本發(fā)明涉及三維打印機，特別是一種彩色三維打印機及其打印方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今三維打印技術(shù)使用廣泛，比較普遍的是使用熔融沉積技術(shù)的打印機。現(xiàn)有的采用熔融技術(shù)的三維打印機以預(yù)制的塑料線為材料并大多由單一噴嘴對塑料進(jìn)行熔融并擠出，完成工件的成型，一般情況下，對于單一模型只能使用一種材料或一種顏色。

對打印顏色或材料的單一問題，現(xiàn)有三維打印機也有一些改進(jìn)方案。

第一種改進(jìn)方案是使用多個熱端固定在三維打印機活動平臺上，使用多種線材輸入從而實現(xiàn)多色打印，由于多個熱端并行固定在三維打印機活動平臺上，噴嘴間存在距離，這個距離需要精確的測定并在軟件中進(jìn)行校正，否則會帶來多色打印時的顏色重疊。在多噴頭系統(tǒng)中，多個安裝在同一平面的噴頭由于安裝誤差，不在工作的噴頭有幾率和打印出的模型產(chǎn)生剮蹭，嚴(yán)重時可能破壞模型和噴頭。在三維打印機使用中，不在工作的噴頭內(nèi)部可能仍存在融化的塑料，帶來塑料的溢漏，污染模型。更重要的是，這種方案并不能實現(xiàn)真正意義上的彩色三維打印。打印的顏色仍受制于輸入的線材顏色。

第二種改進(jìn)方案是采用定制的熱端，使用多種耗材直接輸入到噴頭中并最終使用一個噴頭擠出，實現(xiàn)了多種不同耗材的混色。本方案在使用時必須同時插入三種顏色的耗材，否則會由于融化耗材的回流而導(dǎo)致喉管處堵塞。由于采用熔融沉積技術(shù)的三維打印機在正常工作中為了避免耗材的溢漏污染模型，需要噴頭不擠出材料時對耗材進(jìn)行回抽，該操作在一個模型的成型中會被大量執(zhí)行，然而由于本方案的定制熱端擁有復(fù)雜的幾何形狀，增大了阻力，從而會增加所需的擠出力度并且削弱了耗材高速回抽的有效性，容易導(dǎo)致耗材殘留，削弱了回抽本可帶來的有益效果，同時在設(shè)計使用中，回抽設(shè)置不當(dāng)極易帶來堵塞。另外在噴嘴中進(jìn)行混色時，由于混色腔小，容易出現(xiàn)混色不均勻而導(dǎo)致擠出的顏色不可控，也就是說盡管能夠輸出彩色的效果，但顏色不可準(zhǔn)確控制。因此，本方案使用不便、易堵塞、不穩(wěn)定、顏色不可控的弊端限制了其在生產(chǎn)中應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要達(dá)到的目的就是提供一種彩色三維打印機，避免耗材過度回流導(dǎo)致喉管處堵塞。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：彩色三維打印機，包括控制器、擠出裝置和打印平臺，控制器控制擠出裝置和打印平臺工作，打印平臺設(shè)有打印噴頭，擠出裝置與打印噴頭連通，擠出裝置包括進(jìn)料組件和混色組件，進(jìn)料組件位于混色組件的上游側(cè)并與混色組件連通，進(jìn)料組件設(shè)有多套，混色組件包括一熱熔腔和多根喉管，喉管與進(jìn)料組件一一對應(yīng)，進(jìn)料組件將耗材送至喉管，喉管的下游端與熱熔腔連通，喉管的管孔內(nèi)設(shè)有在耗材回流時跟隨耗材運動后將喉管關(guān)閉的止逆件。

進(jìn)一步的，所述喉管的管孔包括相連接的第一孔段和第二孔段，第一孔段的孔徑D1小于第二孔段的孔徑D2，第一孔段位于第二孔段的上游側(cè)，第一孔段與第二孔段的連接處形成擴口，止逆件設(shè)于第二孔段內(nèi)，止逆件在耗材回流時跟隨耗材運動至擴口與擴口配合密封。

