實(shí)現(xiàn)面打印的3d打印機(jī)噴頭裝置及其打印方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及3D打印機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及實(shí)現(xiàn)面打印的3D打印機(jī)噴頭裝置及其打印方法。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印機(jī)又稱三維打印機(jī)，是一種累積制造技術(shù)，即快速成形技術(shù)的一種機(jī)器，它是一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用特殊塑料、蠟材、粉末狀金屬等可粘合材料，通過(guò)打印一層層的粘合材料來(lái)制造三維的物體?，F(xiàn)階段三維打印機(jī)被用來(lái)制造產(chǎn)品。逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印機(jī)的原理是把數(shù)據(jù)和原料放進(jìn)3D打印機(jī)中，機(jī)器會(huì)按照程序把產(chǎn)品一層層造出來(lái)。3D打印機(jī)堆疊薄層的形式有多種多樣。3D打印機(jī)與傳統(tǒng)打印機(jī)最大的區(qū)別在于它使用的“墨水”是實(shí)實(shí)在在的原材料，堆疊薄層的形式有多種多樣，可用于打印的介質(zhì)種類多樣，從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質(zhì)。有些打印機(jī)還能結(jié)合不同介質(zhì)，令打印出來(lái)的物體一頭堅(jiān)硬而另一頭柔軟。
[0003]傳統(tǒng)的3D打印機(jī)只有單噴頭或者雙噴頭執(zhí)行的點(diǎn)式打印。傳統(tǒng)的3D打印機(jī)打印過(guò)程中需要在打印物體中間添加噴頭的細(xì)拉絲起支撐作用以便于上層打印的順利進(jìn)行。這樣單噴頭在整個(gè)面上滑動(dòng)打印浪費(fèi)時(shí)間而且打印的東西(如:QQ公仔)都是近乎實(shí)心的；這種傳統(tǒng)3D打印機(jī)主要存在以下兩個(gè)問(wèn)題:
[0004]1、打印時(shí)間長(zhǎng)，因?yàn)槭且粋€(gè)噴頭或者雙噴頭以點(diǎn)為單位在工作，大大的降低了打印的效率。
[0005]2、材料耗費(fèi)多，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的3D打印機(jī)的噴頭只有一個(gè)原料入口為了塑型幫助上層的打印在上下有空隙處用細(xì)線拉絲起支撐的作用。一個(gè)噴頭在拉絲作支撐的過(guò)程中無(wú)疑又延長(zhǎng)了許多打印時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述問(wèn)題中存在的不足之處，本發(fā)明提供實(shí)現(xiàn)面打印的3D打印機(jī)噴頭裝置及其打印方法。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)面打印的3D打印機(jī)噴頭裝置，包括底板和多個(gè)嗔頭；
[0008]多個(gè)所述噴頭相互緊密依靠均布在所述底板上，所述噴頭頂部設(shè)有原料入料口和乳膠入料口，所述原料入料口與原料罐相連，所述乳膠入料口與乳膠罐相連;所述噴頭底部設(shè)有噴嘴，相鄰噴頭的噴嘴之間的間隙小于從噴嘴處擠出液滴的直徑。
[0009]本發(fā)明還公開(kāi)了一種使用噴頭裝置的3D打印機(jī)的打印方法，包括以下步驟:
[0010]步驟一、將需要打印的物體通過(guò)掃描立體成像在3D打印機(jī)的切片軟件中，同時(shí)存儲(chǔ)需要打印物體的外輪廓參數(shù)；
[0011 ]步驟二、切片軟件對(duì)成像的3D圖像進(jìn)行水平切片；
[0012]步驟三、將第一張切片垂直于打印機(jī)的打印底板進(jìn)行柱狀投影，在噴頭裝置的底板上形成投影圖像；
