用于打印矫形头盔的3D打印机和3D打印系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于打印矫形头盔的3D打印机和3D打印系统，3D打印机包括机架、打印台、打印头、控制系统和运动系统，打印头包括用以打印头盔壳体的第一喷头和用以打印头盔内衬的第二喷头，第二喷头的喷嘴底部在X轴方向和Y轴方向上与第一喷头的喷嘴底部的坐标差分别为a和b；控制系统包括打印信息接收模块、坐标转换模块和运动控制模块，打印信息接收模块用于接收头盔的各打印点在第一XYZ坐标系内的坐标值，坐标转换模块实现第一XYZ坐标系和第二XYZ坐标系之间的转换，第二XYZ坐标系是将第一XYZ坐标系的原点在XY平面上偏置(a,b)得到，运动控制模块用于根据各待打印点坐标控制第一喷头和第二喷头打印。本发明专利技术简化3D头盔制作工艺，提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
用于打印矫形头盔的3D打印机和3D打印系统
本专利技术属于医用矫形产品制备
，具体涉及一种用于打印矫形头盔的3D打印机和3D打印系统。
技术介绍
扁头综合征在新生儿中具有较高的发病率，骨缝闭合性扁头综合征通常需要同时采用手术治疗和矫形头盔治疗。在采用矫形头盔治疗时，由于每个婴儿患者的头部具有唯一的几何形状，因此所有的扁头综合征治疗头盔必须个性化定制。现有的扁头综合征治疗头盔的制造过程包括：采用3D激光扫描器获取婴儿的头部几何形状；运用电脑软件，矫形师修改扫描获得理想的几何形状；根据理想的几何形状加工泡沫材料获得头盔的阳模；在阳模上热塑形成头盔毛坯；对头盔毛坯进行修剪、钻孔和抛光等处理，得到头盔壳体。以上制造方法步骤繁琐且耗时较长。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种用于打印矫形头盔的3D打印机和3D打印系统，采用3D打印的方式制作矫形头盔，简化制作工艺，提高生产效率。本专利技术所采用的技术方案为：第一方面，本专利技术提供了一种用于打印矫形头盔的3D打印机，所述头盔包括壳体和通过凹凸配合可拆卸安装于所述壳体内侧的内衬，所述3D打印机包括机架以及安装在所述机架上的打印台和打印头，所述3D打印机还具有控制系统和运动系统，所述运动系统包括带动所述打印台在X轴方向上运动的第一运动模块、带动打印头在Y轴方向上运动的第二运动模块和带动打印头在Z轴方向上运动的第三运动模块，其中，Z轴方向垂直于由X轴和Y轴构成的水平面，所述打印头包括用以打印壳体的第一喷头和用以打印内衬的第二喷头，所述第一喷头包括第一喷嘴，所述第二喷头包括第二喷嘴；所述第二喷嘴的底部在X轴方向和Y轴方向上与所述第一喷嘴的底部在X轴方向和Y轴方向上的坐标差分别为a和b；所述控制系统包括打印信息接收模块、坐标转换模块和运动控制模块，所述打印信息接收模块用于接收所述壳体和内衬的各打印点在第一XYZ坐标系内的坐标值，所述坐标转换模块将第一XYZ坐标系转换为第二XYZ坐标系或将第二XYZ坐标系转换为第一XYZ坐标系，其中，所述第二XYZ坐标系是将第一XYZ坐标系的原点在XY平面上偏置(a,b)得到，所述运动控制模块用于根据各待打印点坐标控制所述运动系统移动并控制所述第一喷头和第二喷头打印；在进行壳体打印时，所述坐标转换模块控制当前坐标系为第一XYZ坐标系，所述运动控制模块控制打印台和第一喷头按照壳体的各打印点在第一XYZ坐标系内的坐标值移动到壳体的各打印点处，使用第一喷头对所述壳体进行打印；在进行内衬打印时，所述坐标转换模块控制当前坐标系为第二XYZ坐标系，所述运动控制模块控制打印台和第一喷头按照内衬的各打印点在第一XYZ坐标系内的坐标值移动，使用第二喷头对所述内衬进行打印；所述第一喷头被配置为，能够打印所述头盔壳体的本体以及与所述内衬配合的凹凸部，所述第二喷头被配置为，能够打印所述内衬的本体以及与所述壳体配合的凹凸部。