本實(shí)用新型涉及一種用于3D打印機(jī)的著色裝置以及具有該用于3D打印機(jī)的著色裝置的3D打印機(jī)。

背景技術(shù)：
目前，市場(chǎng)上極少有多彩/全彩3D打印機(jī)，其價(jià)格極度昂貴，動(dòng)輒百萬(wàn)。而價(jià)格低廉、普及度最高的FMD技術(shù)的3D打印技機(jī)，打印件的顏色只能取決于使用材料的顏色。如果需要實(shí)現(xiàn)有多彩/全彩的打印，技術(shù)上很難實(shí)現(xiàn)。FMD技術(shù)的3D打印技機(jī)采用熔融沉積增材制造技術(shù)，使用絲狀可融材料作為耗材。用送料機(jī)通過(guò)送料管將耗材送入打印噴頭。絲狀材料在噴頭中加熱熔化然后擠出在打印臺(tái)上層疊成型。使用什么顏色的耗材，打印出來(lái)的物品也是什么樣的單一顏色。如果想實(shí)現(xiàn)同一打印件的顏色變化，現(xiàn)有的技術(shù)和方法主要有以下兩種：1、人工中斷更換耗材法：該方法在打印過(guò)程中，中斷打印機(jī)工作。手工退出原有打印耗材，然后手工換入其他顏色絲狀耗材，繼續(xù)打印。該方法基本沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，原因其一是：整個(gè)過(guò)程中需要松開(kāi)送料機(jī)構(gòu)，從送料管中抽出耗材，然后重新插入新耗材，恢復(fù)送料機(jī)構(gòu)。換料過(guò)程繁瑣，時(shí)間較長(zhǎng)，容易出錯(cuò)導(dǎo)致整個(gè)打印失敗。其二是：在換料的過(guò)程中噴嘴內(nèi)殘留的耗材會(huì)滴入打印件導(dǎo)致打印件破壞甚至失敗。另外中斷過(guò)程中，高溫噴頭長(zhǎng)時(shí)間停留在打印件的某一固定位置，極容易導(dǎo)致打印件被融化造成打印缺陷甚至打印失敗。其三是：FMD打印速度較慢，一般物件打印需要幾小時(shí)甚至幾十小時(shí)。人工換料基本不可能幾十小時(shí)固守在打印機(jī)旁。2、雙耗材或多耗材法：該方法采用兩個(gè)或2個(gè)以上的送料機(jī)和噴頭，同時(shí)裝載兩種或兩種以上顏色的耗材。在打印過(guò)程中，由程序控制當(dāng)前使用哪一套送料機(jī)和噴頭，以擠出某一種顏色的耗材，實(shí)現(xiàn)換色打印。該方法實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)換色，但是實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，存在以下問(wèn)題：一、打印過(guò)程采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的送料機(jī)和噴嘴，這些機(jī)構(gòu)并不能并行運(yùn)行，而是在使用過(guò)程按需進(jìn)行切換。而送料機(jī)和噴嘴是目前FMD打印機(jī)中故障點(diǎn)最高的部分。在長(zhǎng)達(dá)幾小時(shí)甚至幾十小時(shí)的打印過(guò)程中，越多的送料和噴嘴機(jī)構(gòu)將極大的降低打印穩(wěn)定性提高打印失敗分險(xiǎn)。二、兩個(gè)及以上的噴嘴在打印過(guò)程中需要反復(fù)的對(duì)各個(gè)噴嘴進(jìn)行定位，任何一次的定位失敗，都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)打印失敗。三、暫時(shí)不使用的各個(gè)噴嘴在運(yùn)動(dòng)過(guò)程當(dāng)中，極易將各自的耗材滴漏至打印件上，輕則會(huì)導(dǎo)致打印件顏色混亂顯臟，重則會(huì)導(dǎo)致打印失敗。四、由于各個(gè)送料機(jī)和噴嘴是輪換工作，一種顏色直接換到另外一種顏色，所以只能實(shí)現(xiàn)不同的顏色分層。不能實(shí)現(xiàn)顏色過(guò)渡和真正的多彩/真彩打印。五、多個(gè)送料機(jī)和噴嘴增大了機(jī)器的負(fù)載同時(shí)很大程度上提高了機(jī)器成本。六、不易控制，難以推廣升級(jí)，該方案只能在機(jī)器出廠時(shí)成型，對(duì)于一些原有的機(jī)器無(wú)法升級(jí)改造。所以在實(shí)際應(yīng)用中，一般的FMD機(jī)器最多只采用兩套送料機(jī)和噴嘴機(jī)構(gòu)，并且被用來(lái)作為可溶性支撐打印。并不用來(lái)實(shí)現(xiàn)兩種顏色的切換。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種可以實(shí)現(xiàn)多色著色的用于3D打印機(jī)的著色裝置。本實(shí)用新型的另一目的在于提出一種具有上述用于3D打印機(jī)的著色裝置的3D打印機(jī)。