本發(fā)明涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種3D打印裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

3D打印機(jī)又稱三維打印機(jī)，是一種利用快速成形技術(shù)，以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，采用金屬或非金屬材料制成的待成型粉末，將平鋪好的待成型粉末逐層熔化/融化，然后固化堆積成型來構(gòu)造三維的實(shí)體的打印設(shè)備。隨著3D打印技術(shù)的快速發(fā)展，3D打印機(jī)在產(chǎn)品制造業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)有的3D打印機(jī)在打印時噴頭噴灑的打印原料由于需要一段時間凝固，導(dǎo)致打印原料飛散，一方面影響打印效果，使得打印的物體成型效果較差，另一方面，飛散的打印原料不僅會增加打印成本，還會污染環(huán)境，用戶體驗(yàn)較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種3D打印裝置及系統(tǒng)。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種3D打印裝置，包括工作臺、打印平臺、打印噴頭、加熱管、儲料罐和機(jī)械手臂。

所述工作臺上設(shè)有開口，所述打印平臺設(shè)置在所述工作臺內(nèi)，且所述打印平臺位于所述開口下方，所述打印噴頭置于所述工作臺內(nèi)，并位于所述打印平臺的上方，存儲有打印原料的所述儲料罐設(shè)置在所述工作臺的上方，且所述儲料罐的出料口與所述加熱管的上端連通，所述加熱管的下端穿過所述開口伸入所述工作臺內(nèi)，所述打印噴頭設(shè)置在所述加熱管的下端，并與所述加熱管連通，所述打印噴頭可隨著所述加熱管一同運(yùn)動；所述機(jī)械手臂與所述加熱管連接，并驅(qū)動所述加熱管帶動所述打印噴頭三維運(yùn)動，打印原料從所述儲料罐進(jìn)入加熱管后從所述印噴頭噴出，并完成3D打印。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的3D打印裝置，在工作臺內(nèi)部完成打印，避免了打印原料飛散而造成打印原料浪費(fèi)和環(huán)境污染的缺陷，使得3D打印的物體成型效果較好，有利于保護(hù)環(huán)境，節(jié)省打印成本。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)：

進(jìn)一步：所述打印平臺設(shè)置在所述工作臺的中部，所述打印平臺與所述工作臺的底部之間設(shè)有升降組件，且所述升降組件可以驅(qū)動所述打印平臺上升或下降。

上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過所述升降組件可以在打印之前或打印結(jié)束后驅(qū)動所述打印平臺上升至所述工作臺的開口處，便于打印前對所述打印品臺進(jìn)行清洗，并方便在打印結(jié)束后取放打印物體，同時還可以調(diào)整所述打印平臺的高度，以適應(yīng)不同高度的打印物體，非常方便。

進(jìn)一步：所述升降組件包括活塞缸、活塞桿和活塞本體，所述活塞缸設(shè)置在所述工作臺底部，所述活塞桿下端與所述活塞缸連接，所述活塞本體設(shè)置在所述活塞桿的上端，所述打印平臺設(shè)置在所述活塞本體上，所述活塞缸通過所述活塞桿驅(qū)動所述活塞本體帶動所述打印平臺上升或下降。

上述進(jìn)一步方案的有益效果是：所述活塞缸通過所述活塞桿驅(qū)動所述活塞本體帶動所述打印平臺上升或下降，可以非常方便的調(diào)節(jié)所述打印品臺的高度，并配合所述機(jī)械手臂完成3D打印，靈活設(shè)置，可以滿足不同尺寸的物體打印。

進(jìn)一步：所述升降組件的數(shù)量為多個，且多個所述升降組件均勻分布在所述打印平臺與所述工作臺的底部之間的區(qū)域內(nèi)。

上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過上述方式可以使得多個所述升降組件更加均勻地支撐所述打印平臺，使得打印平臺在打印過程中更加平穩(wěn)，避免由于所述打印平臺出現(xiàn)晃動而引起打印出現(xiàn)偏差，確保打印質(zhì)量精準(zhǔn)。

進(jìn)一步：還包括恒溫裝置，所述恒溫裝置設(shè)置在所述打印平臺內(nèi)，并對所述打印平臺進(jìn)行恒溫加熱。

上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過所述恒溫裝置可以使得所述打印平臺周圍的環(huán)境溫度恒定在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)，加快所述打印噴頭噴出的打印原料的凝固速度，避免噴出的打印材料成型時間過長而使得打印層的層與層之間由于溫度不同而出現(xiàn)分層現(xiàn)象，導(dǎo)致打印出來的物體強(qiáng)度較低的技術(shù)缺陷，進(jìn)一步確保打印物體的質(zhì)量。

