一种三维打印机制造技术

本发明专利技术公开了一种三维打印机，包括主机架、出料打印头、成型打印台板，还包括一用于带动出料打印头移动的打印头位移调节机构,出料打印头上设有用于输入打印原料的打印头进料端，出料打印头内设有与打印头进料端连通的出料通道，成型打印台板包括定台板、动台板、用于带动动台板上下移动的台板位移调节机构，还包括至少一个侧支撑台板、至少一个可带动侧支撑台板进入成型打印台板正上方范围内的侧支撑带动结构。本发明专利技术的有益效果是：能根据支撑需求进行调节，灵活地提供一部分非打印型底支撑及非打印型侧支撑，减少了打印支撑的需求，可提高打印效率、减少产品局部塌陷的风险、节省支撑材料，且能保证打印过程中产品的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种三维打印机
本专利技术属于3D打印
，尤其涉及一种三维打印机。
技术介绍
3D打印机又称三维打印机(3DP)，是利用累积制造技术，即快速成形技术的一种机器。3D打印技术是一种数字模型文件为基础，运用熔融塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体，也即用逐层打印方式来构造物体的技术。现阶段3D打印机多被用来制造产品。3D打印机主要包括打印结构（打印头）、成型打印台板（产品在其上成型）和打印头位移调节机构（可以在空间上改变打印头的位置，使得打印出的原料能落在成型打印台板上方的不同位置，以实现产品三维成型）。3D打印设备打印产品时，经常会遇到需要打“支撑”的情况，例如一个产品某部分是悬空的，那么该悬空部分显然无法直接打印定型，需要先在悬空部分下方打印出“支撑”，然后在支撑上打印该悬空部分，产品成型后，再去掉“支撑”。“支撑”可以选用易脱离的材料，也可以做成空心结构，方便后续分离去除。但是，每打印一个“支撑”，都会消耗掉更多的材料和打印时间，且“支撑”的承载能力也有限（要保证“支撑”易分离去除），若支撑较高较大，也容易造成产品局部塌陷甚至损坏。然而，目前的3D打印设备，在节省“支撑”体积、数量，提升打印效率和打印过程稳定性等方面，仍有所欠缺。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中的不足，提供了一种结构合理，能灵活地提供一部分非打印型底支撑及非打印型侧支撑，减少打印支撑的需求，可提高打印效率、减少产品局部塌陷的风险、节省支撑材料，能保证打印过程中产品稳定性好的三维打印机。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种三维打印机，包括主机架、出料打印头、成型打印台板，还包括一用于带动出料打印头移动从而改变出料打印头位置的打印头位移调节机构,所述出料打印头上设有用于输入打印原料的打印头进料端，所述出料打印头内设有与打印头进料端连通的出料通道，所述成型打印台板包括定台板、至少一个可上下移动的动台板、与动台板一一对应且用于带动动台板上下移动的台板位移调节机构，还包括至少一个侧支撑台板、至少一个可带动侧支撑台板进入成型打印台板正上方范围内的侧支撑带动结构，侧支撑台板与侧支撑带动结构一一对应。出料打印头用于输出打印原料（如熔融塑料）至成型打印台板，打印头位移调节机构用于调节出料打印头与成型打印台板之间的相对位置（出料打印头出料方向始终朝下，改变的是水平位置和高度）。成型打印台板包括了定台板和至少一个动台板，定台板位置不会变化，动台板则可以上下调节。