[發明專利]一種3D打印機和3D打印方法

在審

• 申請號: 202010614632.2
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111644567A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 虎鑫;彭凡;魯云;劉軼;周志軍
• 申請（專利權）人: 共享智能鑄造產業創新中心有限公司
• 主分類號: B22C9/02
• 分類號: B22C9/02;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 孫曉紅

本發明公開了一種3D打印機和3D打印方法，該3D打印方法包括：分別控制鋪砂器和打印頭向工作臺板下砂和噴墨；控制所述鋪砂器和所述打印頭兩者在水平面上沿閉環曲線運動；控制所述鋪砂器和所述打印頭兩者或者所述工作臺板在豎直方向上運動，以實現打印。上述3D打印方法不僅可以大大提高打印效率，而且可以解決由于頻繁加減速而造成鋪砂器和打印頭的關鍵零部件機械壽命下降的問題。

技術領域

本發明涉及3D打印技術領域，特別涉及一種3D打印機和3D打印方法。

背景技術

隨著3D打印技術的日趨成熟，鑄造領域使用的砂型3D打印機得到了廣泛應用，常規砂型3D打印機的工作箱一般為矩形，矩形的工作箱大小決定了可打印的工件大小。

在現有技術中，3D打印機包括鋪砂器、打印頭和工作臺板，工作臺板設于工作箱的內部，并且可以沿著工作箱的軸向運動，鋪砂器和打印頭兩者通過滑動機構設置于工作臺板的上方位置，且鋪砂器和打印頭兩者分布于打印區域的兩側；其中，在打印過程中，首先，鋪砂器向工作臺板鋪設一層砂料，然后，具有噴墨功能的打印頭向工作臺板上的砂料噴一次液料，一層打印完成后，工作臺板下降一個層厚，如此往復進行，這樣一來，摻在砂料中的液料與打印頭每層噴出的液料發生化學反應，產生固化，從而打印出產品。然而，打印過程中，鋪砂器與打印頭不能同時工作，即，待鋪砂器鋪完一層砂料后，打印頭方可執行噴墨動作，這就決定了打印效率不是很高，而且矩形工作箱打印過程中，鋪砂器、打印頭都是往復運動，加減速過程中并不適合執行打印，這不僅浪費時間，大大影響了打印效率，打印每一箱產品，往往要花費幾個小時甚至幾十個小時時間，成為3D打印機在鑄造領域發展的瓶頸。

因此，如何避免傳統3D打印機的打印效率低下，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種3D打印方法，該打印方法可以使鋪砂器和打印頭同時且連續在閉環軌道內工作，從而可以大大提高打印效率；同時還可以避免由于頻繁加減速而造成的3D打印機的關鍵零部件機械壽命下降。本發明的另一目的是提供一種3D打印機。

為實現上述目的，本發明提供一種3D打印方法，包括：

分別控制鋪砂器和打印頭向工作臺板下砂和噴墨；

控制所述鋪砂器和所述打印頭兩者在水平面上沿閉環曲線運動；

控制所述鋪砂器和所述打印頭兩者或者所述工作臺板在豎直方向上運動，以實現打印。

可選地，同步執行所述控制所述鋪砂器和所述打印頭兩者在水平面上沿閉環曲線運動的步驟和所述控制所述鋪砂器和所述打印頭兩者或者所述工作臺板在豎直方向上運動的步驟，以實現螺旋打印；

并且所述分別控制鋪砂器和打印頭向工作臺板下砂和噴墨的步驟，具體為：

控制所述鋪砂器和所述打印頭兩者與所述工作臺板呈相同的預設角度分別下砂和噴墨；且控制所述鋪砂器沿遠離所述閉環曲線中心方向的不同下砂部的下砂量遞增，控制所述打印頭沿遠離所述閉環曲線中心方向的不同噴墨部的噴墨量遞增。

可選地，所述控制鋪砂器和打印頭兩者或者工作臺板在豎直方向上運動的步驟，具體為：

控制所述鋪砂器和所述打印頭兩者沿豎直方向上升；或者，

控制所述工作臺板沿豎直方向下降。

可選地，所述預設角度具體為0°-10°。

可選地，重復執行所述分別控制鋪砂器和打印頭向工作臺板下砂和噴墨的步驟至所述控制所述鋪砂器和所述打印頭兩者或者所述工作臺板在豎直方向上運動的步驟，以實現逐層打印；

所述控制所述鋪砂器和所述打印頭兩者在水平面上沿閉環曲線運動的步驟和所述控制所述鋪砂器和所述打印頭兩者或者所述工作臺板在豎直方向上運動的步驟之間，還包括：