進(jìn)一步：所述加熱管包括第一進(jìn)料管、電熱管和第二進(jìn)料管，所述第一進(jìn)料管的上端與所述儲料罐的出料口連通，下端通過內(nèi)部中空的所述電熱管與所述第二進(jìn)料管的上端連通，所述電熱管的管壁內(nèi)設(shè)有加熱絲，并對進(jìn)入所述電熱管內(nèi)的打印原料進(jìn)行加熱，所述第二進(jìn)料管的下端與所述打印噴頭連通；所述機(jī)械手臂的一端與所述電熱管連接，并驅(qū)動所述電熱管連同第一進(jìn)料管、第二進(jìn)料管和打印噴頭一同運(yùn)動。

上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過上述方式可以使得所述儲料罐內(nèi)的打印原料依次經(jīng)過所述第一進(jìn)料管、電熱管和第二進(jìn)料管，并在所述電熱管中加熱成熔融狀態(tài)后到達(dá)所述打印噴頭，順利實(shí)現(xiàn)3D打印。

進(jìn)一步：所述第一進(jìn)料管和第二進(jìn)料管的內(nèi)壁為光滑面，所述電熱管的內(nèi)壁為粗糙面。

上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過上述方式可以使得所述儲料罐內(nèi)的打印原料快速穿過所述第一進(jìn)料管后進(jìn)入所述電熱管，在延長所述打印原料停留在所述電熱管中的時間，使得打印原料能夠在所述加熱管充分加熱至熔融狀態(tài)，然后快速穿過所述第二進(jìn)料管后進(jìn)入所述打印噴頭并噴出，使得打印原料噴灑更加均勻，提高打印物體的質(zhì)量，使得打印物體表面更加光滑，美觀。

進(jìn)一步：還包括隔熱絕緣墊，所述隔熱絕緣墊包覆設(shè)置在所述電熱管的外表面，所述機(jī)械手臂的一端通過所述隔熱絕緣墊與所述電熱管連接。

上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過所述隔熱絕緣墊一方面可以盡可能的減少所述電熱管內(nèi)的熱量散失，另一方面可以起到絕緣的作用，防止電熱管出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，確保打印裝置的工作安全性。

進(jìn)一步：所述加熱管上設(shè)有調(diào)節(jié)所述加熱管內(nèi)打印原料下料速度的電動閥。

上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過所述電動閥可以調(diào)節(jié)所述加熱管內(nèi)打印原料的下料速度，從而實(shí)現(xiàn)對整個打印裝置的更好的控制，以滿足不同的打印要求。

進(jìn)一步：所述工作臺底部四周設(shè)有滾輪。

上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過設(shè)置滾輪可以方便整個所述3D打印裝置移動，方便在實(shí)際中進(jìn)行轉(zhuǎn)移，降低人工勞動強(qiáng)度。

本發(fā)明還提供了一種3D打印系統(tǒng)，包括控制器和所述的3D打印裝置，所述控制器分別與所述機(jī)械手臂、恒溫裝置、電熱管和電動閥電連接。

本發(fā)明的一種3D打印系統(tǒng)，通過所述控制器可以分別對所述機(jī)械手臂、恒溫裝置、電熱管和電動閥進(jìn)行預(yù)先參數(shù)設(shè)置，并根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)對機(jī)械手臂、恒溫裝置、電熱管和電動閥進(jìn)行實(shí)時控制，確保打印精度和打印質(zhì)量，智能化程度較高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種3D打印裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的一種3D打印系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下：

1、工作臺，2、打印平臺，3、打印噴頭，4、加熱管，5、儲料罐，6、機(jī)械手臂，7、升降組件，8、電動閥；

11、開口，41、第一進(jìn)料管，42、電熱管，43、第二進(jìn)料管，71、活塞缸，72、活塞桿，73、活塞本體；

101,控制器，102、3D打印裝置。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖1所示，一種3D打印裝置，包括工作臺1、打印平臺2、打印噴頭3、加熱管4、儲料罐5和機(jī)械手臂6。

