機(jī)體、掃描控制單元、圖像采集模塊、光束發(fā)射模塊和圖像處理模塊；打印機(jī)本體包括處理裝置、控制主板、3D打印桌面、打印機(jī)頭、噴嘴、噴涂材料提供裝置和空調(diào)制冷裝置。
[0029]掃描控制單元與處理裝置通過有線或是無線的方式通信連接，掃描控制單元控制圖像采集模塊、光束發(fā)射模塊和圖像處理模塊對模型進(jìn)行掃描以獲得模型三維圖像數(shù)據(jù)，該三維圖像數(shù)據(jù)被輸送至處理裝置。
[0030]處理裝置用于分析三維圖像數(shù)據(jù)，并按工程建造要求設(shè)置3D打印精度，并利用3D建模軟件將所獲得的三維圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分層切割，并把每層模型信息發(fā)送給所述控制主板。
[0031]控制主板根據(jù)處理裝置所發(fā)送的每層模型信息，控制打印機(jī)頭在水平范圍內(nèi)以及縱向上的位置、移動方向、速度以及3D打印材料輸入，從而在3D打印桌面上逐層打印出需要打印的模型；
[0032]噴嘴與噴涂材料提供裝置通過導(dǎo)管相連，噴涂材料提供裝置包括膠水盒、顆粒材料盒和光油盒；模型打印完成后，控制主板控制噴嘴對模型的表面噴涂上膠水層，在膠水層上噴涂顆粒材料層，在顆粒材料層上噴涂上光油層。
[0033]空調(diào)制冷裝置包括出風(fēng)嘴和空調(diào)，該空調(diào)通過導(dǎo)氣管連通所述的出風(fēng)嘴，該出風(fēng)嘴設(shè)置于所述打印機(jī)頭正下方。
[0034]如圖2所示，是本實用新型打印機(jī)本體的一較佳實施例，包括處理裝置110、控制主板120、3D打印桌面130、縱向?qū)U140、水平Y(jié)向?qū)U150、水平X向?qū)U160、打印機(jī)頭(含電動機(jī))170、材料導(dǎo)管180、材料提供裝置182、電動機(jī)190、噴嘴210 (內(nèi)置噴嘴電機(jī))、噴嘴套環(huán)220、套環(huán)縱向?qū)U230、第三電機(jī)240、噴涂材料提供裝置250 (包括膠水盒251、顆粒材料盒252、光油盒253和共用導(dǎo)管254)、出風(fēng)嘴260、導(dǎo)氣管270和空調(diào)280。其中，處理裝置110通過控制主板120控制電動機(jī)190及打印機(jī)頭170中電動機(jī)的運行，進(jìn)而控制打印機(jī)頭170在縱向?qū)U140、水平Y(jié)向?qū)U150及水平X向?qū)U160上的位置、移動方向及材料輸入，從而將材料提供裝置182提供的材料經(jīng)過材料導(dǎo)管180輸送到打印機(jī)頭170中，以在3D打印桌面130上3D打印出所需要的工程模型如建筑模型；處理裝置110通過控制主板120控制第三電機(jī)240和噴嘴210內(nèi)的噴嘴電機(jī)，進(jìn)而控制噴嘴套環(huán)220在套環(huán)縱向?qū)U230上上下移動，進(jìn)而控制噴嘴210繞噴嘴套環(huán)220移動，模型打印完成后，處理裝置110通過控制主板120，控制噴嘴210在模型上均勻噴涂一層膠水層，再控制噴嘴210在模型的膠水層上噴涂一層顆粒材料，再控制噴嘴210在模型的顆粒材料層上噴涂一層光油層；在打印的同時，處理裝置110通過控制主板120控制空調(diào)280，使其在打印過程中不斷通入冷卻氣體，冷卻氣體從出風(fēng)嘴260內(nèi)出來，對從打印頭170中擠出的打印材料進(jìn)行冷卻。
[0035]具體地，處理裝置110可以為安裝有3D建模軟件的計算機(jī)。3D建模軟件可包括 Bender、OpenSCAD、Art of Illus1n、FreeCAD、Wings3D、BRL-CAD> SketchUp、Autodeskl23D、MeshMixer等。其中，Blender 一種免費開源3D模型制作軟件套裝。OpenSCAD是一款基于命令行的3D建模軟件，可以產(chǎn)生CSG文件，特長是制作實心3D模型。Art ofIllus1n是開源的3D模型和植染軟件。FreeCAD是來自法國Matra Datavis1n公司的一款開源免費3D CAD軟件，基于CAD/CAM/CAE幾何模型核心，是一個功能化、參數(shù)化的建模工具。Wings3D是一個開源免費的3D建模軟件，適合創(chuàng)建細(xì)分曲面模型。BRL-CAD是一款跨平臺開源實體幾何(CSG)構(gòu)造和實體模型計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)系統(tǒng)。SketchUp是谷歌Google的一個免費交互式的3D模型程序，不僅適合高級用戶，也適合初學(xué)者。Autodeskl23D是歐特克公司的產(chǎn)品，是一個免費3D模型軟件，目前只支持Windows系統(tǒng)。MeshMixer是一個3D模型工具，也是Autodesk公司的產(chǎn)品。針對需要打印的模型，在處理裝置110上建模、導(dǎo)入模型或3D掃描導(dǎo)入模型，并按工程建造要求設(shè)置3D打印精度后，可利用3D建模軟件將需要打印的模型進(jìn)行分層切割，并把每層模型信息通過導(dǎo)線112發(fā)送給控制主板120。