進(jìn)一步的，所述止逆件為球體，擴口為圓錐面結(jié)構(gòu)，球體的直徑為D3，D3大于D1且小于D2。

進(jìn)一步的，所述第二孔段內(nèi)設(shè)有防止止逆件隨耗材運動出第二孔段的限位件，限位件伸入第二孔段內(nèi)的部分與第二孔段的孔壁形成流通口，流通口的橫截面積不小于第二孔段橫截面積的1/3。

進(jìn)一步的，所述限位件為螺釘，喉管設(shè)有與螺釘配合的螺紋孔。

進(jìn)一步的，所述進(jìn)料組件包括用于存放線狀耗材的放置架和用于將放置架上的線狀耗材輸入混色組件的送料器，送料器與喉管一對一連通。

進(jìn)一步的，所述進(jìn)料組件包括存放耗材原料的料斗和用于將耗材原料擠成線狀耗材的擠出器，料斗與擠出器一對一連通，擠出器與喉管一對一連通。

進(jìn)一步的，所述擠出器與混色組件之間設(shè)有壓料組件，壓料組件包括成對設(shè)置的壓料輥，擠出器擠出的線狀耗材從成對的壓料輥之間穿過后達(dá)到目標(biāo)直徑。

進(jìn)一步的，所述混色組件的下游側(cè)設(shè)有用于將混色后的耗材輸出的輸出器，輸出器包括輸出座、輸出主動輪、輸出從動輪和輸出電機，輸出電機帶動輸出主動輪，輸出從動輪轉(zhuǎn)動連接在輸出座上，輸出主動輪與輸出從動輪之間形成輸出間隙，輸出座上設(shè)有進(jìn)料口和出料口，進(jìn)料口的進(jìn)料方向、輸出間隙與出料口的出料方向在同一直線上。

采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：止逆件在喉管的管孔內(nèi)可以隨耗材流動而運動，即在喉管的管孔內(nèi)具有行程，當(dāng)耗材從上游向下游流動時，會帶動止逆件在喉管的管孔內(nèi)向下游運動，從而將喉管打開，讓耗材可以正常流動，當(dāng)耗材回流時，喉管內(nèi)的耗材從下游向上游回流，會帶動止逆件在喉管的管孔內(nèi)向上游運動，在運動一定行程后將喉管關(guān)閉，不僅能夠避免耗材過度回流導(dǎo)致喉管處堵塞，而且因為止逆件不會在耗材回流時馬上將喉管關(guān)閉，使得喉管的上游端與下游端壓力可以在回流過程中保持平衡，不會因為喉管上游回流而混色組件繼續(xù)輸出導(dǎo)致喉管下游形成負(fù)壓，有利于讓止逆件將喉管可靠關(guān)閉，同時在重新開始順流后，又有利于止逆件及時運動將喉管快速打開。

本發(fā)明還提供一種使用上述任一彩色三維打印機的打印方法，包括以下步驟：

1)在控制器設(shè)置打印參數(shù)；

2)各個進(jìn)料組件內(nèi)添加不同顏色的耗材，控制器根據(jù)打印參數(shù)分別控制各套進(jìn)料組件以各自的進(jìn)給速率向混色組件輸送耗材；

3)混色組件對耗材進(jìn)行混色；

4)混色后的耗材輸送至打印平臺；

5)控制器根據(jù)打印參數(shù)控制打印平臺，由打印噴頭打印目標(biāo)物品；

6)打印噴頭進(jìn)行打印的同時，控制器根據(jù)打印參數(shù)分別控制各套進(jìn)料組件以各自的進(jìn)給速率向混色組件輸送耗材進(jìn)行調(diào)色。

進(jìn)一步的，所述控制器根據(jù)目標(biāo)物品上每種顏色所用的耗材量計算擠出裝置輸出每種顏色耗材的體積，擠出裝置輸出預(yù)定體積的前一顏色的耗材后開始混色輸出后一顏色的耗材。

進(jìn)一步的，所述控制器對擠出裝置輸出耗材的直徑和速率進(jìn)行檢測記錄并獲得擠出裝置輸出耗材的流量，并與打印參數(shù)中設(shè)定的流量進(jìn)行比較，然后對進(jìn)料組件的進(jìn)給速率進(jìn)行調(diào)整。

