一种喷墨3D打印设备及打印方法技术

本发明专利技术涉及3D打印领域，具体为一种喷墨3D打印设备及打印方法。该喷墨3D打印设备，包括控制模块、运动模块和3D打印模块，3D打印模块按照控制模块读取的数据将热塑材料进行分层打印，运动模块在控制模块的控制下控制分层打印过程中打印物体的移动，还包括喷墨模块，喷墨模块与控制模块相连，用于3D打印模块对当前层实体打印完成后，对当前层进行喷墨染色处理；运动模块在控制模块的控制下控制喷墨过程中打印物体的移动；喷墨模块、运动模块和3D打印模块在控制模块的控制下相互独立的工作。该发明专利技术实现了彩色平面打印技术在复杂三维物体上的应用，并且打印成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及3D打印领域，具体为一种喷墨3D打印设备及打印方法。该喷墨3D打印设备，包括控制模块、运动模块和3D打印模块，3D打印模块按照控制模块读取的数据将热塑材料进行分层打印，运动模块在控制模块的控制下控制分层打印过程中打印物体的移动，还包括喷墨模块，喷墨模块与控制模块相连，用于3D打印模块对当前层实体打印完成后，对当前层进行喷墨染色处理；运动模块在控制模块的控制下控制喷墨过程中打印物体的移动；喷墨模块、运动模块和3D打印模块在控制模块的控制下相互独立的工作。该专利技术实现了彩色平面打印技术在复杂三维物体上的应用，并且打印成本低廉。【专利说明】—种喷墨3D打印设备及打印方法
本专利技术涉及3D打印领域，具体为一种喷墨3D打印设备和打印方法。
技术介绍
目前，各种各样的3D打印设备及方法不断涌现，有激光立体成型技术(LSF)、三维印刷技术(3DP)、选择性烧结(SLS)、薄片分层堆层成型法(LOM)、热熔堆积固化成型法(FDM)、立体光固化成型法(SLA)等。 在各种不同的3D打印方法中，其中能较好地实现全彩色3D打印的方法有三维印刷技术(3DP)、立体光固化成型法(SLA)等，但其打印成本都较高；热熔堆积固化成型法(FDM)虽然打印成本较为低廉，但由于用于立体成型的材料在喷出时难以混合染色，所以很难以实现全彩色3D打印。另外，喷墨打印虽然能实现彩色打印，但其只能在平面上打印颜色，无法在复杂的物体表面进行打印，更不能在物体内部进行打印。 一种热融堆积成型法彩色3D打印设备，申请号:201410124418.3，公开了一种热融堆积成型法彩色3D打印设备，采用三原色原理，即红、绿、蓝三种颜色以适当的比例混合可以得到自然界中几乎所有色彩的原理，通过红、绿、蓝三种颜色的热塑性原材料熔丝或粉末以不同比例加热混合形成不同色彩打印材料后，运用热融堆积成型法(FDM法)3D打印彩色产品。但本专利存在以下缺点:使用已着色的固体材料混合，无法实现浅色的喷染。3种参与混色的原材料均已带有一定颜色，混合后只会得到一种更深的颜色，而无法得到一种更浅的颜色、乃至白色。 一种喷墨染色热融堆积成型法彩色3D打印设备，申请号:201410124743.X，公开了一种一种喷墨染色热融堆积成型法彩色3D打印设备，采用三原色原理，即红、绿、蓝三种颜色以适当的比例混合可以得到自然界中几乎所有色彩的原理，通过红、绿、蓝三种颜色的墨水以不同比例混合形成不同色彩墨水后，白色热塑性材料被加热熔融与彩色墨水混合染色作为彩色打印原材料，运用热融堆积成型(FDM法)3D打印彩色产品。本专利虽然具有一定的可行性，但研发和应用难度极高。“热融堆积成型法”3D打印的一个主要特点是采用高温将固体材料融化后再挤出，根据材料的不同加热温度也不同，常需要100多度甚至几百度的高温。因为打印的连续性，加热过程也连续，因此喷头在打印过程中将一直保持着高温。由于彩色墨水属于油性或水性，加热过程中的高温足以使水性或油性的彩色墨水处在一个沸腾或汽化的状态而使染色效果较差。同时，现在的彩色喷墨头属一种极精细的高集成设备，材质以塑料为主，高温对彩色喷头也是一个极大的考验，因此本专利在现有技术条件下是难以实现。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种喷墨3D打印设备及打印方法，实现彩色平面打印技术在复杂三维物体上的应用，并且打印成本低廉。 