所述工作臺1上設(shè)有開口11，所述打印平臺2設(shè)置在所述工作臺1內(nèi)，且所述打印平臺2位于所述開口11下方，所述打印噴頭3置于所述工作臺1內(nèi)，并位于所述打印平臺2的上方，存儲有打印原料的所述儲料罐5設(shè)置在所述工作臺1的上方，且所述儲料罐5的出料口與所述加熱管4的上端連通，所述加熱管4的下端穿過所述開口11伸入所述工作臺1內(nèi)，所述打印噴頭3設(shè)置在所述加熱管4的下端，并與所述加熱管4連通，所述打印噴頭3可隨著所述加熱管4一同運(yùn)動；所述機(jī)械手臂6與所述加熱管4連接，并驅(qū)動所述加熱管4帶動所述打印噴頭3三維運(yùn)動，打印原料從所述儲料罐5進(jìn)入加熱管4后從所述印噴頭3噴出，并完成3D打印。

需要說明的是，本發(fā)明中，所述機(jī)械手臂6可以驅(qū)動所述加熱管4帶動所述打印噴頭3在三維空間內(nèi)運(yùn)動，從而可以通過所述打印噴頭3噴射打印原料實(shí)現(xiàn)3D打印。實(shí)際中，所述機(jī)械手臂6可以采用現(xiàn)有機(jī)器人，或者其他三維控制器。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述打印平臺2設(shè)置在所述工作臺1的中部，所述打印平臺2與所述工作臺1的底部之間設(shè)有升降組件7，且所述升降組件7可以驅(qū)動所述打印平臺1上升或下降。通過所述升降組件7可以在打印之前或打印結(jié)束后驅(qū)動所述打印平臺1上升至所述工作臺1的開口處，便于打印前對所述打印品臺進(jìn)行清洗，并方便在打印結(jié)束后取放打印物體，同時還可以調(diào)整所述打印平臺的高度，以適應(yīng)不同高度的打印物體，非常方便。

優(yōu)選地，作為本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述升降組件7包括活塞缸71、活塞桿72和活塞本體73，所述活塞缸71設(shè)置在所述工作臺1底部，所述活塞桿72下端與所述活塞缸71連接，所述活塞本體73設(shè)置在所述活塞桿72的上端，所述打印平臺2設(shè)置在所述活塞本體73上，所述活塞缸71通過所述活塞桿72驅(qū)動所述活塞本體73帶動所述打印平臺2上升或下降。所述活塞缸71通過所述活塞桿72驅(qū)動所述活塞本體73帶動所述打印平臺2上升或下降，可以非常方便的調(diào)節(jié)所述打印品臺1的高度，并配合所述機(jī)械手臂6完成3D打印，靈活設(shè)置，可以滿足不同尺寸的物體打印。

優(yōu)選地，作為本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述升降組件7的數(shù)量為多個，且多個所述升降組件7均勻分布在所述打印平臺2與所述工作臺1的底部之間的區(qū)域內(nèi)。通過上述方式可以使得多個所述升降組件7更加均勻地支撐所述打印平臺2，使得打印平臺2在打印過程中更加平穩(wěn)，避免由于所述打印平臺2出現(xiàn)晃動而引起打印出現(xiàn)偏差，確保打印質(zhì)量精準(zhǔn)。

優(yōu)選地，作為本發(fā)明的一個實(shí)施例，3D打印裝置還包括恒溫裝置，所述恒溫裝置設(shè)置在所述打印平臺2內(nèi)，并對所述打印平臺2進(jìn)行恒溫加熱。通過所述恒溫裝置可以使得所述打印平臺周圍的環(huán)境溫度恒定在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)，加快所述打印噴頭3噴出的打印原料的凝固速度，避免噴出的打印材料成型時間過長而使得打印層的層與層之間由于溫度不同而出現(xiàn)分層現(xiàn)象，導(dǎo)致打印出來的物體強(qiáng)度較低的技術(shù)缺陷，進(jìn)一步確保打印物體的質(zhì)量。

