一种基于电磁原理的无喷嘴3D打印机及打印方法技术

本发明专利技术提供一种基于电磁原理的无喷嘴3D打印机及打印方法，包括打印机主机箱和打印单元；所述打印机主机箱与打印单元电源连接设置；所述打印单元包括机罩、打印框体、储料器、输料管和材料粒子；机罩罩在打印框体、储料器和输料管上设置；所述打印框体内设有打印区域，所述打印区域内设有固化器和消电器；打印框体的框体壁上设有电磁头，所述电磁头的朝向均指向打印区域设置；打印框体内设有入料管，所述入料管通过输料管连接储料器上，材料粒子存放在储料器内，通过输料管和入料管进入打印框体内；该打印机使打印精度不受限于喷嘴的尺寸，极大的提高了打印精度，实现分子级操控打印。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电磁原理的无喷嘴3D打印机及打印方法
本专利技术涉及打印
，具体为一种基于电磁原理的无喷嘴3D打印机及打印方法。
技术介绍
在传统的3D打印技术中，3D打印机主要利用喷嘴在支撑平台上逐层喷射打印材料，通过挤压、烧结、熔融、光固化等方式实现打印材料的固化，进而制造出实体物品。由于3D打印材料主要经喷嘴喷到所需位置，喷嘴的精细质量直接影响着3D打印精度。然而，目前喷嘴的精度难以进一步提升，严重制约着打印精度。
技术实现思路
针对现有技术中3D打印机仅仅受限于打印喷嘴进行打印，而且喷嘴时常出现阻塞现象，无法正常打印以及喷嘴的精度难以提升，在打印精度上面存在严重制约的问题，本专利技术提供一种基于电磁原理的无喷嘴3D打印机及打印方法，该打印机使打印精度不受限于喷嘴的尺寸，极大的提高了打印精度，实现分子级操控打印。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种基于电磁原理的无喷嘴3D打印机，包括打印机主机箱和打印单元；打印机主机箱与打印单元电源连接设置；打印单元包括机罩、打印框体、储料器、输料管和材料粒子；机罩罩在打印框体、储料器和输料管上设置；打印框体内设有打印区域，打印区域内设有固化器和消电器；打印框体的框体壁上设有电磁头，电磁头的朝向均指向打印区域设置；打印框体内设有入料管，所述入料管通过输料管连接储料器上，材料粒子存放在储料器内，通过输料管和入料管进入打印框体内；打印机主机箱内设置控制器，控制器的输入端连接图像信号输入模块，控制器的输出端连接磁场开关信号输出模块、存储器开关控制模块、电磁开关信号输出模块、图像信号输出模块、固化器开关信号输出模块和消电器开关信号输出模块；磁场开关信号输出模块的输出端连接机罩，储料器供料控制模块的输出端连接储料器；电磁开关信号输出模块的输出端连接电磁头；固化器开关信号输出模块的输出端连接固化器；消电器开关信号输出模块的输出端连接消电器；图像信号输出端连接电磁头。优选的，入料管内设有加速电场，用于给材料粒子提供电场力。优选的，电磁头数量为3个，分别在打印框体上的不同平面上设置，且朝向均指向打印区域。优选的，材料粒子采用复合材料，其中单个材料粒子的尺寸大小为0.01mm-1mm。优选的，消电器采用感应式静电消除器。优选的，控制器内的图像信号输入模块的输入端连接计算机。一种基于电磁原理的无喷嘴3D打印方法，基于上述所述的装置，包括如下步骤：步骤1，将待打印的三维数据导入到打印机主机箱，并将3D打印机的机罩罩在打印单元上，启动机罩的磁场屏蔽功能；步骤2，打印机主机箱接收到待打印的三维数据后，控制器控制储料器内的材料粒子通过输料管进入入料管内，入料口对材料粒子进行加电，带电材料粒子通过电场力进入打印框体内；步骤3，打印框体上的电磁头调整打印框体内的空间磁场，将带电材料粒子运送到打印区域；步骤4，同时启动固化器和消电器，将在打印区域内的带电材料粒子进行固化并去电；步骤5，重复步骤2-步骤4，将入料管中传输的材料粒子电磁打印在已经打印成型的材料粒子上，并进行固化并去电，直至待打印的三维数据完全输出完毕，打印结束。优选的，步骤3中，带电材料粒子在电场中受到洛伦磁力输送至打印区域内。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术提供了一种基于电磁原理的无喷嘴3D打印机，电磁场运送带电材料粒子，取消了传统的喷嘴，使得打印精度不在受限于喷嘴的尺寸，机罩屏蔽打印机外部磁场，消除外部磁场对电磁头产生的磁场的干扰，储料器主要用于存储材料粒子，材料粒子通过输料管运输到入料管上，保障了材料粒子的供给，固化器便于将新加入的材料粒子与已经打印好的物体固化在一起，提高打印质量；控制器为3D打印提供了有效的控制系统，提高了无喷嘴3D打印机的打印效率。进一步的，入料管内设有加速电场，用于给材料粒子提供电场力，使得带电材料粒子进入打印框体内，为电磁打印提供了准备。进一步的，电磁头数量为3个，分别在打印框体上的不同平面上设置，且朝向均指向打印区域，根据待打印物体的三维数据，设定相应磁场，使材料粒子准确运动到指定位置，提高打印精度。进一步的，材料粒子的材料采用复合材料，材料粒子具有导电性，保证材料粒子在磁场中的运动，其中单个材料粒子的尺寸大小为0.01mm-1mm，使得材料粒子尺寸达到分子级程度，极大提高打印精度，实现分子级操控打印。进一步的，消电器采用感应式静电消除器，消除固化后的材料粒子的电荷，使材料粒子的电性呈中性，不受洛伦兹力的作用，提高打印精度。进一步的，控制器内的图像信号输入模块的输入端连接计算机，有效得接收计算机所提供的待打印物体的三维数据。一种基于电磁原理的无喷嘴3D打印方法，通过打印机主机箱对打印单元进行控制，打印单元内的机罩罩在打印框体，消除外部磁场对电磁头产生的磁场的干扰。