本發(fā)明涉及一種多噴頭3D打印機及打印方法，屬3D打印機技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
3D打印機是一種將金屬、塑料等材料通過機械結(jié)構(gòu)設(shè)計在空間中堆積成型的設(shè)備。利用3D打印機可以滿足大部分立體打印需求，其應(yīng)用非常廣泛，涉及精密制造業(yè)、模具加工、醫(yī)療、電子、食品等多個行業(yè)。目前3D打印機主要是采用“熔積成型”技術(shù)，打印過程是在噴頭內(nèi)將塑料、金屬等可熔性材料通過高溫融化，再通過沉積的方式才形成薄層，逐層堆砌形成產(chǎn)品。市場上既有的“熔積成型”式3D打印機存在主要問題有：單、雙噴頭打印機僅對于小件產(chǎn)品的打印具良好適用性，對于大件產(chǎn)品打印時間較長，加工速度慢；其次是對于結(jié)構(gòu)、尺寸不相同的產(chǎn)品，需匹配合適的打印機，限制了打印機使用的普適性。中國發(fā)明專利《一種多噴頭3D打印機及其協(xié)同打印方法》（201510706198.X）、《一種多噴頭3D打印機》（201510556924.4）等所公開的多噴頭打印機，均存在結(jié)構(gòu)形式單一，功能上不夠全面，功能上只對特定的大件產(chǎn)品或者多件產(chǎn)品進行針對性操作，不能既可同時打印單個大件產(chǎn)品，又能同時打印結(jié)構(gòu)相同的多個產(chǎn)品。綜上，現(xiàn)有3D打印機存在打印時間長、打印機的靈活性欠缺、功能單一等不足，制約了目前市場上3D打印走向工業(yè)化。因此提高打印速度，打印效率，讓打印機變得靈活多變是當務(wù)之急。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的是針對背景技術(shù)所述問題，設(shè)計一種多噴頭3D打印機及打印方法，是一種在打印結(jié)構(gòu)上可交互使用的方案，在大件產(chǎn)品打印時，采用多噴頭共同完成一件產(chǎn)品的打印工作，提高了打印速度；對于小件產(chǎn)品根據(jù)產(chǎn)品尺寸決定打印噴頭的個數(shù)，一次可完成最多六件結(jié)構(gòu)相同的產(chǎn)品打印，單位時間內(nèi)完成更多的打印元素。為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種多噴頭3D打印機，包括：機架1、托盤2、打印噴頭組件、X軸運動機構(gòu)、Y軸運動機構(gòu)、Z軸升降機構(gòu)、第一～第五驅(qū)動電機、控制器4；所述控制器4用于控制各驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)以及，控制打印噴頭組件中各打印噴頭按設(shè)定程序在設(shè)定坐標點擠出或停止擠出打印材料；所述X軸運動機構(gòu)包括：固連在所述機架1上的第一橫向滑桿15和第二橫向滑桿16、兩端分別套裝在所述橫向滑桿上的橋架11，還有驅(qū)動所述橋架11沿X軸直線運動的第三驅(qū)動電機D3；所述Y軸運動機構(gòu)包括：固連在所述橋架11上的第一縱向滑桿17和第二縱向滑桿18、套裝在縱向滑桿上的云臺12，還有驅(qū)動所述云臺12沿Y軸直線運動的第四驅(qū)動電機D4；所述云臺12通過四根套桿13懸吊并固連所述打印噴頭組件；所述Z軸升降機構(gòu)包括：托盤2、支撐托盤的平臺7、滾珠絲杠3、導向桿8，還有驅(qū)動滾珠絲杠3旋轉(zhuǎn)的第二驅(qū)動電機D2；所述導向桿8分列在平臺7兩側(cè)，所述滾珠絲杠3旋轉(zhuǎn)時帶動平臺7及平臺7上的托盤2沿Z軸上下運動；所述平臺7通過圓環(huán)狀滾珠軸承承載托盤2，平臺7的下方，有驅(qū)動托盤2旋轉(zhuǎn)的第一驅(qū)動電機D1；其特征在于：所述打印噴頭組件包括：第五驅(qū)動電機D5、驅(qū)動輪系、平面上均分的至少六個支撐臂，各支撐臂上懸掛有滑塊，所述滑塊下固連有打印噴頭；所述驅(qū)動輪系包括第五驅(qū)動電機D5輸出軸主動齒輪和六個從動齒輪，各從動齒輪分別通過同步帶輪和同步帶，驅(qū)動滑塊沿支撐臂徑向運動，且各打印噴頭是同步往復運動。