進(jìn)一步的，所述打印平臺上設(shè)有輔助塊，在擠出裝置從前一顏色變換成后一顏色的過程中，打印噴頭將耗材打印到輔助塊上。

進(jìn)一步的，所述控制器在耗材回抽時降低擠出裝置的耗材輸出速率，回抽結(jié)束后，擠出裝置保持同樣的耗材輸出速率輸出耗材，直到擠出裝置到打印噴頭之間的耗材體積恢復(fù)正常后，擠出裝置恢復(fù)原來的耗材輸出速率。

采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：由于喉管在回流時可以被止逆件關(guān)閉，因此可以配合打印噴頭的回抽來降低擠出裝置的進(jìn)給速率，使得擠出裝置與打印噴頭之間的耗材體積不會發(fā)生大的變化，也有利于停止回抽后快速恢復(fù)正常的打印工作，從而提高打印效率及打印質(zhì)量。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

圖1為本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例一中擠出裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例一中擠出裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖(軸測)；

圖4為本發(fā)明實施例一中擠出裝置的分解示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例一中混色組件的示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例一中輸出器的示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例二中進(jìn)料組件的示意圖。

具體實施方式

實施例一：

本發(fā)明首先提供一種彩色三維打印機，如圖1所示，包括控制器K、擠出裝置J和打印平臺P，控制器K控制擠出裝置J和打印平臺P工作，打印平臺P設(shè)有打印噴頭P1，擠出裝置J與打印噴頭P1連通。擠出裝置包括進(jìn)料組件和混色組件，進(jìn)料組件位于混色組件的上游側(cè)并與混色組件連通，進(jìn)料組件設(shè)有多套，混色組件包括一熱熔腔和多根喉管，喉管與進(jìn)料組件一一對應(yīng)，進(jìn)料組件將耗材送至喉管，喉管的下游端與熱熔腔連通，喉管的管孔內(nèi)設(shè)有在耗材回流時跟隨耗材運動后可將喉管關(guān)閉的止逆件。

首先作出說明，本發(fā)明中所指的上游、下游等描述，是參照打印機打印時耗材的流動方向來定義的，耗材從進(jìn)料組件流動到三維打印機的打印平臺進(jìn)行打印，因此進(jìn)料組件可以認(rèn)為是起點，而打印平臺的噴頭可以認(rèn)為是終點。止逆件在喉管的管孔內(nèi)可以隨耗材流動而運動，即在喉管的管孔內(nèi)具有行程，當(dāng)耗材從上游向下游流動時，會帶動止逆件在喉管的管孔內(nèi)向下游運動，從而將喉管打開，讓耗材可以正常流動，當(dāng)耗材回流時，喉管內(nèi)的耗材從下游向上游回流，會帶動止逆件在喉管的管孔內(nèi)向上游運動，在運動一定行程后將喉管關(guān)閉，不僅能夠避免耗材過度回流導(dǎo)致喉管處堵塞，而且因為止逆件不會在耗材回流時馬上將喉管關(guān)閉，使得喉管的上游端與下游端壓力可以在回流過程中保持平衡，不會因為喉管上游回流而熱熔腔繼續(xù)輸出導(dǎo)致喉管下游形成負(fù)壓，有利于讓止逆件將喉管可靠關(guān)閉，同時在重新開始順流后，又有利于止逆件及時運動將喉管快速打開。止逆件將喉管關(guān)閉，熔化的耗材留在加熱的區(qū)域而不流入喉管的上游端(冷端)，從而避免喉管堵塞。由于混色過程在一獨立的熱熔腔中進(jìn)行，而不是在噴嘴中，這意味著有更大的混合空間以促進(jìn)顏色的充分混合。

如圖2所示，在本實施例中，擠出裝置J從上游到下游依次設(shè)置包括進(jìn)料組件A、壓料組件B、混色組件C和輸出器D，進(jìn)料組件、壓料組件、混色組件和輸出器均固定在擠出裝置J的殼體1上。進(jìn)料組件和壓料組件分別設(shè)有四套，為了減少空間的占用，進(jìn)料組件和壓料組件分成兩層設(shè)置，每層各兩套，為此在殼體1包括一擱板11和一底板12，擱板11用來安裝位于上層的兩套進(jìn)料組件和壓料組件，另外兩套進(jìn)料組件和壓料組件固定在殼體1的底板12上。為了增加殼體1的強度，可以增加框架，框架由多根桿體13組成，然后將板體14、擱板11和一底板12安裝到桿體13上形成殼體1。