根據(jù)本實(shí)用新型的用于3D打印機(jī)的著色裝置，包括：著色塊，所述著色塊具有貫通其軸向的線(xiàn)材通孔；多個(gè)墨盒組，在垂直于所述著色塊的軸向的平面內(nèi)，多個(gè)所述墨盒組的投影沿所述著色塊的周向均勻間隔布置，且多個(gè)所述墨盒組沿所述著色塊的軸向均勻間隔布置，每個(gè)所述墨盒組包括相對(duì)于所述著色塊對(duì)稱(chēng)布置的兩個(gè)墨盒；驅(qū)動(dòng)組件，所述驅(qū)動(dòng)組件用于選擇性地驅(qū)動(dòng)多個(gè)所述墨盒組中的一個(gè)在遠(yuǎn)離所述線(xiàn)材通孔的初始位置和靠近所述線(xiàn)材通孔的著色位置間可切換。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)示例，所述著色塊包括依次相連第一著色塊、第二著色塊、第三著色塊和第四著色塊，多個(gè)所述墨盒組包括與所述第一著色塊對(duì)應(yīng)的第一墨盒組、與所述第二著色塊對(duì)應(yīng)的第二墨盒組、與所述第三著色塊對(duì)應(yīng)的第三墨盒組以及與所述第四著色塊對(duì)應(yīng)的第四墨盒組。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)示例，每個(gè)所述墨盒均包括盒體和彈性件，所述彈性件的第一端與所述著色塊相連且所述彈性件的第二端與所述盒體相連，所述彈性件用于常推動(dòng)所述盒體處于所述初始位置。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)示例，所述彈性件均彈簧。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)示例，所述驅(qū)動(dòng)組件包括：齒輪盤(pán)，所述齒輪盤(pán)設(shè)置為繞所述著色塊的軸線(xiàn)可轉(zhuǎn)動(dòng)；兩個(gè)立柱，兩個(gè)所述立柱設(shè)在所述齒輪盤(pán)上且兩個(gè)所述立柱相對(duì)于所述齒輪盤(pán)對(duì)稱(chēng)設(shè)置；與多個(gè)所述墨盒組一一對(duì)應(yīng)的多個(gè)突觸組，多個(gè)所述突觸組對(duì)稱(chēng)地設(shè)在兩個(gè)所述立柱的內(nèi)壁上；驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)所述齒輪盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)多個(gè)所述突觸組中的一個(gè)與對(duì)應(yīng)的多個(gè)所述墨盒組中的一個(gè)接觸時(shí)，該所述墨盒組處于所述著色位置，當(dāng)多個(gè)所述突觸組中的一個(gè)與對(duì)應(yīng)的多個(gè)所述墨盒組中的一個(gè)脫開(kāi)時(shí)，該所述墨盒組處于所述初始位置。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)示例，所述驅(qū)動(dòng)器為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)示例，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)或舵機(jī)。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)示例，每個(gè)所述墨盒還包括固定卡，所述固定卡與所述著色塊相連用于限定所述盒體沿著所述著色塊的徑向移動(dòng)。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)示例，所述的用于3D打印機(jī)的著色裝置還包括限位傳感器，所述限位傳感器設(shè)在所述齒輪盤(pán)上。根據(jù)本實(shí)用新型的3D打印機(jī)，包括上述任一項(xiàng)所述的用于3D打印機(jī)的著色裝置。根據(jù)本實(shí)用新型的用于3D打印機(jī)的著色裝置，驅(qū)動(dòng)組件用于選擇性地驅(qū)動(dòng)多個(gè)墨盒中的一個(gè)在遠(yuǎn)離著色塊的初始位置和靠近著色塊的著色位置間可切換，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)線(xiàn)材的多色著色，進(jìn)而最終實(shí)現(xiàn)多色或彩色3D打印。附圖說(shuō)明圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的用于3D打印機(jī)的著色裝置的示意圖；圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的用于3D打印機(jī)的著色裝置的墨盒組與著色塊的示意圖，其中，墨盒組處于初始位置；圖3是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的用于3D打印機(jī)的著色裝置的墨盒組與著色塊的示意圖，其中，墨盒組處于著色位置；圖4是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的用于3D打印機(jī)的著色裝置的齒輪盤(pán)、立柱與突觸的示意圖。