[0036]控制主板120可通過導(dǎo)線112與處理裝置110連接，并可根據(jù)處理裝置110所發(fā)送的每層模型信息控制打印機(jī)頭170在水平范圍內(nèi)以及縱向上的位置、移動方向及速度，從而使得打印機(jī)頭170能夠在三維空間內(nèi)精確定位并進(jìn)行打印。同時，控制主板120還可控制打印機(jī)頭170處激光參數(shù)及溫度等等。
[0037]3D打印桌面130用于承載打印形成的模型。3D打印桌面130的形狀可以根據(jù)實際使用需求設(shè)計，在一實施例中，3D打印桌面130大致呈矩形。
[0038]多個如四個縱向?qū)U140大致垂直地設(shè)置在3D打印桌面130的四角。兩個水平Y(jié)向?qū)U150分別設(shè)置在一對縱向?qū)U140之間，并且兩水平Y(jié)向?qū)U150大致平行。如圖2所示，水平Y(jié)向?qū)U150的兩端分別通過滑頭152滑動地安裝在對應(yīng)的縱向?qū)U140上，使得水平Y(jié)向?qū)U150可以在電動機(jī)190驅(qū)動下沿著縱向?qū)U140滑動。水平X向?qū)U160設(shè)置在兩個水平Y(jié)向?qū)U150之間，并將兩個水平Y(jié)向?qū)U150連接。水平X向?qū)U160的兩端分別通過滑頭152滑動地安裝在對應(yīng)的水平Y(jié)向?qū)U150，使得水平X向?qū)U160可以在電動機(jī)190驅(qū)動下沿著水平Y(jié)向?qū)U150滑動。打印機(jī)頭170滑動地安裝在水平X向?qū)U160上，并可在打印機(jī)頭170中電動機(jī)的驅(qū)動下沿著水平X向?qū)U160滑動。這樣，通過控制主板120控制電動機(jī)190及打印機(jī)頭170中電動機(jī)的運行，即可控制打印機(jī)頭170在水平范圍內(nèi)以及縱向上的位置、移動方向及速度，從而使得打印機(jī)頭170能夠在三維空間內(nèi)精確定位并進(jìn)行打印。
[0039]材料導(dǎo)管180的一端與打印機(jī)頭170連接，另一端與材料提供裝置182連接。在處理裝置110和/或控制主板120控制下，材料提供裝置182上的材料經(jīng)過材料導(dǎo)管180輸送到打印機(jī)頭170以實現(xiàn)3D打印。
[0040]噴嘴210內(nèi)置有噴嘴電機(jī)，噴嘴210通過共用導(dǎo)管254與膠水盒251、顆粒材料盒252和光油盒253分別相連，膠水盒251內(nèi)裝白乳膠等慢干性膠水，顆粒材料盒252內(nèi)裝有直徑大小在50um?200um塑膠片或粉末，光油盒253內(nèi)裝光油。套環(huán)縱向?qū)U230與縱向?qū)U140平行，套環(huán)縱向?qū)U230的一端固定于水平X向?qū)U160上，另一端固定于3D打印桌面130上，噴嘴套環(huán)220通過第三電機(jī)240與套環(huán)縱向?qū)U230活動連接，第三電機(jī)240驅(qū)動噴嘴套環(huán)220在豎直方向上移動，噴嘴210內(nèi)置的噴嘴電機(jī)驅(qū)動噴嘴210在噴嘴套環(huán)220上移動。
[0041]由于3d打印是基于層疊原理進(jìn)行模型的構(gòu)建，層的厚度又決定了模型打印的速度和打印的穩(wěn)定性，所以在3d打印技術(shù)里面，一般采用0.1-0.3_左右作為層厚的參數(shù)，因此打印出來的模型在表面都會有用肉眼能明顯分辨出來的層疊紋理。利用50Um-200Um顆粒，在模型表面覆蓋一層裝飾層，因為顆粒比較大，不會直接填充到層與層的間隙中，只會疊加在模型表面，可以迅速掩蓋模型表面的紋理。膠水層與浮飾層的厚度不作硬性要求，只要使模型表面細(xì)節(jié)保持清晰，顆粒不易掉落即可，因為膠水的粘性大時，就可以薄一些，膠水的粘性小時，就可以厚一些，對于浮飾層，影響模型表面細(xì)節(jié)的決定因素是在于浮飾材料的顆粒大小。
[0042]出風(fēng)嘴260通過導(dǎo)氣管270與空調(diào)280相連，如圖3所示，出風(fēng)嘴260包括一對環(huán)形本體2601 (上環(huán)形本體和下環(huán)形本體)和本體連接管2602，這一對環(huán)形本體2601通過本體連接管2602連接，所述環(huán)形本體2601內(nèi)部中空形成環(huán)形氣腔(上環(huán)形氣腔和下