如此，开始打印时，当某部分需要打印“支撑”，则该部分对应位置的动台板可以升起，从而可以省去该处原本所需的全部或部分“支撑”，或者当某部分需要打印“支撑”，则其中一个侧支撑台板可以水平移动至该部分所对应位置的下方，然后再进行打印，两种辅助支撑相结合，可以适应多种形式、形状的打印，有效节省了打印时间、“支撑”原料，且减少了“支撑”后，还提升了整体的承力能力，有助于提升打印过程中成型产品和整个结构的稳定性。作为优选，所述台板位移调节机构包括第一伺服气缸，第一伺服气缸包括第一缸体、第一活塞杆，第一活塞杆的可伸缩方向竖直，在互相对应的动台板与台板位移调节机构中：第一活塞杆连接动台板下端。不论是气缸/油缸、伺服气缸/伺服油缸，只要能实现动台板的高度调节即可，也可以选用其它任意常用的调节机构，如丝杆机构等。作为优选，所述侧支撑带动结构包括侧立基、设于侧立基上的第二伺服气缸，第二伺服气缸包括第二缸体、第二活塞杆，第二活塞杆的可伸缩方向与水平面平行，在互相对应的侧支撑台板与侧支撑带动结构中：第二活塞杆与侧支撑台板连接。不论是气缸/油缸、伺服气缸/伺服油缸，只要能实现侧支撑台板的横向移动调节即可，也可以选用其它任意常用的调节机构，如丝杆机构等。作为优选，所述成型打印台板为一圆板，任一所述第二活塞杆伸出到极限位置时，连接该第二活塞杆的侧支撑台板处在成型打印台板正上方范围内，任一第二活塞杆收缩到极限位置时，连接该第二活塞杆的侧支撑台板处在主机架外。即活塞杆收回时，该活塞杆上的侧支撑台板离开了成型打印台板正上方范围，不会与打印头干涉、不会影响正常打印。作为优选，所述出料通道竖直且呈圆柱形，出料打印头设于一打印头台架上，所述打印头位移调节机构为一并联机构，并联机构包括三个并联支链，并联支链包括两个调节杆、一个可上下移动的带动块，同一并联支链中的带动块与调节杆上端之间球形铰接，各调节杆下端与打印头台架之间球形铰接，三个并联支链沿出料通道的周向均匀分布。“球形铰接”，亦作“球型铰接”、“球铰”。本方案给出了一个三自由度并联机构的形式，通过各带动块的上下移动，从而使各调节杆的角度和高度发生变化，以带动打印头台架和出料打印头进行水平方向上的移动以及高度方向上的移动。作为优选，所述并联支链还包括支链电机、竖导向杆、传动机构，传动机构包括主动轮、从动轮、绕过主动轮与从动轮的传动皮带，传动皮带首尾闭合，同一并联支链中：主动轮的转动动力来自支链电机，带动块与竖导向杆之间滑动连接，带动块的可滑动方向竖直，带动块上设有定孔、活孔，定孔、活孔均贯穿带动块上、下表面，传动皮带穿过定孔、活孔，传动皮带处在定孔中的部分与带动块之间固定连接。支链电机通过主动轮带动传动皮带转动，从动轮起到定位和配合张紧传动皮带的作用。传动皮带可带着带动块上下移动，带动块上下移动时，传动皮带处在定孔中的部分与带动块之间相对位置始终不变，而传动皮带处在活孔中的部分与带动块之间则有相对移动。作为优选，还包括一加色环管，加色环管套在出料打印头外且与出料通道同轴，加色环管上设有多根着色管，着色管进口连通加色环管，着色管出口连通出料通道，各着色管沿出料通道周向均匀分布，所述加色环管通过颜料输送泵接通至颜料筒。颜料输送泵将颜料筒中的颜料（即染色料、着色料）输送到加色环管，加色环管通过各着色管将颜料输入出料通道，从而可在出料通道中对打印原料进行着色。该着色方式，可以不用预先进行打印原料与颜料之间的调和，避免了打印原料与颜料调和后，易在混合原料（带有颜料）储存容器中出现沉积分层（颜料和打印原料重沉轻浮），而导致的后续打印时混合原料均匀性差的问题。而且，3D打印原料并非一定是熔融原料（熔融塑料等），也可以是固体条形料（固体条形料在进入出料通道后才被加热熔融），本方案的着色方式就可以满足该类打印原料的着色。作为优选，所述出料通道内设有与出料通道同轴的隔热筒，隔热筒上、下端均开口，隔热筒通过连接杆与出料打印头连接，隔热筒外侧壁与出料通道的通道壁之间形成薄料着色通道，着色管出口朝向隔热筒外侧壁，着色管出口处设有着色单向阀。