彩色熔融式3d打印頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種彩色熔融式3D打印頭，該打印頭包括主機(jī)機(jī)架、噴墨頭機(jī)架、3D打印頭、噴墨打印頭、XY軸步進(jìn)電機(jī)、Z軸步進(jìn)電機(jī)、XY軸步進(jìn)電機(jī)輸出軸、Z軸步進(jìn)電機(jī)皮帶組成。其中所述噴墨頭機(jī)架通過XY軸步進(jìn)電機(jī)輸出軸與主機(jī)架連接借以調(diào)整噴墨頭在XY平面的位置；所述3D打印頭為熔融式打印頭；所述噴墨頭為氣泡式彩色打印頭；所述Z軸步進(jìn)電機(jī)通過Z軸步進(jìn)電機(jī)皮帶與噴墨頭連接借以調(diào)節(jié)噴墨方向與Z軸的夾角。
【專利說明】
彩色熔融式3D打印頭
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種3D打印機(jī)頭，特別是指一種彩色熔融式3D打印頭。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，3D打印技術(shù)已經(jīng)涉及到人們生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域。但較之平面打印而言，彩色打印始終是3D打印的一個(gè)短板。常用的熔融擠壓式(FDM)以三原色為打印材料的彩色3D打印機(jī)，由于其打印材料需加熱混合后再擠出，而打印材料加熱后只是呈現(xiàn)膠體狀不易混合，很難獲得好的打印效果。另一種噴墨粘粉式(3DPG)彩色3D打印機(jī)雖然可以打印出較好色彩的打印件，但其與FDM式一樣有以下弱點(diǎn):一是由于受到分層不能太薄(一般最小為0.1毫米)限制而致使分辨率較低，遠(yuǎn)不及二維噴墨打印機(jī);二是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此造價(jià)高;三是體積較大，無法擺上桌面，嚴(yán)重影響3D打印技術(shù)的普及和推廣。
[0003]專利申請?zhí)枮?01310563458.3的中國專利文獻(xiàn)中公開了一種新型三色3D打印機(jī)頭，該3D打印機(jī)頭由外殼、進(jìn)料孔、送料調(diào)節(jié)裝置、熔料裝置、攪拌裝置、出料口和打印機(jī)頭控制器組成，所述進(jìn)料孔有三個(gè)，分別為三種顏色提供入口，位于外殼的上方并延伸到熔料裝置處，所述出料口位于外殼的下方，所述送料調(diào)節(jié)裝置、熔料裝置、攪拌裝置和打印機(jī)頭控制器均設(shè)置在外殼內(nèi)部。通過對打印機(jī)頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，將三色原料輸入，對色彩進(jìn)行配比，實(shí)現(xiàn)多種色彩的3D產(chǎn)品打印，該技術(shù)操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)，可以有效的解決打印產(chǎn)品純色問題。
[0004]專利申請?zhí)枮?01320714602.4的中國專利文獻(xiàn)中公開了一種三色3D打印機(jī)頭，該3D打印機(jī)頭由外殼、進(jìn)料孔、送料調(diào)節(jié)裝置、熔料裝置、攪拌裝置、出料口和打印機(jī)頭控制器組成，所述進(jìn)料孔有三個(gè)，分別為三種顏色提供入口，位于外殼的上方并延伸到熔料裝置處，所述出料口位于外殼的下方，所述送料調(diào)節(jié)裝置、熔料裝置、攪拌裝置和打印機(jī)頭控制器均設(shè)置在外殼內(nèi)部。通過對打印機(jī)頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，將三色原料輸入，對色彩進(jìn)行配比，實(shí)現(xiàn)多種色彩的3D產(chǎn)品打印，該技術(shù)操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)，可以有效的解決打印產(chǎn)品純色問題。
[0005]專利申請?zhí)枮?01520257412.3的中國專利文獻(xiàn)中公開了一種彩色3D打印頭，包括熔融腔及與熔融腔下端固接的噴嘴，熔融腔上端設(shè)有入絲口，入絲口與送絲管一端連接，送絲管的另一端連接送絲器;入絲口處設(shè)有染色裝置。本實(shí)用新型的彩色3D打印頭可實(shí)現(xiàn)在絲狀材料進(jìn)入熔融腔之前進(jìn)行染色，使其與墨料在熔融腔中充分混合染色;并且因?yàn)槭侵苯邮褂媚先旧?，從而更真?shí)的還原了模型，打印出的模型色彩分辨率更高、色帶還原度更高;另外，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，能夠?qū)崿F(xiàn)彩色模型的連續(xù)打印。