[0013]步驟四、對(duì)第一張切片進(jìn)行打印時(shí)，有像素的底板區(qū)域內(nèi)，控制原料罐向噴嘴處進(jìn)行原料擠出；在投影圖像外側(cè)沒(méi)有像素的底板區(qū)域內(nèi)，依據(jù)步驟一中存儲(chǔ)的外輪廓參數(shù)選擇對(duì)應(yīng)噴頭，控制乳膠罐向噴嘴處進(jìn)行乳膠擠出；
[0014]步驟五、切片軟件的第一個(gè)切片打印完成，抬起噴頭;待已打印材料凝固后，切片軟件提供下一張切片圖，循環(huán)工作直至3D切片軟件中的最后一張切片打印完成自動(dòng)停止。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟一和步驟二之間還包括:
[0016]步驟六、對(duì)成像的3D圖像進(jìn)行縮放和修補(bǔ)。
[0017]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟一中，在切片軟件中形成的3D立體圖像是一個(gè)封閉的圖像，所述外輪廓參數(shù)包括壁厚、坐標(biāo)和角度。
[0018]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟二中，切片軟件對(duì)成像的3D圖像進(jìn)行切片的切片厚度為0.2mm?0.3_。
[0019]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟四中，所述乳膠選用水溶性乳膠。
[0020]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟四中，依據(jù)步驟一中存儲(chǔ)的外輪廓參數(shù)控制乳膠罐向噴嘴處進(jìn)行乳膠擠出的實(shí)現(xiàn)方法為:
[0021]在步驟一中3D打印機(jī)處理器通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)的外輪廓參數(shù)的分析和處理，判斷出不同切片下投影圖像外部所需打印的乳膠的寬度，并通過(guò)指令發(fā)送給投影區(qū)域外部的噴頭;在進(jìn)行相應(yīng)切片的打印過(guò)程中，根據(jù)相應(yīng)指令，確定所需乳膠寬度內(nèi)的噴頭，控制乳膠罐向噴嘴處進(jìn)行乳膠擠出，進(jìn)行乳膠打印。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0023]本發(fā)明公開(kāi)的實(shí)現(xiàn)面打印的3D打印機(jī)噴頭裝置及其打印方法，每個(gè)噴頭頂部設(shè)有原料入料口和乳膠入料口，原料入料口與原料罐相連，乳膠入料口與乳膠罐相連;噴頭底部設(shè)有噴嘴，相鄰噴頭的噴嘴之間的間隙小于從噴嘴處擠出液滴的直徑;上述結(jié)構(gòu)的設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)3D面打印；同時(shí)保證了在3D面打印過(guò)程中相鄰噴嘴滴下的液滴之間無(wú)間隙，實(shí)現(xiàn)了面打印的緊密連接；
[0024]本發(fā)明在有像素的底板區(qū)域內(nèi)，控制原料罐向噴嘴處進(jìn)行原料擠出；在投影圖像外側(cè)沒(méi)有像素的底板區(qū)域內(nèi)，依據(jù)存儲(chǔ)的外輪廓參數(shù)選擇對(duì)應(yīng)噴頭，控制乳膠罐向噴嘴處進(jìn)行乳膠擠出；保證相鄰兩層切片的乳膠能夠相互粘結(jié)；上述結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)3D打印機(jī)的面打印，保證了打印和支撐的同時(shí)進(jìn)行，提高了打印速度；同時(shí)，由于只需要對(duì)切片圖像的外部實(shí)現(xiàn)支撐，內(nèi)部不進(jìn)行支撐，這樣做的目的是為了更完美的立體呈現(xiàn)、減輕打印物品的重量、改變以往內(nèi)部材料支撐的弊端實(shí)現(xiàn)空心打??；