結(jié)合圖3和圖4看，進(jìn)料組件包括存放耗材原料的料斗2和用于將耗材原料擠成線狀耗材9的擠出器，料斗2與擠出器一對一連通，擠出器與喉管41一對一連通。采用料斗2后，可以采用成本較低的顆粒狀或其他非線狀的耗材原料。為了避免設(shè)備空轉(zhuǎn)，可以在料斗2設(shè)有用于檢測耗材原料的檢測器，當(dāng)料斗2內(nèi)的耗材原料將要耗盡時由檢測器發(fā)出信號來提醒用戶添加耗材原料。耗材原料可以是自帶顏色的原料，也可以通過混合色粉，通過進(jìn)料組件混合處理后獲得目標(biāo)顏色的耗材。

而為了將顆粒狀的耗材原料制成線狀耗材9，需要擠出器來實現(xiàn)。擠出器包括擠料筒21和擠出螺桿22，擠出螺桿22設(shè)在擠料筒21內(nèi)，料斗2通過進(jìn)料管201與擠料筒21連通，將耗材原料送入擠料筒21，為了進(jìn)料方便，擠料筒21的上游端連接進(jìn)料槽體23，進(jìn)料槽體23的頂部設(shè)置進(jìn)料孔231，進(jìn)料管201與進(jìn)料孔231連接，進(jìn)料槽體23通過進(jìn)料支架24固定在殼體1上。在殼體1上設(shè)置驅(qū)動電機25來帶動擠出螺桿22，擠出螺桿22穿過進(jìn)料槽體23和進(jìn)料支架24與驅(qū)動電機25傳動連接，由于混色時可以是兩種、三種或四種顏色的耗材進(jìn)行混色，因此不同進(jìn)料組件的進(jìn)料動作可以互不關(guān)聯(lián)，因此每個擠出螺桿22都設(shè)有一個驅(qū)動電機25來帶動，驅(qū)動電機25可以采用伺服電機。驅(qū)動電機25與擠出螺桿22之間的傳動連接方式可以采用齒輪傳動，在驅(qū)動電機25的電機軸上設(shè)置主動齒輪251，在擠出螺桿22上設(shè)置從動齒輪221，主動齒輪251與從動齒輪221嚙合來實現(xiàn)傳動。此外也可以采用皮帶帶輪傳動或鏈條鏈輪傳動等等常見的傳動方式。擠出器還包括對擠出的耗材進(jìn)行加熱熔化的加熱器26，加熱器26設(shè)在擠料筒21的下游端，加熱器26通過第一隔熱件27與加熱支架28連接，加熱支架28固定在殼體1上，加熱器26上設(shè)有擠出噴嘴29，經(jīng)過加熱器26加熱熔化的耗材從擠出噴嘴29擠出形成線狀耗材9。擠出噴嘴29的外側(cè)設(shè)有第一散熱片291，促進(jìn)耗材散熱，避免耗材擠出后下垂。由于第一散熱片291的散熱效果有限，線狀耗材9擠出后仍然可能受重力影響而下垂，因此在殼體1上設(shè)置了第一冷卻風(fēng)扇20對線狀耗材9進(jìn)行降溫固形，但是線狀耗材9仍然處于相對柔軟的形態(tài)，可以進(jìn)行塑形加工。

為了讓線狀耗材9的直徑能夠滿足喉管41的管孔內(nèi)徑的要求，擠出器與混色組件之間設(shè)有壓料組件，壓料組件包括成對設(shè)置的壓料輥31，擠出器擠出的線狀耗材9從成對的壓料輥31之間穿過后達(dá)到目標(biāo)直徑。壓料輥31是被動輥，線狀耗材9向下游運動時會帶動壓料輥31轉(zhuǎn)動。壓料輥31安裝在壓料支架32上，壓料支架32安裝在殼體1上。目標(biāo)直徑可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。