可选地，所述第二喷头可拆卸地连接在所述第一喷头上，且所述第二喷头和第一喷头在Z轴方向的相对距离可控制调整。可选地，所述第二喷头包括硅胶腔和设置于所述硅胶腔下部的第二喷嘴，所述硅胶腔的上部通过气管连接有气源，所述气管上有气流量调节阀门。可选地，所述第一喷头包括依次连接的送料机构、加热机构和第一喷嘴。可选地，所述3D打印机还包括固化装置，以促进打印材料的固化。可选地，所述第一运动模块包括第一电机，所述第二运动模块包括第二电机，所述第三运动模块包括第三电机。第二方面，本专利技术还提供了一种用于打印矫形头盔的3D打印系统，所述头盔包括壳体和通过凹凸配合可拆卸安装于所述壳体内侧的内衬，所述3D打印系统包括扫描仪、计算机和如上所述的3D打印机，所述扫描仪用于对患者头部进行扫描以获得矫形头盔的轮廓尺寸信息，所述计算机依据扫描头型建立起所述头盔的3D模型、对所述3D模型进行分层处理、并确定所述分层处理后的每一层的壳体结构和内衬结构的各打印点在第一XYZ坐标系内的坐标值。本专利技术提供的用于打印矫形头盔的3D打印机能够通过3D打印的方式快速制备矫形头盔，通过协同控制第一喷头和第二喷头以及打印台的运动，可直接打印出包括壳体和通过凹凸配合可拆卸安装于所述壳体内侧的内衬的矫形头盔，简化了矫形头盔的制作工艺，提高了生产效率。并且，本专利技术的3D打印机能够通过其控制系统来实现坐标转换，使得仅需要确定壳体和内衬在第一XYZ坐标系的坐标值，在打印壳体时，在第一XYZ坐标系内依据壳体在第一XYZ坐标系内各打印点坐标值定位第一喷头进行壳体打印，在打印内衬时，通过特定的坐标转换得到第二XYZ坐标系，在第二XYZ坐标系内依然依据内衬在第一XYZ坐标系内各打印点坐标值定位第一喷头，第二喷头被准确地带动到内衬的各实际打印点处，进行内衬打印，有效简化了对两个喷头的定位控制方式。另外，通过上述3D打印机所制得的头盔可通过仅更换内衬来配合患者头部不同发育阶段的矫形需要，显著节约了资源并提高了制作效率，使得患者可以更快更及时地得到与头部发育新阶段匹配的矫形头盔。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1是矫形头盔的一种优选实施方式的结构示意图；图2是图1的爆炸图；图3是3D打印机的一种优选实施方式的立体结构示意图之一；图4是3D打印机的一种优选实施方式的立体结构示意图之二；图5是3D打印机的一种优选实施方式的立体结构示意图之三；图6是3D打印机的一种优选实施方式的立体结构示意图之四；图7是矫形头盔模型一层截面图案的剖面示意图之一；图8是矫形头盔模型一层截面图案的剖面示意图之二；图9是壳体截面图案的剖面示意图；图10是内衬截面图案的剖面示意图。具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本专利技术提供了一种用于打印矫形头盔的3D打印机，参见图1-2和7，所述头盔包括壳体1和通过凹凸配合可拆卸安装于所述壳体内侧的内衬2，参见图3-6，所述3D打印机包括机架3以及安装在所述机架3上的打印台4和打印头5，所述3D打印机还具有控制系统和运动系统，所述运动系统包括带动所述打印台4在X轴方向上运动的第一运动模块6、带动打印头5在Y轴方向上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于打印矫形头盔的3D打印机，所述头盔包括壳体和通过凹凸配合可拆卸安装于所述壳体内侧的内衬，所述3D打印机包括机架以及安装在所述机架上的打印台和打印头，所述3D打印机还具有控制系统和运动