高精度彩色三维打印机及其成型方法技术

本发明专利技术涉及一种高精度彩色三维打印机，其包括打印头组件、打印平台，打印头组件可相对于打印平台沿三维方向独立地移动；控制器分别与打印头组件和打印平台电连接；打印头组件具有多个打印头，每一个打印头内装载有一种颜色的打印丝料，打印头包括熔融室，打印丝料在熔融室内熔融后按照预定程序逐层沉积到打印平台上；第一动力单元，装载有玻璃纤维，第一动力单元把玻璃纤维供应至熔融室内与打印丝料混合熔融；第二动力单元，装载有塑料软化剂，第二动力单元把塑料软化剂供应至熔融室内与打印丝料混合熔融。

High precision color three-dimensional printer and forming method thereof

The invention relates to a high-precision color 3D printer includes a printhead assembly, printing platform, the print head assembly relative to the print platform along the three-dimensional direction move independently; the controller is respectively connected with the print head assembly and print platform electric connection; the print head assembly having a plurality of print heads, each printing head loaded with print the silk of a color, the print head includes a melting chamber, the printing of silk in the molten interior after melting according to predetermined program layer deposited onto the print platform; the first power unit, loaded with glass fiber, the first power unit to supply to the molten glass fiber interior and print silk mixed molten; second power unit load a plastic softener, second power unit to supply to the molten plastic softeners and printing of silk mixed molten interior.