[0006]上述對比文件雖然是一些不錯(cuò)的3D打印機(jī)頭的改進(jìn)，但是，在使用時(shí)還存在有各種各樣的不足之處，所以，本實(shí)用新型發(fā)明人經(jīng)過不斷的實(shí)驗(yàn)研究，終于研發(fā)出本實(shí)用新型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、整體美觀、可重復(fù)使用的塑料扣環(huán)。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0009]一種熔融式彩色3D打印頭，所述的彩色3D打印頭包括:主機(jī)架1、噴墨頭機(jī)架2、單色3D打印頭3、噴墨打印頭4、噴墨方向控制系統(tǒng)，所述的噴墨打印頭4設(shè)置在噴墨頭機(jī)架2上，噴墨打印頭4上設(shè)有噴墨孔9，所述的噴墨方向控制系統(tǒng)包括:XY軸步進(jìn)電機(jī)5，Z軸步進(jìn)電機(jī)6、XY軸步進(jìn)電機(jī)輸出軸7及Z軸步進(jìn)電機(jī)皮帶8，所述的3D打印頭和彩色噴墨打印頭可拆卸的固定在一個(gè)主機(jī)架I上共用一套行走系統(tǒng);所述的噴墨頭機(jī)架2通過XY軸步進(jìn)電機(jī)5的輸出軸與XY軸步進(jìn)電機(jī)連接;噴墨打印頭4通過皮帶8與Z軸步進(jìn)電機(jī)6連接。
[0010]所述的熔融式彩色3D打印頭，所述的噴墨打印頭4與單色3D打印頭3的幾何位置在X軸和Z軸上是一致的，在Y軸上有一個(gè)5厘米至10厘米之間的固定偏差。
[0011]所述的熔融式彩色3D打印頭，所述的噴墨打印頭4在XY平面上的位置及方向可利用XY軸步進(jìn)電機(jī)5來調(diào)節(jié)。
[0012]所述的熔融式彩色3D打印頭，所述的噴墨打印頭4的前端與單色3D打印頭3的高度相同，所述的噴墨打印頭4的噴墨方向與Z軸形成一個(gè)O度至45度之間的可調(diào)節(jié)的夾角，噴墨方向與打印平面之間的夾角保持在45度至90度之間。
[0013]使用本實(shí)用新型的有益效果在于:1、適用于復(fù)雜形狀的高分辨率真彩色3D打??；
2、體積小，可使彩色3D打印機(jī)直接應(yīng)用于桌面;3、由于充分利用普通3D打印機(jī)原有的行走系統(tǒng)，從而降低了造價(jià)、提高了打印精度。
【附圖說明】
[0014]圖1:本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2:彩色噴墨打印頭工作原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和工作過程進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0017]如圖1所示，一種熔融式彩色3D打印頭，所述的彩色3D打印頭包括:主機(jī)架1、噴墨頭機(jī)架2、單色3D打印頭3、噴墨打印頭4、噴墨方向控制系統(tǒng)，所述的噴墨打印頭4設(shè)置在噴墨頭機(jī)架2上，嗔墨打印頭4上設(shè)有嗔墨孔9，所述的嗔墨方向控制系統(tǒng)包括:XY軸步進(jìn)電機(jī)5，Ζ軸步進(jìn)電機(jī)6、ΧΥ軸步進(jìn)電機(jī)輸出軸7及Z軸步進(jìn)電機(jī)皮帶8，所述的3D打印頭和彩色噴墨打印頭可拆卸的固定在一個(gè)主機(jī)架I上共用一套行走系統(tǒng);所述的噴墨頭機(jī)架2通過XY軸步進(jìn)電機(jī)5的輸出軸與XY軸步進(jìn)電機(jī)連接;噴墨打印頭4通過皮帶8與Z軸步進(jìn)電機(jī)6連接;所述的噴墨打印頭4與單色3D打印頭3的幾何位置在X軸和Z軸上是一致的，在Y軸上有一個(gè)5厘米至10厘米之間的固定偏差;所述的噴墨打印頭4在XY平面上的位置及方向可利用XY軸步進(jìn)電機(jī)5來調(diào)節(jié);所述的噴墨打印頭4的前端與單色3D打印頭3的高度相同，所述的噴墨打印頭4的噴墨方向與Z軸形成一個(gè)O度至45度之間的可調(diào)節(jié)的夾角，噴墨方向與打印平面之間的夾角保持在45度至90度之間。
[0018]3D打印機(jī)是通過切片軟件將打印物體切割成若干層，在行走裝置的的帶動(dòng)下，擠壓裝置根據(jù)每一層的幾何形狀擠壓出3D打印的材料。層層疊加后形成完整的實(shí)體打印件。本實(shí)用新型在3D打印頭3打印完某一層之后，如果該層為打印件的外沿需要著色，本實(shí)用新型打印頭便通過3D打印機(jī)的行走機(jī)構(gòu)將噴墨打印頭4送至被打印的打印件該層上方。之后，噴墨打印頭4就會(huì)通過3D打印機(jī)的行走機(jī)構(gòu)沿著打印件外沿走一遍并實(shí)施彩色打印。