[0025]使用水溶性乳膠作為支撐材料，水溶性乳膠有支撐和輕微粘貼的作用；在打印完成之后可以用輕微的力氣剝掉外面較厚的凝膠支撐物，附著在打印物體邊角處的凝膠只需泡在自來(lái)水中即可溶解，所以無(wú)需施加太大的力即可去除微細(xì)部分的支撐材料。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例公開(kāi)的實(shí)現(xiàn)面打印的3D打印機(jī)噴頭裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖2為圖1中噴頭的結(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖3為本發(fā)明一種實(shí)施例公開(kāi)的3D打印機(jī)的打印方法流程圖。
[0029]圖中:1、底板;2、噴頭;2-1、原料入料口；2-2、乳膠入料口
【具體實(shí)施方式】
[0030]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0031]本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)面打印的3D打印機(jī)噴頭裝置，包括底板和多個(gè)噴頭；
[0032]多個(gè)噴頭相互緊密依靠均布在底板上，噴頭頂部設(shè)有原料入料口和乳膠入料口，原料入料口與原料罐相連，乳膠入料口與乳膠罐相連;噴頭底部設(shè)有噴嘴，相鄰噴頭的噴嘴之間的間隙小于從噴嘴處擠出液滴的直徑。
[0033]本發(fā)明還公開(kāi)了一種使用噴頭裝置的3D打印機(jī)的打印方法，包括以下步驟:
[0034]步驟一、將需要打印的物體通過(guò)掃描立體成像在3D打印機(jī)的切片軟件中，同時(shí)存儲(chǔ)需要打印物體的外輪廓參數(shù)；
[0035]步驟二、切片軟件對(duì)成像的3D圖像進(jìn)行水平切片；
[0036]步驟三、將第一張切片垂直于打印機(jī)的打印底板進(jìn)行柱狀投影，在噴頭裝置的底板上形成投影圖像；
[0037]步驟四、對(duì)第一張切片進(jìn)行打印時(shí)，有像素的底板區(qū)域內(nèi)，控制原料罐向噴嘴處進(jìn)行原料擠出；在投影圖像外側(cè)沒(méi)有像素的底板區(qū)域內(nèi)，依據(jù)步驟一中存儲(chǔ)的外輪廓參數(shù)選擇對(duì)應(yīng)噴頭，控制乳膠罐向噴嘴處進(jìn)行乳膠擠出；
[0038]步驟五、切片軟件的第一個(gè)切片打印完成，抬起噴頭;待已打印材料凝固后，切片軟件提供下一張切片圖，循環(huán)工作直至3D切片軟件中的最后一張切片打印完成自動(dòng)停止。
[0039]進(jìn)一步，在步驟一和步驟二之間還包括:
[0040]步驟六、對(duì)成像的3D圖像進(jìn)行縮放和修補(bǔ)。
[0041]進(jìn)一步，步驟一中，在切片軟件中形成的3D立體圖像是一個(gè)封閉的圖像，外輪廓參數(shù)包括壁厚、坐標(biāo)和角度。
[0042]進(jìn)一步，步驟二中，切片軟件對(duì)成像的3D圖像進(jìn)行切片的切片厚度為0.2mm?0.3mm ο
[0043]進(jìn)一步，步驟四中，乳膠選用水溶性乳膠。
[0044]進(jìn)一步，步驟四中，依據(jù)步驟一中存儲(chǔ)的外輪廓參數(shù)控制乳膠罐向噴嘴處進(jìn)行乳膠擠出的實(shí)現(xiàn)方法為:
[0045]在步驟一中3D打印機(jī)處理器通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)的外輪廓參數(shù)的分析和處理，判斷出不同切片下投影圖像外部所需打印的乳膠的寬度，并通過(guò)指令發(fā)送給投影區(qū)域外部的噴頭;在進(jìn)行相應(yīng)切片的打印過(guò)程中，根據(jù)相應(yīng)指令，確定所需乳膠寬度內(nèi)的噴頭，控制乳膠罐向噴嘴處進(jìn)行乳膠擠出，進(jìn)行乳膠打印。
[0046]進(jìn)一步，在步驟四中，乳膠選用水溶性乳膠，優(yōu)選Ag