一种浮力式3D打印装备制造技术

一种浮力式3D打印装备，至少包括：3D打印主体和重力补偿装置，其中：所述3D打印主体，用于实施3D打印；所述重力补偿装置，用于在实施所述3D打印过程中对浮力的大小进行实时控制，从而对打印材料进行重力补偿。本申请中的3D打印设备，打破了目前自上而下依靠重力堆叠的常规方式，采用了浮力补偿装置，使其与重力共同配合从而达到打印材料堆叠力可调的目的，可以实现不同材料、不同密度的材料堆叠，扩展了3D打印的应用领域。打印的应用领域。打印的应用领域。

【技术实现步骤摘要】
一种浮力式3D打印装备


[0001]本技术属于3D打印装备领域，具体涉及一种浮力式3D打印装备。

技术介绍

[0002]随着智能制造工程、工业4.0等概念的普及，3D打印技术正在变得越来越普及。3D打印技术最早出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物，这打印技术称为3D立体打印技术。
[0003]具体来看，3D打印(英语：3D Printing)，属于快速成形技术的一种，它是以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层堆叠累积的方式来构造物体的技术(即“积层造形法”)。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造，特别是一些高价值应用(比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件，意味着“3D打印”这项技术的普及。
[0004]2010年3月，一位名为恩里科
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迪尼(Enrico Dini)的技术家设计出了一种神奇的3D打印机，这种打印机比常规方法要快四倍，而且所使用的原料也只有原来的三分之一到二分之一，更重要的是几乎不会产生任何废弃物。这也是3D打印技术的优势之一，能够做到几乎将原料全部利用，不产生废料。
[0005]与此同时，我们也发现目前传统的3D打印技术中还存在着一些缺陷：1、在现有技术中，3D打印采用“分层制造，层层叠加”的增材制造工艺，层与层之间可能存在压实不够，材料无法完全贴合的情况，很难打印出高强度的模型。2、在现有技术中，由于3D打印模型是从下往上打印，由于重力作用，下方材料受到的压力要大于上方材料受到的压力，可能会导致打印出的模型上下密度不一样。3、在现有技术中，某些3D打印材料因冷却而收缩，自身重力不能克服收缩力，导致材料变形，脱离打印平台，模型边缘卷起。4、在现有技术中，在打印模型较高层时，因为来自打印平台的热量不能达到相应的高度，材料冷却得更快，因此打印层的粘附性较低，可能会形成裂缝。5、在现有技术中，3D 打印都是从下往上打印，对于有些特定模型，从上往下打印更加适合。
[0006]以上问题中，国内外同行针对其中的某些个问题进行了研究，如针对问题3，国内外同行通过使用可加热的打印平台、打印平台上添加胶水、使用粘性印刷床、校准印刷床等方式进行改进，针对问题4，国内外同行有采用梯度升温、梯度降温、加装冷却风扇等方式，可以解决或部分解决问题。但以上技术手段均存在一定的局限性，适用范围窄。
[0007]因此，鉴于目前在3D打印领域中还存在的一些问题，本技术对3D打印设备进行了进一步的设计和研究。