本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下: 一种喷墨3D打印设备，包括控制模块、运动模块和3D打印模块，所述控制模块用于读取打印数据，所述3D打印模块按照打印数据进行热塑材料的分层打印，所述运动模块用于在控制模块的控制下控制分层打印过程中打印物体的移动，还包括喷墨模块，且喷墨模块、运动模块和3D打印模块在控制模块的控制下相互独立的工作；所述喷墨模块与控制模块相连，用于在3D打印模块对当前层模型实体打印完成后，对当前层模型实体进行喷墨染色处理；所述运动模块，还用于在控制模块的控制下控制喷墨过程中打印物体的移动。 本专利技术的有益效果是: 1、在打印过程中将热熔堆积固化成型法3D打印设备和喷墨装置相结合，在避免了染色不均或浅色无法着色的情况下，从研发和应用上实现了全彩色的3D打印。 2、本专利技术使用的打印材料价格较为廉价，彩色喷墨打印成本也很低廉，因此本专利技术将两种技术相结合，在实现彩色3D打印的同时节约了成本。 在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。 进一步的，所述运动模块包括移动装置和升降装置； 所述移动装置包括喷头工作小车、喷头工作小车导轨和行走导轨；所述升降装置包括模型托盘、升降轨道和底座； 将底座右上角设为原点并基于该原点建立xyz坐标系，沿着工作小车导轨的方向设为X方向，沿着行走导轨的方向设为Y方向，沿着升降轨道的方向设为Z方向； 所述模型托盘沿着升降轨道相对于原点进行Z方向的移动， 所述喷头工作小车沿喷头工作小车导轨相对于原点进行X方向的移动， 所述喷头工作小车导轨沿行走导轨相对于原点进行Y方向的移动。 所述喷墨模块包括喷墨喷头和供墨装置，所述3D打印模块包括材料挤出喷头和供料装置，喷墨喷头和材料挤出喷头并排安装到喷头工作小车上。 采用上述进一步方案的有益效果是:本专利技术使用的设备组成材料为常规材料，在实际应用上能实现全彩色的3D打印。 一种基于喷墨3D打印设备实现喷墨3D打印的方法，包括: 实体分层打印步骤:读取打印数据，按照打印数据进行热塑材料的实体分层打印，并控制实体分层打印过程中打印物体的移动； 喷墨染色处理步骤:在对当前层模型实体进行热塑材料的实体打印完成后，对当前层模型实体进行喷墨染色处理，并控制喷墨过程中打印物体的移动。 所述实体分层打印步骤具体包括: 步骤Al、建立三维模型，将三维模型按照设定的层厚模拟分割成不同的层面； 步骤A2、读取层面的实体数据，按照读取的实体数据逐点打印一层模型实体； 步骤A3、判断是否完成当前层模型实体打印，未完成打印时，继续步骤A2直至完成当前层的模型实体打印。 在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。 进一步的，所述步骤A2中模型实体选用白色或透明或半透明的实体打印材料。 采用上述进一步方案的有益效果是:让彩色3D打印品表现出更多的颜色，同时让颜色表现的更加均匀。 所述喷墨染色处理步骤具体包括: 步骤B1、完成所述步骤A3当前层模型实体打印后，读取当前层颜色数据，并在当前层的实体表面及边缘上进行逐点喷墨； 步骤B2、判断当前层喷墨是否完成，未完成喷墨时，继续对当前层进行喷墨直至完成当前层喷墨；完成喷墨时，则重复进行所述实体分层打印中所述步骤A2、所述步骤A3的实体打印过程； 步骤B3、重复所述步骤A2,所述步骤A3,所述步骤BI和所述步骤B2直至全部打印和喷墨完成。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术装置的原理图； 图2为本专利技术装置的结构连接图； 图3为本专利技术方法的原理流程图； 附图中，各标号所代表的部件列表如下: 1、工作小车，2、喷头工作小车导轨，3、行走导轨，4、喷墨喷头，5、材料挤出喷头，6、供墨装置，7、供料装置，8、模型托盘，9、升降轨道，1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷墨3D打印设备，包括控制模块、运动模块和3D打印模块，所述控制模块用于读取打印数据，所述3D打印模块按照打印数据进行热塑材料的分层打印，所述运动模块用于在控制模块的控制下控制分层打印过程中打印物体的移动，其特征在于：还包括喷墨模块，且喷墨模块、运动模块和3D打印模块在控制模块的控制下相互独立的工作；所述喷墨模块与控制模块相连，用于在3D打印模块对当前层模型实体打印完成后，对当前层模型实体进行喷墨染色处理；所述运动模块，还用于在控制模块的控制下控制喷墨过程中打印物体的移动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马驰，
申请(专利权)人：马驰，
类型：发明
国别省市：广西;45