3D打印頭上下移動的模型承托板，所述機體上還設有雕刻軸系，所述雕刻軸系上設置有在3D打印頭將模型打印出設定高度后對模型的外表面進行銑削處理的雕刻頭。

2、在1所述的3D打印機，其特征在于：所述雕刻軸系為五軸聯動軸系。

3、在1或2所述的3D打印機，其特征在于：所述機體上還設有驅動模型承托板上下運動以調節與打印頭之間的上下間距的驅動機構。

4、在1或2所述的3D打印機，其特征在于：所述機體上設置有水平方向間隔布置并同向延伸的用于驅動打印頭往復移動的導軌，所述雕刻軸系包括滑動裝配在導軌上的雕刻支撐軸，雕刻支撐軸上滑動裝配有雕刻頭。

本發明的有益效果是：相比于現有技術，本發明所涉及的3D打印模型成型方法，通過將打印頭和雕刻頭聯動，采用將待打印的模型分段式設計，在將模型打印一段后，通過雕刻軸系控制雕刻頭動作對打印出的一段進行外表面銑削加工， 從而能夠提高模型的外表面的整體光潔度和整體精度效果，結構比較簡單，而且將模型進行分段設計，既能實現對各段的模型進行打印后的表面光潔度處理，又能夠保證在對于復雜的模型結構進行打印時，雕刻頭能夠銑削到整體打印后無法銑削的位置，操作方便，而且保證打印效率的同時，提高了產品的質量。

附圖說明

圖1為本發明的3D打印機的具體實施例的結構示意圖；

圖2為本發明的3D打印機的Z1向電機在機體上的布置結構示意圖；

圖3為圖2的主視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施方式作進一步說明。

本發明的3D打印機的具體實施例，如圖1至圖3所示，該3D打印機應用于需要高光潔度和高精度的3D模型打印過程中，其包括機體1，在本實施例中，機體1為矩形框架，其包括四根以上的立柱13和支撐在立柱13的底側的下橫撐11以及固定在立柱13的上側的上橫撐12，上橫撐12和下橫撐11分別合圍成矩形框，定義前后方向為X向，左右方向為Y向，上下方向為Z向。