技术实现思路

[0008]针对以上现有技术中的不足，本技术提供了一种浮力式3D打印装备，通过力
补偿装置很好的解决了目前3D打印领域中的一些问题，同时也拓宽了 3D打印的应用领域。
[0009]本技术通过下述技术方案得以解决。
[0010]一种浮力式3D打印装备，至少包括：3D打印主体和重力补偿装置，其中：所述3D打印主体，用于实施3D打印；所述重力补偿装置，用于在实施所述3D 打印过程中对浮力的大小进行实时控制，从而对打印材料进行重力补偿。
[0011]现有技术中的3D打印设备，出料嘴都朝下，熔融的打印料依靠挤出力和重力堆叠实现3D打印，这使得打印料的堆叠力难以调整，不能根据需要通过控制堆叠力大小实现堆叠密实度的变化，使得3D打印技术在实际应用中还有些缺憾。此外，在一些高密度材料及高堆叠物件的大于过程中，也会因为大于物件堆叠质量大发生自坍塌现象，这使得3D的应用受到局限。
[0012]本申请中的3D打印设备，打破了目前自上而下依靠重力堆叠的常规方式，采用了浮力补偿装置，使其与重力共同配合从而达到打印材料堆叠力可调的目的，可以实现不同材料、不同密度的材料堆叠，扩展了3D打印的应用领域。
[0013]作为优选，所述重力补偿装置为：浮力式重力补偿装置，所述浮力式重力补偿装置，用于通过浮力阀控制装置产生浮力，从而实施重力补偿。
[0014]作为优选，所述浮力式重力补偿装置至少包括：气/液压阀和至少一个气/液压喷嘴；所述气/液压喷嘴，产生压力气体或者压力液体，作用于被打印对象的所述打印材料；所述气/液压阀，用于控制所述压力气体或者压力液体的气/液压力。该方式适用于从下往上打印，打印时通过向上吹出的气体或液体，使打印材料向上飞出，并打印在顶部的打印板上；通过调节吹出的流体的压力和流速，可以获得不同的向上的浮力，起到对堆叠时作用力的调整，可以获得不同的堆叠密度，同时该方案可以避免打印物件自坍塌现象的发生。
[0015]作为优选，所述气/液压喷嘴的数量为双数，所述气/液压喷嘴对称设置于打印嘴的两侧，所述气/液压喷嘴产生压力气体或者压力液体，对所述打印嘴吐出的所述打印材料实施作用力。该结构中，对称设置的气/液压喷嘴可以为2
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6个，对称设置保持作用力在各个方向上的均匀和稳定，保证3D打印的精度。
[0016]作为优选，所述浮力式重力补偿装置还包括角度调节器，所述角度调节器，位于所述气/液压喷嘴的腕部，用于调节所述气/液压喷嘴的朝向。该结构可以调节流体吹出的方向，进而调节浮力的作用范围。
[0017]作为优选，所述3D打印主体包括：箱盖式密封打印腔室、抽屉式密封打印腔室，以及，胶囊组合连接式密封打印腔室中任一所述密封打印腔室。这些结构型材密闭的打印空腔，同时也方便打开进行打印物件的取拿和进行维修。
[0018]作为优选，所述密封打印腔室包括导流槽，所述导流槽设置于所述密封打印腔室的底部，用于从所述密封打印腔室导流出所述压力液体，该结构适用于液体的实施方式中。
[0019]作为优选，所述密封打印腔室包括导气孔，所述导气孔设置于所述密封打印腔室的腔壁，用于平衡所述密封打印腔室内的气压，该结构适用于气体的实施方式中。
[0020]作为优选，所述密封打印腔室还包括抽真空装置，所述抽真空装置，设置于所述导气孔处，用于维持所述密封打印腔室内的真空度。该结构使打印设备可以进行真空或低压状态下的3D打印，拓宽了3D打印的应用范围。
[0021]作为优选，所述密封打印腔室还包括气压计或者真空度计，所述气压计或者真空
度计，设置于所述导气孔处，用于度量所述密封打印腔室内的气压值或者真空度。
[0022]作为优选，还包括：打印控制计算机，所述打印控制计算机，用于控制所述浮力式3D打印装备的打印顺序、所述3D打印主体内的气压值或者真空度、打印进度、打印精度、打印间隔、打印密度、打印形状和/或气/液压喷嘴的角度。
[0023]作为优选，所述打印控制计算机进一步包括：CPU、GPU、MEM、HDD、 I/O设备和通讯芯片。
[0024]与现有技术相比，本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浮力式3D打印装备，其特征在于，至少包括：3D打印主体和重力补偿装置，其中：所述3D打印主体，用于实施3D打印；所述重力补偿装置，用于在实施所述3D打印过程中对浮力的大小进行实时控制，从而对打印材料进行重力补偿；所述重力补偿装置为：浮力式重力补偿装置，所述浮力式重力补偿装置，用于通过浮力阀控制装置产生浮力，从而实施重力补偿；所述浮力式重力补偿装置至少包括：气/液压阀和至少一个气/液压喷嘴；所述气/液压喷嘴，产生压力气体或者压力液体，作用于被打印对象的所述打印材料；所述气/液压阀，用于控制所述压力气体或者压力液体的气/液压力；所述气/液压喷嘴的数量为双数，所述气/液压喷嘴对称设置于打印嘴的两侧，所述气/液压喷嘴产生压力气体或者压力液体，对所述打印嘴吐出的所述打印材料实施作用力；所述浮力式重力补偿装置还包括角度调节器，所述角度调节器，位于所述气/液压喷嘴的腕部，用于调节所述气/液压喷嘴的朝向；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：上海萃钛智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：