【技术实现步骤摘要】
高精度彩色三维打印机及其成型方法
本专利技术涉及一种三维打印机，具体涉及一种高精度彩色三维打印机及其成型方法。
技术介绍
三维打印，也称增材制造或者积层造型，是利用数字模型加工出物理对象的过程，在加工过程中，通过逐层填加材料而建造打印对象。三维快速成型的方法主要包括的类型为：立体平板印刷或光固化（Stereolithography，SLA)、分层实体制造（Laminatedobjectmanufacturing，LOM)、选择性激光熔化（SelectivelaserMelting，SLM)、熔融沉积成型（Fuseddepositionmodeling，FDM)。目前，市面上FDM类型的三维（3D）打印最为常见，这种类型的三维打印机的生产成本较低，且打印的操作较为便利，初学者容易掌握。其主要原理是将线状丝材如PLA（聚乳酸）等通过高温喷嘴熔融，然后利用后续线材的连续挤压，将熔融状的材料通过喷嘴出口挤出，然后熔融状材料层层堆积产生三维物体，例如在申请号为CN201410827191.9、CN201510054483.8和CN201510313735.4的中国专利技术专利申请文件中记载了FDM类型的三维打印机及其工作原理。三维打印机在打印彩色物体时一般是选用多个打印头，每一个打印头加载一种颜色的丝料，通过颜色的不断变换，最后打印形成彩色三维物体。然而，现有的这种彩色三维打印机形成的三维物体的硬度较为单一，三维物体不同位置的硬度基本无法变化，但用户则往往希望得到不同位置具有不同硬度的三维物体，这就给三维打印机更高功能的实现提出挑战。目前来看，尚无有效的解决方案可以利用单一的打印丝料完成不同硬度的三维物体的成型。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种打印的彩色三维物体在不同位置具有不同硬度的三维打印机。为了完成上述目的，本专利技术提供了一种高精度彩色三维打印机，其包括打印头组件、打印平台，打印头组件可相对于打印平台沿三维方向独立地移动；控制器分别与打印头组件和打印平台电连接；打印头组件具有多个打印头，每一个打印头内装载有一种颜色的打印丝料，打印头包括熔融室，打印丝料在熔融室内熔融后按照预定程序逐层沉积到打印平台上；第一动力单元，装载有玻璃纤维，第一动力单元把玻璃纤维供应至熔融室内与打印丝料混合熔融；第二动力单元，装载有塑料软化剂，第二动力单元把塑料软化剂供应至熔融室内与打印丝料混合熔融。由上述方案可见，单一丝料根据具体的需要可以调节硬度，进而得到在不同位置具有不同硬度的彩色三维物体。一个优选的方案是，打印丝料为PLA三维成型丝料或ABS三维成型丝料或PP三维成型丝料；第一动力单元包括第一腔体、第一螺旋送粉棍和第一电机，第一腔体内设置第一螺旋送粉棍，第一螺旋送粉棍用第一电机驱动，在第一电机的工作下带动第一螺旋送粉棍把玻璃纤维带入至熔融室内，第一电机与控制器电性连接；第二动力单元包括第二腔体、第二螺旋送粉棍和第二电机，第二腔体内设置第二螺旋送粉棍，第二螺旋送粉棍用第二电机驱动，在第二电机的工作下带动第二螺旋送粉棍把塑料软化剂带入至熔融室内，第二电机与控制器电性连接。由上述方案可见，第一螺旋送粉棍和第二螺旋送粉棍的转速易于调节，从而易于调节玻璃纤维或塑料软化剂的加入速率。腔体的上游端可以设置一个加粉口。一个优选的方案是，三维打印机包括表面硬度传感器，表面硬度传感器用于检测在打印平台上形成的三维物体；表面硬度传感器与控制器电连接，控制器具有一个比较模块和存储模块，比较模块把表面硬度传感器检测到的硬度数据与存储模块内的硬度数据进行比较。由上述方案可见，相当于增加了一个反馈调节装置，经过多次反馈调节后，三维物体的第一部分、第二部分和第三部分的实际硬度会逐渐无限接近理论硬度。一个优选的方案是，三维物体包括第一部分、第二部分和第三部分，其中，第一部分的硬度与打印丝料的硬度相同，第二部分的硬度大于打印丝料的硬度，第三部分的硬度小于打印丝料的硬度；第一动力单元把玻璃纤维供应至熔融室内与打印丝料混合熔融后形成第二部分，第二动力单元把塑料软化剂供应至熔融室内与打印丝料混合熔融后形成第三部分。高精度彩色三维打印机的成型方法，三维打印机包括打印头组件和打印平台，打印头组件可相对于打印平台沿三维方向独立地移动；控制器分别与打印头组件和打印平台电连接；打印头组件具有多个打印头，每一个打印头内装载有一种颜色的打印丝料，打印头包括熔融室，打印丝料在熔融室内熔融后按照预定程序逐层沉积到打印平台上；第一动力单元，装载有玻璃纤维，第一动力单元把玻璃纤维供应至熔融室内与打印材料混合熔融；第二动力单元，装载有塑料软化剂，第二动力单元把塑料软化剂供应至熔融室内与打印材料混合熔融；三维物体包括第一部分、第二部分和第三部分，其中，第一部分的硬度与打印丝料的硬度相同，第二部分的硬度大于打印丝料的硬度，第三部分的硬度小于打印丝料的硬度；第一动力单元把玻璃纤维供应至熔融室内与打印丝料混合熔融后形成第二部分，第二动力单元把塑料软化剂供应至熔融室内与打印丝料混合熔融后形成第三部分；该成型方法包括下面的步骤：首先，执行预备步骤，保持三维打印机处于工作状态；然后，执行丝料颜色选择步骤，选定一种颜色的丝料打印；接着，执行判断步骤，控制器发出判断信号，判读执行打印第一部分或第二部分或第三部分的命令；当执行打印第一部分的命令时，选定的打印丝料在熔融室内熔融后沉积在打印平台上形成第一部分；当执行打印第二部分的命令时，第一供应单元按照一定速率把玻璃纤维供应至熔融室内与打印丝料混合熔融后沉积在打印平台上形成第二部分；当执行打印第三部分的命令时，第二供应单元按照一定速率把塑料软化剂加入到熔融室内与打印丝料熔融混合后沉积在打印平台形成第三部分；接着，重复执行上述丝料颜色选择步骤和判读步骤，直至完成整个三维物体的成型，形成高精度彩色三维物体。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术的高精度彩色三维打印机实施例的结构示意图。图2是本专利技术的高精度彩色三维打印机实施例的打印头、第一供应单元、第二供应单元的结构示意图。图3是本专利技术的高精度彩色三维打印机实施例的打印头的结构示意图。图4是本专利技术的高精度彩色三维打印机实施例的存储模块内预备打印的理论三维物体的结构示意图。图5是本专利技术的高精度彩色三维打印机实施例的存储模块内预备打印的理论三维物体的中间部分的结构示意图。图6是现有的一种三维物体的截面示意图。图7是现有的一种通过三维打印机打印并具有支撑部的三维物体。图8是本专利技术的三维打印机实施例的示意图。图9是本专利技术的三维打印机实施例的打印平台上具有主体部时的打印状态示意图。图10是本专利技术的三维打印机实施例预备打印支撑材料时的打印状态示意图。图11是本专利技术的三维打印机实施例打印支撑部和悬空部的打印状态示意图。图12是本专利技术的三维打印机另一实施例的示意图。图13是本专利技术的三维打印机另一实施例的示意图。图14是本专利技术的三维打印机另一实施例的示意图。图15是本专利技术的三维打印机第八实施例的结构示意图。图16是本专利技术的三维打印机第八实施例的部分组件之间的连接示意图。具体实施方式第一实施例如图1所示，本实施例的高精度彩色三维打印机包括打印头组件、打印平台10和控制器20。打印头组件具有多本文档来自技高网...