如上所述一種多噴頭3D打印機的打印方法，包括：同時打印N件結(jié)構(gòu)相同且外形尺寸相對較小產(chǎn)品方法、打印單件尺寸相對較大產(chǎn)品方法；其特征在于：當打印N件結(jié)構(gòu)相同且外形尺寸相對較小產(chǎn)品時：設(shè)定N=1～6，按N值選定打印噴頭使用個數(shù)，啟動第二驅(qū)動電機D2，驅(qū)動托盤2移動到初始位置，打印時通過第三、第四驅(qū)動電機正反轉(zhuǎn)驅(qū)動打印噴頭組件X、Y方向往復運動，各打印噴頭分別沿X、Y方向同步往復運動，結(jié)合托盤2的升降運動，完成N個結(jié)構(gòu)相同產(chǎn)品的同時打??；當打印單件尺寸較大產(chǎn)品時，首先啟動第一至第五驅(qū)動電機復位至初始位置，此時打印噴頭組件幾何中心與托盤2圓心對正、托盤2上表面與各打印噴頭接觸、各打印噴頭移動至直徑最大位置；打印開始后，設(shè)定六個打印噴頭全部工作，各打印噴頭同時在旋轉(zhuǎn)的托盤2上擠出打印材料，開始第一層第一圈打印，托盤2旋轉(zhuǎn)60度即完成第一層第一圈打印，再啟動第五驅(qū)動電機D5，通過同步帶分別牽引六個打印噴頭向內(nèi)收縮一個打印寬度距離，進行第一層第二圈打印，循環(huán)往復，自外向內(nèi)遂圈打印，直至各打印噴頭收縮并打印至直徑最小位置，到達打印盲區(qū)，此時通過控制器4設(shè)定任意一個打印噴頭為主打印噴頭進行第一層盲區(qū)打印，其余五個打印噴頭停止工作，再啟動第三、第四驅(qū)動電機，移動所述主打印噴頭完成第一層盲區(qū)打??；啟動第二驅(qū)動電機D2，驅(qū)動托盤2下降一個打印層高，再利用主打印噴頭打印第二層盲區(qū)；超過盲區(qū)后，啟動第五驅(qū)動電機D5和第一驅(qū)動電機D1，自內(nèi)向外逐圈完成第二層打?。恢芏鴱褪迹罱K完成單件尺寸較大產(chǎn)品的整體打印。本發(fā)明有益效果是：本發(fā)明一種多噴頭3D打印機包括可升降旋轉(zhuǎn)托盤、在X、Y方向移動打印噴頭組件，以及六個沿支撐臂徑向同步伸縮打印噴頭，各打印噴頭與托盤形成相對旋轉(zhuǎn)，特別適合于打印大件回轉(zhuǎn)體；通過滾珠絲桿驅(qū)動旋轉(zhuǎn)托盤上下移動，實現(xiàn)產(chǎn)品高度上的堆積；第五驅(qū)動電機帶動一個大齒輪旋轉(zhuǎn)，六個小齒輪與大齒輪嚙合，小齒輪通過同步同步帶、滑塊沿徑向往復運動，帶動各打印噴頭同步工作，可同時打印至多六件產(chǎn)品，大大提高了小件產(chǎn)品打印工作效率，或者是六個噴頭同時打印一個大件產(chǎn)品，六個打印噴頭同時工作，提高了單件產(chǎn)品的打印速度，實現(xiàn)一機多用，靈活方便。附圖說明圖1是本發(fā)明實施例“一種多噴頭3D打印機”軸側(cè)示意圖；圖2是圖1另一方向軸側(cè)示意圖；圖3是圖2左視圖；圖4是圖1右視圖；圖5是圖1俯視圖；圖6是打印噴頭組件軸側(cè)圖；圖7是圖6主視圖；圖8是圖6中各打印噴頭移動至最小直徑時示意圖。附圖中的標記說明：1—機架，2—托盤，3—滾珠絲杠，4—控制器，7—平臺，8—導向桿，11—橋架，12—云臺，13—套桿，15—第一橫向滑桿，16—第二橫向滑桿，17—第一縱向滑桿，18—第二縱向滑桿，B1—第一同步同，B6—第六同步帶，D1—第一驅(qū)動電機，D2—第二驅(qū)動電機，D3—第三驅(qū)動電機，D4—第四驅(qū)動電機，D5—第五驅(qū)動電機，H1—第一滑塊，H6—第六滑塊，T1—第一打印噴頭，T6—第六打印噴頭。具體實施方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例作進一步說明，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換或改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)，本技術(shù)方案中未詳細述及的，均為公知技術(shù)。參見圖1～圖8，本發(fā)明一種多噴頭3D打印機及打印方法，所述多噴頭3D打印機包括：機架1、托盤2、打印噴頭組件、X軸運動機構(gòu)、Y軸運動機構(gòu)、Z軸升降機構(gòu)、第一～第五驅(qū)動電機（D1～D5）、控制器4；所述控制器4用于控制各驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)以及打印噴頭組件進行打印動作。