着色时，至少要保证最终打印料（从打印头到成型打印台板后固化定型的料）外表面充分着色（最终打印料内部也允许有一些颜料，但越少越好，内部颜料含量越高，越影响最终打印料的强度和整体结构稳定性，也越费颜料）。直接将颜料输入出料通道的着色方式，虽然优点很多，但还是容易消耗相对较多的颜料，这是因为，颜料在进入出料通道、接触到相对高温的熔融原料后，容易混入熔融原料中，若颜料量不充分，会出现最终打印料表面着色不完全、着色程度不足的问题，而为了保证最终打印料表面着色充分，就又不得不输入相对较多的颜料，这样一来，最终打印料内部混入的颜料还是很多的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维打印机，包括主机架、出料打印头、成型打印台板，还包括一用于带动出料打印头移动从而改变出料打印头位置的打印头位移调节机构，其特征是,所述出料打印头上设有用于输入打印原料的打印头进料端，所述出料打印头内设有与打印头进料端连通的出料通道，所述成型打印台板包括定台板、至少一个可上下移动的动台板、与动台板一一对应且用于带动动台板上下移动的台板位移调节机构，还包括至少一个侧支撑台板、至少一个可带动侧支撑台板进入成型打印台板正上方范围内的侧支撑带动结构，侧支撑台板与侧支撑带动结构一一对应。

【技术特征摘要】
1.一种三维打印机，包括主机架、出料打印头、成型打印台板，还包括一用于带动出料打印头移动从而改变出料打印头位置的打印头位移调节机构，其特征是,所述出料打印头上设有用于输入打印原料的打印头进料端，所述出料打印头内设有与打印头进料端连通的出料通道，所述成型打印台板包括定台板、至少一个可上下移动的动台板、与动台板一一对应且用于带动动台板上下移动的台板位移调节机构，还包括至少一个侧支撑台板、至少一个可带动侧支撑台板进入成型打印台板正上方范围内的侧支撑带动结构，侧支撑台板与侧支撑带动结构一一对应，所述出料通道竖直且呈圆柱形，出料打印头设于一打印头台架上，所述打印头位移调节机构为一并联机构，并联机构包括三个并联支链，并联支链包括两个调节杆、一个可上下移动的带动块，同一并联支链中的带动块与调节杆上端之间球形铰接，各调节杆下端与打印头台架之间球形铰接，三个并联支链沿出料通道的周向均匀分布；所述并联支链还包括支链电机、竖导向杆、传动机构，传动机构包括主动轮、从动轮、绕过主动轮与从动轮的传动皮带，传动皮带首尾闭合，同一并联支链中：主动轮的转动动力来自支链电机，带动块与竖导向杆之间滑动连接，带动块的可滑动方向竖直，带动块上设有定孔、活孔，定孔、活孔均贯穿带动块上、下表面，传动皮带穿过定孔、活孔，传动皮带处在定孔中的部分与带动块之间固定连接；所述出料通道内设有与出料通道同轴的隔热筒，隔热筒上、下端均开口，隔热筒通过连接杆与出料打印头连接，隔热筒外侧壁与出料通道的通道壁之间形成薄料着色通道，着色管出口朝向隔热筒外侧壁，着色管出口处设有着色单向阀。2.根据权利要求1所述的一种三维打印机，其特征是，所述台板位移调节机构包括第一伺服气缸，第一伺服气缸包括第一缸体、第一活塞杆，第一活塞杆的可伸缩方向竖直，在互相对应的动台板与台板位移调节机构中：第一活塞杆连接动台板下端。3.根据权利要求1所述的一种三维打印机，其特征是，所述侧支撑带动结构包括侧立基、设于侧立基上的第二伺服气...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐辉，陈智浩，许启明，王舒文，唐乔，
申请(专利权)人：杭州缤果信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33