【技术保护点】
高精度彩色三维打印机，包括：打印头组件；打印平台，所述打印头组件可相对于所述打印平台沿三维方向独立地移动；控制器，分别与所述打印头组件和所述打印平台电连接；其特征在于，所述打印头组件具有多个打印头，每一个所述打印头内装载有一种颜色的打印丝料，所述打印头包括熔融室，打印丝料在所述熔融室内熔融后按照预定程序逐层沉积到所述打印平台上；第一动力单元，装载有玻璃纤维，所述第一动力单元把所述玻璃纤维供应至所述熔融室内与所述打印丝料混合熔融；第二动力单元，装载有塑料软化剂，所述第二动力单元把所述塑料软化剂供应至所述熔融室内与所述打印丝料混合熔融。

【技术特征摘要】
1.高精度彩色三维打印机，包括：打印头组件；打印平台，所述打印头组件可相对于所述打印平台沿三维方向独立地移动；控制器，分别与所述打印头组件和所述打印平台电连接；其特征在于，所述打印头组件具有多个打印头，每一个所述打印头内装载有一种颜色的打印丝料，所述打印头包括熔融室，打印丝料在所述熔融室内熔融后按照预定程序逐层沉积到所述打印平台上；第一动力单元，装载有玻璃纤维，所述第一动力单元把所述玻璃纤维供应至所述熔融室内与所述打印丝料混合熔融；第二动力单元，装载有塑料软化剂，所述第二动力单元把所述塑料软化剂供应至所述熔融室内与所述打印丝料混合熔融。2.根据权利要求1所述的高精度彩色三维打印机，其特征在于，所述打印丝料为PLA三维成型丝料或ABS三维成型丝料或PP三维成型丝料；所述第一动力单元包括第一腔体、第一螺旋送粉棍和第一电机，所述第一腔体内设置所述第一螺旋送粉棍，所述第一螺旋送粉棍用所述第一电机驱动，在所述第一电机的工作下带动所述第一螺旋送粉棍把所述玻璃纤维带入至所述熔融室内，所述第一电机与所述控制器电性连接；所述第二动力单元包括第二腔体、第二螺旋送粉棍和第二电机，所述第二腔体内设置所述第二螺旋送粉棍，所述第二螺旋送粉棍用所述第二电机驱动，在所述第二电机的工作下带动所述第二螺旋送粉棍把所述塑料软化剂带入至所述熔融室内，所述第二电机与所述控制器电性连接。3.根据权利要求1所述的高精度彩色三维打印机，其特征在于，所述三维打印机包括表面硬度传感器，所述表面硬度传感器用于检测在所述打印平台上形成的三维物体；所述表面硬度传感器与所述控制器电连接，所述控制器具有一个比较模块和存储模块，所述比较模块把所述表面硬度传感器检测到的硬度数据与所述存储模块内的理论硬度数据进行比较。4.根据权利要求3所述的高精度彩色三维打印机，其特征在于，所述三维物体包括第一部分、第二部分和第三部分，其中，所述第一部分的硬度与所述打印丝料的硬度相同，所述第二部分的硬度大于所述打印丝料的硬度，所述第三部分的硬度小于所述打印丝料的硬度；所述第一动力单元把所述玻璃纤维供应至所述熔融室内与所述打印丝料混合熔融后沉积在所述打印平台上形成所述第二部分；所述第二动力单元把所述塑料软化剂供应至所述熔融室内与所述打印丝料混合熔融后形成所述第三部分。5.高精度彩色三维打印机的成型方法，三维打印机包括：打印头组件；打印平台，所述打印头组件可相对于所述打印平台沿三维方向独立地移动；控制器，分别与所述打印头组件和所述打印平台电连接；其特征在于，所述打印头组件具有多个打印头，每一个所述打印头内装载有一种颜色的打印丝料，所述打印头包括熔融室，打印丝料在所述熔融室内熔融后按照预定程序逐层沉积到所述打印平台上；第一动力单元，装载有玻璃纤维，所述第一动力单元把所述玻璃纤维供应至所述熔融室内与所述打印材料混合熔融；第二动力单元，装载有塑料软化剂，所述第二动力单元把所述塑料软化剂供应至所述熔融室内与...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭鑫，
申请(专利权)人：荆门米丰信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42