本發(fā)明的實(shí)施例中，所述加熱管4包括第一進(jìn)料管41、電熱管42和第二進(jìn)料管43，所述第一進(jìn)料管41的上端與所述儲料罐5的出料口連通，下端通過內(nèi)部中空的所述電熱管42與所述第二進(jìn)料管43的上端連通，所述電熱管42的管壁內(nèi)設(shè)有加熱絲，并對進(jìn)入所述電熱管42內(nèi)的打印原料進(jìn)行加熱，所述第二進(jìn)料管43的下端與所述打印噴頭3連通；所述機(jī)械手臂6的一端與所述電熱管42連接，并驅(qū)動所述電熱管42連同第一進(jìn)料管41、第二進(jìn)料管43和打印噴頭3一同運(yùn)動。通過上述方式可以使得所述儲料罐5內(nèi)的打印原料依次經(jīng)過所述第一進(jìn)料管41、電熱管42和第二進(jìn)料管43，并在所述電熱管42中加熱成熔融狀態(tài)后到達(dá)所述打印噴頭5，順利實(shí)現(xiàn)3D打印。

優(yōu)選地，作為本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述第一進(jìn)料管41和第二進(jìn)料管43的內(nèi)壁為光滑面，所述電熱管42的內(nèi)壁為粗糙面。通過上述方式可以使得所述儲料罐5內(nèi)的打印原料快速穿過所述第一進(jìn)料管41后進(jìn)入所述電熱管42，在延長所述打印原料停留在所述電熱管42中的時間，使得打印原料能夠在所述加熱管4充分加熱至熔融狀態(tài)，然后快速穿過所述第二進(jìn)料管42后進(jìn)入所述打印噴頭5并噴出，使得打印原料噴灑更加均勻，提高打印物體的質(zhì)量，使得打印物體表面更加光滑，美觀。

可以理解的是，為了通過驅(qū)動所述電熱管42連同第一進(jìn)料管41、第二進(jìn)料管43和打印噴頭3一同運(yùn)動，所述第一進(jìn)料管41、電熱管42和第二進(jìn)料管43均采用硬質(zhì)材料，且所述電熱管42需要采用耐高溫材料，比如所述第一進(jìn)料管41和第二進(jìn)料管43采用PVC硬質(zhì)管，所述電熱管42采用不銹鋼管或紫銅管等等。

優(yōu)選地，作為本發(fā)明的一個實(shí)施例，3D打印裝置還包括隔熱絕緣墊，所述隔熱絕緣墊包覆設(shè)置在所述電熱管42的外表面，所述機(jī)械手臂6的一端通過所述隔熱絕緣墊與所述電熱管42連接。通過所述隔熱絕緣墊一方面可以盡可能的減少所述電熱管42內(nèi)的熱量散失，另一方面可以起到絕緣的作用，防止電熱管42出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，確保打印裝置的工作安全性。

優(yōu)選地，作為本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述加熱管4上設(shè)有調(diào)節(jié)所述加熱管4內(nèi)打印原料下料速度的電動閥8。通過所述電動閥8可以調(diào)節(jié)所述加熱管4內(nèi)打印原料的下料速度，從而實(shí)現(xiàn)對整個打印裝置的更好的控制，以滿足不同的打印要求。如圖1所示，所述電動閥8優(yōu)選設(shè)置在所述第一進(jìn)料管41上，這里可以更合理的控制進(jìn)入所述電熱管42內(nèi)的打印原料的量。當(dāng)然也可以設(shè)置在所述第二進(jìn)料管3上，這里不做任何限定。

本發(fā)明的實(shí)施例中，所述工作臺1底部四周設(shè)有滾輪(圖中未示出)。通過設(shè)置滾輪可以方便整個所述3D打印裝置移動，方便在實(shí)際中進(jìn)行轉(zhuǎn)移，降低人工勞動強(qiáng)度。

本發(fā)明的3D打印裝置，在工作臺內(nèi)部完成打印，避免了打印原料飛散而造成打印原料浪費(fèi)和環(huán)境污染的缺陷，使得3D打印的物體成型效果較好，有利于保護(hù)環(huán)境，節(jié)省打印成本。

如圖2所示，本發(fā)明還提供了一種3D打印系統(tǒng)，包括控制器101和所述的3D打印裝置102，所述控制器101分別與所述機(jī)械手臂6、恒溫裝置、電熱管42和電動閥8電連接。

本發(fā)明的一種3D打印系統(tǒng)，通過所述控制器101可以分別對所述機(jī)械手臂6、恒溫裝置、電熱管42和電動閥8進(jìn)行預(yù)先參數(shù)設(shè)置，并根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)對機(jī)械手臂6、恒溫裝置、電熱管42和電動閥8進(jìn)行實(shí)時控制，確保打印精度和打印質(zhì)量，智能化程度較高。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。