[發明專利]三維打印機及其工作方法

在審

• 申請號: 202310407072.7
• 申請日: 2023-04-14
• 公開（公告）號: CN116214924A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 蘇健強;何永剛
• 申請（專利權）人: 珠海天威增材有限公司
• 主分類號: B29C64/245
• 分類號: B29C64/245;B29C64/20;B29C64/209;B29C64/393;B29C64/236;B29C64/232;B29C64/118;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 珠海智專專利商標代理有限公司 44262
• 代理人: 林煜

本發明提供一種三維打印機及其工作方法，三維打印機，包括機架；載物臺，在機架上；第一打印噴頭，設在載物臺的上方；第二打印噴頭，設在載物臺的下方；第一驅動機構，可驅動第一打印噴頭相對載物臺移動；第二驅動機構，可驅動第二打印噴頭相對載物臺移動；支撐機構包括第一驅動單元和夾持單元，第一驅動單元可驅動夾持單元相對載物臺移動，并可驅動夾持單元在夾持狀態和松開狀態之間進行狀態切換；控制系統，分別與第一打印噴頭、第二打印噴頭、第一驅動機構、第二驅動機構和支撐機構電連接。本發明還提供上述三維打印機的工作方法，該三維打印機兼顧打印速度的同時降低產品數據模型的切片難度。

技術領域

本發明涉及三維打印技術領域，具體地說，是涉及一種三維打印機以及該三維打印機的工作方法。

背景技術

三維打印技術是通過三維打印機的控制系統控制打印噴頭和/或載物臺的行走路徑，使得打印噴頭噴射出的打印耗材在載物臺上堆積，以形成設定形狀的三維打印產品。與傳統制造技術相比，三維打印技術由于無需使用機加工設備(如車床、銑床、加工中心等)、模具、工裝夾具等參與產品成型，且可直接根據圖形數據對產品進行成型，進而能夠縮短產品的研制周期，大幅降低生產成本。

現有的FDM(熔融沉積成型)三維打印機基本上都采用三軸控制系統，即控制打印噴頭在X軸和Y軸方向上移動，控制載物臺在Z軸方向上移動；而由于單個打印噴頭的打印速度較慢，因此，為了適應快速打印生產要求，現有市面上推出一種雙打印噴頭的FDM三維打印機，該雙打印噴頭的FDM三維打印機依舊采用打印噴頭在X軸和Y軸方向上移動，載物臺在Z軸方向上移動的運動系統，且該FDM三維打印機的雙打印噴頭均設置在載物臺的上方，雙打印噴頭可同步或異步運動。

然而，當雙打印噴頭為同步運動時，由于雙打印噴頭之間有間隔距離，使得當打印產品的尺寸小于該間隔距離時，雙個打印噴頭中實際上只有一個打印噴頭在工作，導致打印速度被迫降低；當雙打印噴頭為異步運動時，同樣也會出現僅有一個打印噴頭進行工作的問題，并且在兩個打印噴頭運動過程中，還需要控制兩個打印噴頭實時進行相互避讓，使得控制打印噴頭運動的控制系統會變得復雜，也增加了FDM三維打印機的研發及制造難度，進而導致其生產成本增加。再者，該FDM三維打印機在打印產品時，在產品數據模型切片過程中既要考慮平面放置打印的最有效的放置角度，同時也要考慮打印噴頭運動打印對產品強度和質量的影響，增加了產品的切片難度。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的主要目的是提供一種可兼顧打印速度的同時降低產品數據模型的切片難度，解決打印噴頭間在打印過程中需實時相互避讓的問題，并具有更大可打印尺寸范圍的三維打印機。

本發明的另一目的是提供一種上述三維打印機的工作方法。

為了實現本發明的主要目的，本發明提供一種三維打印機，包括機架和載物臺，載物臺安裝在機架上，其中，三維打印機還包括第一打印噴頭、第二打印噴頭、第一驅動機構、第二驅動機構、支撐機構和控制系統，第一打印噴頭設置在載物臺的上方，第二打印噴頭設置在載物臺的下方，第一驅動機構安裝在機架上，第一驅動機構可驅動第一打印噴頭相對載物臺移動，第二驅動機構安裝在機架上，第二驅動機構可驅動第二打印噴頭相對載物臺移動，支撐機構包括夾持單元和第一驅動單元，第一驅動單元安裝在機架上，第一驅動單元可驅動夾持單元相對載物臺移動，第一驅動單元還可驅動夾持單元在夾持狀態和松開狀態之間進行狀態切換，控制系統分別與第一打印噴頭、第二打印噴頭、第一驅動機構、第二驅動機構和支撐機構電連接。

由上可見，通過對第一打印噴頭和第二打印噴頭的布局設計，使得三維打印機在兼顧打印速度的同時，還降低產品數據模型的切片難度，同時解決了現有的雙打印噴頭三維打印機存在的打印噴頭間在打印過程中需要實時相互避讓的問題，大幅度降低了控制系統的編程難度；此外，上述設計還能夠使得三維打印機具有更大可打印尺寸范圍。

一個優選的方案是，第二打印噴頭的噴射壓力大于第一打印噴頭的噴射壓力。