如圖1、圖2所示，X軸運動機構(gòu)包括：固連在所述機架1上的第一橫向滑桿15和第二橫向滑桿16、橋架11，橋架11的兩端分別套裝在所述二根橫向滑桿上，第三驅(qū)動電機D3用于驅(qū)動所述橋架11在橫向滑桿上沿X軸直線往復運動；Y軸運動機構(gòu)包括：固連在所述橋架11上的第一縱向滑桿17和第二縱向滑桿18、套裝在二根縱向滑桿上的云臺12，第四驅(qū)動電機D4用于驅(qū)動所述云臺12沿Y軸直線往復運動。如圖6，所述云臺12通過四根套桿13懸吊并固連所述打印噴頭組件。如圖1～圖4所示，所述Z軸升降機構(gòu)包括：托盤2、支撐托盤的平臺7、滾珠絲杠3、導向桿8，第二驅(qū)動電機D2用于驅(qū)動滾珠絲杠3旋轉(zhuǎn)；所述導向桿8分列在平臺7兩側(cè)，導向桿8上端固定在機架1上部，導向桿8下端連接在機架1下部，所述滾珠絲杠3旋轉(zhuǎn)時帶動平臺7及平臺7上的托盤2沿Z軸上下運動。所述平臺7通過圓環(huán)狀滾珠軸承承載托盤2，平臺7的下方，第一驅(qū)動電機D1用于驅(qū)動托盤2旋轉(zhuǎn)。如圖6～圖8所示，所述打印噴頭組件包括：第五驅(qū)動電機D5、驅(qū)動輪系、平面上均分的至少六個支撐臂，各支撐臂上懸掛有滑塊，所述滑塊下固連有打印噴頭，圖6中僅標示第一滑塊H1和第六滑塊H6，第一打印噴頭T1和第六打印噴頭T6。所述驅(qū)動輪系包括第五驅(qū)動電機D5輸出軸主動齒輪和六個從動齒輪，各從動齒輪分別通過同步帶輪和同步帶，驅(qū)動滑塊沿支撐臂徑向運動，且各打印噴頭是同步往復運動。圖6中僅標示了第一同步帶B1和第六同步帶B6，各從動齒輪與各主動同步帶輪同軸。如上所述一種多噴頭3D打印機的打印方法，包括：同時打印N件結(jié)構(gòu)相同且外形尺寸相對較小產(chǎn)品方法、打印單件尺寸相對較大產(chǎn)品方法，分別描述如下：一、當打印N件結(jié)構(gòu)相同且外形尺寸相對較小產(chǎn)品時：設(shè)定N=1～6，按N值選定打印噴頭使用個數(shù)，啟動第二驅(qū)動電機D2，驅(qū)動托盤2移動到初始位置，打印時通過第三、第四驅(qū)動電機正反轉(zhuǎn)驅(qū)動打印噴頭組件X、Y方向往復運動，各打印噴頭分別沿X、Y方向同步往復運動，結(jié)合托盤2的升降運動，完成N個結(jié)構(gòu)相同產(chǎn)品的同時打印。二、當打印單件尺寸較大產(chǎn)品時，首先啟動第一至第五驅(qū)動電機復位至初始位置，此時打印噴頭組件幾何中心與托盤2圓心對正、托盤2上表面與各打印噴頭接觸、各打印噴頭移動至直徑最大位置；打印開始后，設(shè)定六個打印噴頭全部工作，各打印噴頭同時在旋轉(zhuǎn)的托盤2上擠出打印材料，開始第一層第一圈打印，托盤2旋轉(zhuǎn)60度即完成第一層第一圈打印，再啟動第五驅(qū)動電機D5，通過同步帶分別牽引六個打印噴頭向內(nèi)收縮一個打印寬度距離，進行第一層第二圈打印，循環(huán)往復，自外向內(nèi)遂圈打印，直至各打印噴頭收縮并打印至直徑最小位置，到達打印盲區(qū)，此時通過控制器4設(shè)定任意一個打印噴頭為主打印噴頭進行第一層盲區(qū)打印，其余五個打印噴頭停止工作，再啟動第三、第四驅(qū)動電機，移動所述主打印噴頭完成第一層盲區(qū)打??；啟動第二驅(qū)動電機D2，驅(qū)動托盤2下降一個打印層高，再利用主打印噴頭打印第二層盲區(qū)；超過盲區(qū)后，啟動第五驅(qū)動電機D5和第一驅(qū)動電機D1，自內(nèi)向外逐圈完成第二層打??；周而復始，最終完成單件尺寸較大產(chǎn)品的整體打印。本發(fā)明一種多噴頭3D打印機包括可升降旋轉(zhuǎn)托盤、在X、Y方向移動打印噴頭組件，以及六個沿支撐臂徑向同步伸縮打印噴頭，各打印噴頭與托盤形成相對旋轉(zhuǎn)，特別適合于打印大件回轉(zhuǎn)體；通過滾珠絲桿驅(qū)動旋轉(zhuǎn)托盤上下移動，實現(xiàn)產(chǎn)品高度上的堆積；第五驅(qū)動電機帶動一個大齒輪旋轉(zhuǎn)，六個小齒輪與大齒輪嚙合，小齒輪通過同步同步帶、滑塊沿徑向往復運動，帶動各打印噴頭同步工作，可同時打印至多六件產(chǎn)品，大大提高了小件產(chǎn)品打印工作效率，當打印大件產(chǎn)品時，六個打印噴頭同時工作，亦提高了單件產(chǎn)品的打印速度，實現(xiàn)一機多用，靈活方便。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”、“固連”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。