进一步的，带电材料粒子在电场中受到电场力的作用并加速运动至打印区域内，使得在电场的材料粒子受到洛伦磁力的作用，进而将材料粒子运送到打印区域中，提高了打印精度。附图说明图1为电磁3D打印机的基本结构示意图；图2为电磁3D打印机主机的结构原理示意图；图3为本专利技术电磁3D打印方法的流程图。图中：1-机罩；2-电磁头；3-入料管；4-消电器；5-固化器；6-打印机主机箱；7-计算机；8-储料器；9-输料管；10-打印框体。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。在自然界中，带电粒子在磁场中会受到磁场力的作用。通过改变磁场的场强大小和方向来控制带电粒子在磁场中的运动。受此启发，本专利技术通过给打印原料加电，提供一种基于电磁原理的无喷嘴3D打印机，如图1所示，包括打印机主机箱6和打印单元；所述打印机主机箱6与打印单元电源连接设置；所述打印单元包括机罩1、打印框体10、储料器8、输料管9和材料粒子；机罩1罩在打印框体10、储料器8和输料管9上设置；所述打印框体10内设有打印区域，所述打印区域内设有固化器5和消电器4；打印框体10的框体壁上设有电磁头2，所述电磁头2的朝向均指向打印区域设置；打印框体10内设有入料管3，所述入料管3通过输料管9连接储料器8上，材料粒子存放在储料器8内，通过输料管9和入料管3进入打印框体10内；其中，根据图2所示，打印机主机箱6内设置控制器，控制器的输入端连接图像信号输入模块，控制器的输出端连接磁场开关信号输出模块、存储器开关控制模块、电磁开关信号输出模块、图像信号输出模块、固化器开关信号输出模块和消电器开关信号输出模块；磁场开关信号输出模块的输出端连接机罩1，储料器供料控制模块的输出端连接储料器8；电磁开关信号输出模块的输出端连接电磁头2；固化器开关信号输出模块的输出端连接固化器5；消电器开关信号输出模块的输出端连接消电器4；图像信号输出端连接电磁头2，控制器内的图像信号输入模块的输入端连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电磁原理的无喷嘴3D打印机，其特征在于，包括打印机主机箱(6)和打印单元；所述打印机主机箱(6)与打印单元电源连接设置；/n所述打印单元包括机罩(1)、打印框体(10)、储料器(8)、输料管(9)和材料粒子；机罩(1)罩在打印框体(10)、储料器(8)和输料管(9)上设置；所述打印框体(10)内设有打印区域，所述打印区域内设有固化器(5)和消电器(4)；打印框体(10)的框体壁上设有电磁头(2)，所述电磁头(2)的朝向均指向打印区域设置；打印框体(10)内设有入料管(3)，所述入料管(3)通过输料管(9)连接储料器(8)上，材料粒子存放在储料器(8)内，通过输料管(9)和入料管(3)进入打印框体(10)内；/n所述打印机主机箱(6)内设置控制器，控制器的输入端连接图像信号输入模块，控制器的输出端连接磁场开关信号输出模块、存储器开关控制模块、电磁开关信号输出模块、图像信号输出模块、固化器开关信号输出模块和消电器开关信号输出模块；/n磁场开关信号输出模块的输出端连接机罩(1)，储料器供料控制模块的输出端连接储料器(8)；电磁开关信号输出模块的输出端连接电磁头(2)；固化器开关信号输出模块的输出端连接固化器(5)；消电器开关信号输出模块的输出端连接消电器(4)；图像信号输出端连接电磁头(2)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁原理的无喷嘴3D打印机，其特征在于，包括打印机主机箱(6)和打印单元；所述打印机主机箱(6)与打印单元电源连接设置；
所述打印单元包括机罩(1)、打印框体(10)、储料器(8)、输料管(9)和材料粒子；机罩(1)罩在打印框体(10)、储料器(8)和输料管(9)上设置；所述打印框体(10)内设有打印区域，所述打印区域内设有固化器(5)和消电器(4)；打印框体(10)的框体壁上设有电磁头(2)，所述电磁头(2)的朝向均指向打印区域设置；打印框体(10)内设有入料管(3)，所述入料管(3)通过输料管(9)连接储料器(8)上，材料粒子存放在储料器(8)内，通过输料管(9)和入料管(3)进入打印框体(10)内；
所述打印机主机箱(6)内设置控制器，控制器的输入端连接图像信号输入模块，控制器的输出端连接磁场开关信号输出模块、存储器开关控制模块、电磁开关信号输出模块、图像信号输出模块、固化器开关信号输出模块和消电器开关信号输出模块；
磁场开关信号输出模块的输出端连接机罩(1)，储料器供料控制模块的输出端连接储料器(8)；电磁开关信号输出模块的输出端连接电磁头(2)；固化器开关信号输出模块的输出端连接固化器(5)；消电器开关信号输出模块的输出端连接消电器(4)；图像信号输出端连接电磁头(2)。


2.根据权利要求1所述的一种基于电磁原理的无喷嘴3D打印机，其特征在于，所述入料管(3)内设有加速电场，用于给材料粒子提供电场力。


3.根据权利要求1所述的一种基于电磁原理的无喷嘴3D打印机，其特征在于，所述电磁头(2)数量为3个，分别在打印框体(10)上的不同平面上设置，且朝向均指向打印区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：张博，张鹏，袁源，
申请(专利权)人：西北工业大学深圳研究院，西北工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44