由于混色組件只有一套，而為了將多根線狀耗材9輸入到混色組件中，壓料組件的下游設(shè)有導(dǎo)料管33，線狀耗材9穿過壓料組件后進(jìn)入導(dǎo)料管33，導(dǎo)料管33的下游端與喉管41接通。耗材采用塑料時，導(dǎo)料管33可以采用特氟龍管，特氟龍管可以有特定的形狀，將多根線狀耗材9引導(dǎo)到混色組件中。

混色組件包括一熱熔腔4和四根喉管41，每根喉管41對應(yīng)連接一根導(dǎo)料管33，本實施例中共設(shè)置四根喉管41，喉管41的下游端與熱熔腔4連通，熱熔腔4具有較大的空間可以將四根線狀耗材9再次熔化并混合到一起。喉管41的下游端伸入熱熔腔4中，因此熱熔腔4在加熱過程中也會對喉管41進(jìn)行加熱，因此進(jìn)入喉管41中的耗材可以先進(jìn)行預(yù)熱熔化。

結(jié)合圖5，喉管41的管孔包括相連接的第一孔段411和第二孔段412，第一孔段411的孔徑D1小于第二孔段412的孔徑D2，第一孔段411位于第二孔段412的上游側(cè)，第一孔段411與第二孔段412的連接處形成擴口413，止逆件42設(shè)于第二孔段412內(nèi)，止逆件42在耗材回流時跟隨耗材運動至擴口413與擴口413配合密封。在本實施例中，止逆件42為球體，擴口413為圓錐面結(jié)構(gòu)，球體的直徑為D3，D3大于D1且小于D2。此外，止逆件42也可以采用栓柱，栓柱的上游端設(shè)置圓錐面結(jié)構(gòu)，從而與擴口413配合實現(xiàn)密封。除了圓錐面結(jié)構(gòu)，也可以采用平面結(jié)構(gòu)或圓弧面結(jié)構(gòu)等實現(xiàn)密封。

由于止逆件42可以在第二孔段412內(nèi)自由運動，為了防止止逆件42隨耗材運動出第二孔段412，第二孔段412內(nèi)設(shè)有限位件43，為了避免限位件43影響耗材的流動，限位件43伸入第二孔段412內(nèi)的部分與第二孔段412的孔壁形成流通口，流通口的橫截面積不小于第二孔段412橫截面積的1/3。限位件43可以采用螺釘，喉管41設(shè)有與螺釘配合的螺紋孔，可以通過調(diào)節(jié)限位件43的位置對流通口的橫截面積進(jìn)行調(diào)整，實現(xiàn)耗材流速的控制。當(dāng)然除了螺釘，限位件43也可以采用銷釘或擋圈等零件，或者在第二孔段412是分成兩個部分加工的基礎(chǔ)上，限位件43也可以是直接在第二孔段412內(nèi)成型的凸筋。

回到圖3，混色組件還包括熱熔支架44，熱熔支架44固定在殼體1上，熱熔支架44上設(shè)有第二隔熱件45，熱熔腔4固定在第二隔熱件45上，喉管41穿過第二隔熱件45設(shè)置，熱熔腔4的下游端設(shè)有將混色后的耗材輸出的第二噴嘴46。第二噴嘴46的外側(cè)可以設(shè)置第二散熱片461。