具體實(shí)施方式下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。下面參考附圖來(lái)詳細(xì)描述根據(jù)本實(shí)用新型的用于3D打印機(jī)的著色裝置。如圖1至圖4所述，根據(jù)本實(shí)用新型的用于3D打印機(jī)的著色裝置，包括：著色塊100，多個(gè)墨盒組210，220，230，240，驅(qū)動(dòng)組件(圖中未示出)。具體地說(shuō)，著色塊100具有貫通其軸向的線(xiàn)材通孔110。有利地，著色塊100構(gòu)造成圓柱狀，在圓柱狀著色塊上具有貫通其軸向的線(xiàn)材通孔110，以供打印線(xiàn)材通過(guò)。在垂直于著色塊100的軸向的平面內(nèi)，多個(gè)墨盒組的投影沿著色塊100的周向均勻間隔布置，且多個(gè)墨盒組沿著色塊100的軸向均勻間隔布置，每個(gè)墨盒組包括相對(duì)于著色塊100對(duì)稱(chēng)布置的兩個(gè)墨盒。有利地，著色塊100包括依次相連第一著色塊(未示出)、第二著色塊(未示出)、第三著色塊(未示出)和第四著色塊(未示出)，多個(gè)墨盒組包括與所述第一著色塊對(duì)應(yīng)的第一墨盒組210、與所述第二著色塊對(duì)應(yīng)的第二墨盒組220、與所述第三著色塊對(duì)應(yīng)的第三墨盒組230以及與所述第四著色塊對(duì)應(yīng)的第四墨盒組240。所述驅(qū)動(dòng)組件用于選擇性地驅(qū)動(dòng)多個(gè)墨盒組210，220，230，240中的一個(gè)在遠(yuǎn)離線(xiàn)材通孔110的初始位置和靠近線(xiàn)材通孔110的著色位置間可切換。換言之，每個(gè)墨盒組可以對(duì)應(yīng)一種顏色，例如，不同的墨盒組對(duì)應(yīng)紅色、綠色、黃色或黑色。在一般狀態(tài)上，多個(gè)墨盒組210，220，230，240均處于上述初始位置。而當(dāng)需要對(duì)線(xiàn)材進(jìn)行著色時(shí)，例如，需要對(duì)線(xiàn)材的一部分著紅色，則所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)紅色的墨盒組處于著色位置，以對(duì)打印線(xiàn)材進(jìn)行著色。這里需要說(shuō)明的是，著色塊100上設(shè)有沿其徑向貫通的多個(gè)通道，每個(gè)通道對(duì)應(yīng)一個(gè)墨盒組，以供墨盒組靠近或遠(yuǎn)離線(xiàn)材通孔100，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以理解的。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)示例，如圖2和圖3所示，每個(gè)墨盒均包括盒體211和彈性件212，彈性件212的第一端與著色塊100相連且彈性件212的第二端與盒體211相連，彈性件212用于常推動(dòng)盒體211處于所述初始位置。彈性件212均彈簧。也就是說(shuō)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)組件與墨盒組脫開(kāi)后，墨盒會(huì)在彈簧的回復(fù)力的作用下，從著色位置切換到初始位置。有利地，每個(gè)墨盒還包括固定卡213，固定卡213與著色塊100相連用于限定盒體211沿著著色塊100的徑向移動(dòng)。如圖4所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)示例，所述驅(qū)動(dòng)組件包括：齒輪盤(pán)410，兩個(gè)立柱421，422，多個(gè)突觸組431，432，驅(qū)動(dòng)器(未示出)。齒輪盤(pán)410設(shè)置為繞著色塊100的軸線(xiàn)可轉(zhuǎn)動(dòng)。即，齒輪盤(pán)410上具有中心通孔，以供著色塊100穿過(guò)。兩個(gè)立柱421，422設(shè)在齒輪盤(pán)410上且兩個(gè)立柱421，422相對(duì)于齒輪盤(pán)410對(duì)稱(chēng)設(shè)置。有利地，多個(gè)墨盒組置于兩個(gè)立柱421，422之間。多個(gè)突觸組與多個(gè)墨盒組一一對(duì)應(yīng)，多個(gè)突觸組431，432對(duì)稱(chēng)地設(shè)在兩個(gè)立柱421，422的內(nèi)壁上。