系统，所述运动系统包括带动所述打印台在X轴方向上运动的第一运动模块、带动打印头在Y轴方向上运动的第二运动模块和带动打印头在Z轴方向上运动的第三运动模块，其中，Z轴方向垂直于由X轴和Y轴构成的水平面，其特征在于，/n所述打印头包括用以打印壳体的第一喷头和用以打印内衬的第二喷头，所述第一喷头包括第一喷嘴，所述第二喷头包括第二喷嘴；所述第二喷嘴的底部在X轴方向和Y轴方向上与所述第一喷嘴的底部在X轴方向和Y轴方向上的坐标差分别为a和b；/n所述控制系统包括打印信息接收模块、坐标转换模块和运动控制模块，所述打印信息接收模块用于接收所述壳体和内衬的各打印点在第一XYZ坐标系内的坐标值，所述坐标转换模块将第一XYZ坐标系转换为第二XYZ坐标系或将第二XYZ坐标系转换为第一XYZ坐标系，其中，所述第二XYZ坐标系是将第一XYZ坐标系的原点在XY平面上偏置(a,b)得到，所述运动控制模块用于根据各待打印点坐标控制所述运动系统移动并控制所述第一喷头和第二喷头打印；/n在进行壳体打印时，所述坐标转换模块控制当前坐标系为第一XYZ坐标系，所述运动控制模块控制打印台和第一喷头按照壳体的各打印点在第一XYZ坐标系内的坐标值移动到壳体的各打印点处，使用第一喷头对所述壳体进行打印；/n在进行内衬打印时，所述坐标转换模块控制当前坐标系为第二XYZ坐标系，所述运动控制模块控制打印台和第一喷头按照内衬的各打印点在第一XYZ坐标系内的坐标值移动，使用第二喷头对所述内衬进行打印；/n所述第一喷头被配置为，能够打印所述头盔壳体的本体以及与所述内衬配合的凹凸部，所述第二喷头被配置为，能够打印所述内衬的本体以及与所述壳体配合的凹凸部。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于打印矫形头盔的3D打印机，所述头盔包括壳体和通过凹凸配合可拆卸安装于所述壳体内侧的内衬，所述3D打印机包括机架以及安装在所述机架上的打印台和打印头，所述3D打印机还具有控制系统和运动系统，所述运动系统包括带动所述打印台在X轴方向上运动的第一运动模块、带动打印头在Y轴方向上运动的第二运动模块和带动打印头在Z轴方向上运动的第三运动模块，其中，Z轴方向垂直于由X轴和Y轴构成的水平面，其特征在于，
所述打印头包括用以打印壳体的第一喷头和用以打印内衬的第二喷头，所述第一喷头包括第一喷嘴，所述第二喷头包括第二喷嘴；所述第二喷嘴的底部在X轴方向和Y轴方向上与所述第一喷嘴的底部在X轴方向和Y轴方向上的坐标差分别为a和b；
所述控制系统包括打印信息接收模块、坐标转换模块和运动控制模块，所述打印信息接收模块用于接收所述壳体和内衬的各打印点在第一XYZ坐标系内的坐标值，所述坐标转换模块将第一XYZ坐标系转换为第二XYZ坐标系或将第二XYZ坐标系转换为第一XYZ坐标系，其中，所述第二XYZ坐标系是将第一XYZ坐标系的原点在XY平面上偏置(a,b)得到，所述运动控制模块用于根据各待打印点坐标控制所述运动系统移动并控制所述第一喷头和第二喷头打印；
在进行壳体打印时，所述坐标转换模块控制当前坐标系为第一XYZ坐标系，所述运动控制模块控制打印台和第一喷头按照壳体的各打印点在第一XYZ坐标系内的坐标值移动到壳体的各打印点处，使用第一喷头对所述壳体进行打印；
在进行内衬打印时，所述坐标转换模块控制当前坐标系为第二XYZ坐标系，所述运动控制模块控制打印台和第一喷头按照内衬的各打印点在第一XYZ坐标系内的坐标值移...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈斌，石昭明，刘瑶，
申请(专利权)人：嘉兴嘉创智医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33