最初的進(jìn)給壓力已不能滿足混色后耗材高速出料的需求，因此第二噴嘴46擠出混色后的線狀耗材9，通過輸出器輸出。輸出器位于混色組件的下游側(cè)，結(jié)合圖3和圖6所示，輸出器包括輸出座51、輸出主動輪52、輸出從動輪53和輸出電機5，輸出電機5的輸出軸穿過輸出座51，輸出主動輪52可以直接安裝在輸出電機5的輸出軸上，輸出電機5帶動輸出主動輪52，輸出從動輪53轉(zhuǎn)動連接在輸出座51上，輸出主動輪52與輸出從動輪53之間形成輸出間隙，輸出座51上設(shè)有進(jìn)料口501和出料口502，進(jìn)料口501的進(jìn)料方向、輸出間隙與出料口502的出料方向在同一直線上。輸出座51包括基體511和蓋體512，基體511設(shè)有容置輸出主動輪52、輸出從動輪53的容置槽503，蓋體512蓋住容置槽503。輸出主動輪52可以采用齒輪，在旋轉(zhuǎn)時能夠?qū)€狀耗材9產(chǎn)生軸向拉力，將線狀耗材9輸出。輸出電機5固定在殼體1上，輸出座51固定在輸出電機5上，輸出電機5可以采用伺服電機。為了對第二噴嘴46擠出的線狀耗材9進(jìn)行快速降溫，可以在蓋體512上設(shè)置第二冷卻風(fēng)扇54，蓋體512上設(shè)置有通風(fēng)孔504，同時在容置槽503的側(cè)面設(shè)置散熱孔505，第二冷卻風(fēng)扇54旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的冷卻氣流依次從通風(fēng)孔504、容置槽503和散熱孔505經(jīng)過，實現(xiàn)耗材的快速降溫，第二冷卻風(fēng)扇54也可以采用吸風(fēng)方式，冷卻氣流則從散熱孔505、容置槽503和通孔孔依次流過。第二冷卻風(fēng)扇54也可以設(shè)置在第二噴嘴46與輸出座51之間。出料口502上可以設(shè)置氣動接頭，方便連接輸送耗材的管道。出料口502可以設(shè)置傳感器，用于檢測線狀耗材9的直徑并將讀取到的數(shù)據(jù)傳入打印機的控制器K。

本實施例中的耗材采用塑料顆粒，提高了混色的精確性，同時也減少了耗材的浪費，而且塑料顆粒的價格也要比塑料線的價格低得多。此外也可以使用其他與塑料具有類似性能的材料。

實施例二：

除了采用料斗2來存放耗材原料，也可以直接采用線狀耗材9來混色，因此如圖7所示，本實施例中的進(jìn)料組件包括用于存放線狀耗材9的放置架6和用于將放置架上的線狀耗材9輸入混色組件的送料器E，線狀耗材9一般成卷放在放置架上，為此放置架上設(shè)置放置桿61，收卷器62套在放置桿61上并在送料時旋轉(zhuǎn)，送料器與喉管41一對一連通。送料器與實施例一中的輸出器類似，包括送料座71、送料主動輪、送料從動輪和送料電機7，送料電機7的輸出軸穿過送料座，送料主動輪可以直接安裝在送料電機7的輸出軸上，送料電機7帶動送料主動輪，送料從動輪轉(zhuǎn)動連接在送料座上，送料主動輪與送料從動輪之間形成送料間隙，送料支架71上設(shè)有入料口和送料口，入料口的進(jìn)料方向、送料間隙與送料口的出料方向在同一直線上。由于直接采用線狀耗材9，因此送料口可以直接與熱熔腔4連通。

上述實施例中，進(jìn)料組件設(shè)置四套，實際產(chǎn)品中可以根據(jù)需要增減進(jìn)料組件的數(shù)量，而且也可以根據(jù)混色需要選擇進(jìn)料組件具體工作的套數(shù)。由于不同的進(jìn)料組件可以單獨控制，因此可以控制不同顏色的耗材的進(jìn)給速度來混合不同的目標(biāo)顏色，按照不同的比例可以混合獲得幾乎所有顏色。

實施例三：

本發(fā)明還提供一種使用上述實施例中的彩色三維打印機的打印方法，包括以下步驟：

1)在控制器設(shè)置打印參數(shù)；

2)各個進(jìn)料組件內(nèi)添加不同顏色的耗材，控制器根據(jù)打印參數(shù)分別控制各套進(jìn)料組件以各自的進(jìn)給速率向混色組件輸送耗材；

3)混色組件對耗材進(jìn)行混色；

4)混色后的耗材輸送至打印平臺；

5)控制器根據(jù)打印參數(shù)控制打印平臺，由打印噴頭打印目標(biāo)物品；

6)打印噴頭進(jìn)行打印的同時，控制器根據(jù)打印參數(shù)分別控制各套進(jìn)料組件以各自的進(jìn)給速率向混色組件輸送耗材進(jìn)行調(diào)色。