[0019]彩色3D打印件文件中除了描述打印件外形外，還有一個(gè)打印件表面顏色參數(shù)。行走過程中噴墨頭4根據(jù)打印件文件中該層表面的顏色參數(shù)來進(jìn)行配色并實(shí)施彩色噴墨打印。
[0020]當(dāng)打印的打印件外沿凹凸不平或出現(xiàn)變向時(shí)，為了保證噴墨方向始終正對著打印對象，XY軸步進(jìn)電機(jī)5將隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，使噴墨方向始終與打印件外沿在XY軸平面的投影保持垂直，從而獲得更好的打印效果。
[0021 ]為了保證打印頭在打印復(fù)雜打印件時(shí)不與打印件相撞，彩色噴墨打印頭4的最低點(diǎn)始終保持與3D打印頭3的最低點(diǎn)相同。而為了保證噴出去的墨水能夠噴到模塊上，噴墨打印頭4與打印機(jī)Z軸形成一個(gè)角度，這樣噴墨打印頭4噴出去的墨水就能夠從打印件的斜上方噴向打印件表面，如圖2所示。
[0022 ]如圖2所示，當(dāng)打印的打印件被打印的表面與Z軸夾角發(fā)生變化時(shí)，Z軸步進(jìn)電機(jī)6隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過皮帶使噴墨頭4也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，使得噴墨方向與被打印面的夾角始終保持在45度至90度之間，從而保證打印質(zhì)量。
[0023]此間說明的是，本實(shí)用新型主要是對熔融式彩色3D打印頭的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，在打印頭外圍的其他部件沿用現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)，不進(jìn)行改進(jìn)，所以此間就不再進(jìn)行一一贅述。
[0024]以上說明對本實(shí)用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改、變化或等效，但都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種彩色熔融式3D打印頭，其特征在于，所述的彩色3D打印頭包括:主機(jī)架(I)、噴墨頭機(jī)架(2)、單色3D打印頭(3)、噴墨打印頭(4)、噴墨方向控制系統(tǒng)，所述的噴墨打印頭(4)設(shè)置在噴墨頭機(jī)架(2)上，噴墨打印頭(4)上設(shè)有噴墨孔(9)，所述的噴墨方向控制系統(tǒng)包括:XY軸步進(jìn)電機(jī)(5)，Z軸步進(jìn)電機(jī)(6)、XY軸步進(jìn)電機(jī)輸出軸(7)及Z軸步進(jìn)電機(jī)皮帶(8)，所述的3D打印頭和彩色噴墨打印頭可拆卸的固定在一個(gè)主機(jī)架(I)上共用一套行走系統(tǒng)；所述的噴墨頭機(jī)架(2)通過XY軸步進(jìn)電機(jī)(5)的輸出軸與XY軸步進(jìn)電機(jī)連接;噴墨打印頭(4)通過皮帶(8)與ζ軸步進(jìn)電機(jī)(6)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色熔融式3D打印頭，其特征在于，所述的噴墨打印頭(4)與單色3D打印頭(3)的幾何位置在X軸和Z軸上是一致的，在Y軸上有一個(gè)5厘米至10厘米之間的固定偏差。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色熔融式3D打印頭，其特征在于，所述的噴墨打印頭(4)在XY平面上的位置及方向可利用XY軸步進(jìn)電機(jī)(5)來調(diào)節(jié)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色熔融式3D打印頭，其特征在于，所述的噴墨打印頭(4)的前端與單色3D打印頭(3)的高度相同，所述的噴墨打印頭(4)的噴墨方向與Z軸形成一個(gè)O度至45度之間的可調(diào)節(jié)的夾角，噴墨方向與打印平面之間的夾角保持在45度至90度之間。
【文檔編號(hào)】B29C67/00GK205467385SQ201620086750
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月29日
【發(fā)明人】汪漢柏
【申請人】汪漢柏