所述驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)齒輪盤(pán)410轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)多個(gè)突觸組中的一個(gè)與對(duì)應(yīng)的多個(gè)墨盒組中的一個(gè)接觸時(shí)，該墨盒組處于著色位置，當(dāng)多個(gè)突觸組中的一個(gè)與對(duì)應(yīng)的多個(gè)墨盒組中的一個(gè)脫開(kāi)時(shí)，該墨盒組處于初始位置。有利地，所述的用于3D打印機(jī)的著色裝置還包括限位傳感器(未示出)，所述限位傳感器設(shè)在齒輪盤(pán)410上。由此，可以更精確地驅(qū)動(dòng)多個(gè)墨盒組中的一個(gè)在初始位置和著色位置間切換。有利地，所述驅(qū)動(dòng)器為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)或舵機(jī)。下面簡(jiǎn)單介紹根據(jù)本實(shí)用新型的用于3D打印機(jī)的著色裝置的工作過(guò)程。1.初始化：在開(kāi)始正式打印前，計(jì)算機(jī)對(duì)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出旋轉(zhuǎn)指令，驅(qū)動(dòng)器帶動(dòng)齒輪盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，直至計(jì)算機(jī)檢測(cè)到齒輪盤(pán)上的限位傳感器處于初始位置，此時(shí)，多個(gè)墨盒組全部處于初始位置，不對(duì)線(xiàn)材進(jìn)行任何顏色的著色處理。裝置初始化完成。2.驅(qū)動(dòng)器根據(jù)計(jì)算機(jī)指令，進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)齒輪帶動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)部的齒輪盤(pán)旋轉(zhuǎn)一定角度，使得齒輪盤(pán)立柱上的突觸部分推動(dòng)某一色墨盒組，使得墨盒完全包裹線(xiàn)材并給與一定的壓力對(duì)線(xiàn)材進(jìn)行著色，同時(shí)計(jì)算機(jī)控制送絲機(jī)構(gòu)推送或回抽耗材，當(dāng)耗材著色長(zhǎng)度達(dá)到要求長(zhǎng)度時(shí)，驅(qū)動(dòng)器接受計(jì)算機(jī)指令驅(qū)動(dòng)齒輪盤(pán)旋轉(zhuǎn)至另一個(gè)墨盒位置進(jìn)行其他顏色著色。重復(fù)上述過(guò)程，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)線(xiàn)材進(jìn)行彩色著色達(dá)到彩色打印目的。3.計(jì)算機(jī)會(huì)根據(jù)本著色機(jī)構(gòu)到噴嘴間的線(xiàn)材長(zhǎng)度進(jìn)行預(yù)著色，以確保實(shí)際打印時(shí)色彩的準(zhǔn)確控制。4.著色塊100的尺寸限定了墨盒的尺寸，更小的墨盒著色體的厚度將有著更高的著色控制精度。在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)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實(shí)用新型和簡(jiǎn)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(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)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一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)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(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)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(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。在本實(shí)用新型中，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(guò)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。在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。