設(shè)置打印參數(shù)，是指通過計算機進(jìn)行目標(biāo)物品的三維模型設(shè)計，生成帶有顏色數(shù)據(jù)的三維模型文件，使用切片軟件形成層片數(shù)據(jù)，獲得打印噴頭在X、Y、Z軸上的運動數(shù)據(jù)?？梢允褂密浖⒛繕?biāo)物品的顏色數(shù)據(jù)單獨處理生成混色文件來控制擠出裝置工作，包括每種顏色的打印順序、所需耗材的體積等參數(shù)。將所有文件存入控制器。

在本發(fā)明中，混色文件給出的指令將和打印平臺的各軸運動指令一一對應(yīng)，由一個控制器統(tǒng)一進(jìn)行控制。打印平臺和擠出裝置使用同一個控制器進(jìn)行控制，這對于擠出耗材的速率控制是有利的，可以有效避免因不同控制器發(fā)送命令存在時差或某一控制器出現(xiàn)問題而另一控制器仍在工作而引發(fā)的問題，且用戶在打印過程進(jìn)行暫停、取消等操作均能及時響應(yīng)，不受影響。

在具體打印過程中，控制器根據(jù)目標(biāo)物品上每種顏色所用的耗材量計算擠出裝置輸出每種顏色耗材的體積，擠出裝置輸出預(yù)定體積的前一顏色的耗材后開始混色輸出后一顏色的耗材。由于擠出裝置到打印噴頭之間有一定距離，因此打印噴頭打印出來的耗材要提前混色好擠出，所以根據(jù)擠出裝置輸出每種顏色耗材的體積來匹配打印參數(shù)中每種顏色所需耗材的體積參數(shù)，兩者保持一致即可實現(xiàn)不同顏色的精確打印。

本實施例中，控制器對擠出裝置輸出耗材的直徑和速率進(jìn)行檢測記錄并獲得擠出裝置輸出耗材的流量，并與打印參數(shù)中設(shè)定的流量進(jìn)行比較，然后對進(jìn)料組件的進(jìn)給速率進(jìn)行調(diào)整。通過流量和時間來計算出耗材擠出的體積，而且通過流量的比較可以進(jìn)行及時調(diào)整，使得耗材擠出的體積更加精確。同時，在打印過程中，打印噴頭的打印速率是不斷變化的，擠出裝置擠出耗材的速率也不斷變化。因此通過控制器對擠出裝置輸出耗材的直徑和速率進(jìn)行檢測記錄，可以反饋回來控制調(diào)整，使得擠出裝置輸出耗材時實際的擠出速率能夠與打印參數(shù)相匹配。

由于不同顏色的變換需要一定時間進(jìn)行混色，因此在打印平臺上設(shè)有輔助塊，在擠出裝置從前一顏色變換成后一顏色的過程中，打印噴頭將耗材打印到輔助塊上，避免將不需要的顏色打印到目標(biāo)物品上。

控制器在耗材回抽時降低擠出裝置的耗材輸出速率，即進(jìn)料組件的進(jìn)給速率下降，此時混色后擠出的耗材直徑會變小，但是由于回抽作用，擠出裝置到打印噴頭之間的耗材體積略微增加，因此回抽結(jié)束后，擠出裝置保持同樣的耗材輸出速率輸出耗材，直到擠出裝置到打印噴頭之間的耗材體積恢復(fù)正常后，擠出裝置恢復(fù)原來的耗材輸出速率，在實際操作中，這個過程是非?？斓模驗楹牟捏w積變化不大，所以恢復(fù)的速度較快，有利于提高打印效率及打印質(zhì)量。由于混色后形成的塑料細(xì)絲具有一定的柔性，因此不會影響三維打印機的正常回抽。

另外，控制器通過料斗內(nèi)設(shè)置的檢測器判斷料斗內(nèi)的耗材原料將要耗盡時，會控制打印噴頭移開目標(biāo)物品，暫停打印，并提醒用戶添加耗材原料，并在耗材原料添加后重新開始打印。

除上述優(yōu)選實施例外，本發(fā)明還有其他的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明作出各種改變和變形，只要不脫離本發(fā)明的精神，均應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求書中所定義的范圍。