一种3D打印机及利用其的3D打印方法技术

本发明专利技术公开了一种3D打印机，包括：物料供应器；打印头；打印基板；所述打印头安装在所述物料供应器的出料口；所述打印基板位于所述打印头的下方，通过第一机械部件和第二机械部件可拆卸地设置于3D打印机的底座上，并通过驱动所述第一机械部件的第一电机和驱动所述第二机械部件的第二电机进行移动和旋转；所述打印基板具有曲面结构；所述第一机械部件和所述第二机械部件设置于所述打印基板的不同侧；打印时，所述第一机械部件和所述第二机械部件不同时作用于所述打印基板。本发明专利技术的3D打印机及利用其的3D打印方法不需要设计复杂支撑体，即可实现曲面产品由内向外的3D打印，从而拓宽了3D打印产品的设计自由度，减化了去除复杂支撑体的步骤。的步骤。的步骤。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印机及利用其的3D打印方法


[0001]本专利技术涉及3D打印领域，特别涉及一种3D打印机及利用其的3D打印方法。

技术介绍

[0002]现有的3D打印技术中，都是采用平板作为打印基板，这对于立式产品的3D打印是最方便的；但是，现代生产、生活中大量的产品，需要球形、圆柱形、曲面形外形，利用平面打印基板3D打印时，需要设计复杂支撑体，严重制约了3D打印技术的广泛应用，本专利技术实现了产品由内而外的3D打印生产，进一步拓宽3D打印的设计自由度。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种3D打印机及利用其的3D打印方法，解决现有技术中的曲面结构产品的3D打印中需要设计复杂支撑体的问题。
[0004]为解决上述问题，本专利技术提供了一种3D打印机，包括：
[0005]物料供应器，用于提供打印材料；
[0006]打印头，用于打印产品；
[0007]打印基板，用于承载和定位被打印的产品；
[0008]所述打印头安装在所述物料供应器的出料口，用于向所述打印基板喷打印材料；
[0009]所述打印基板位于所述打印头的下方，通过第一机械部件和第二机械部件可拆卸地设置于3D打印机的底座上，并通过驱动所述第一机械部件的第一电机和驱动所述第二机械部件的第二电机进行移动和旋转；其中，
[0010]所述打印基板具有曲面结构；所述第一机械部件和所述第二机械部件设置于所述打印基板的不同侧；并且打印时，所述第一机械部件和所述第二机械部件不同时作用于所述打印基板。
[0011]优选地，所述曲面结构是球体或圆柱体。
[0012]优选地，所述球体或圆柱体的直径在10毫米至1米之间。
[0013]优选地，所述第一机械部件和所述第二机械部件相对于所述打印基板的中心轴呈90度角设置。
[0014]优选地，所述第一机械部件和所述第二机械部件相对于所述打印基板的中心轴呈180度角设置。
[0015]优选地，所述第一机械部件和所述第二机械部件是机械手、机械臂或机器人中的任一种。
[0016]为解决上述问题，本专利技术还提供了一种利用所述的3D打印机进行的打印方法，包括如下步骤：
[0017]1)打印机准备就位，启动打印软件；
[0018]2)产品打印开始，其打印点形成时，打印头位移与打印基板的中心轴旋转之间的匹配关系为：
[0019]a、中心轴处于静止状态，打印头位于中心轴的正上方，沿着中心轴轴向开始打印，形成一条打印线；
[0020]b、第一机械部件或第二机械部件驱动中心轴旋转一个打印点的间距，打印头接着沿着中心轴轴向形成第二条打印线，循环往复，直至形成第一打印层；
[0021]c、进行第二层打印时，则是打印头不动，第一机械部件或第二机械部件驱动中心轴不断旋转位移到下一个打印点，直至形成一个打印环，然后打印头位移到下一个打印环的打印点不动，中心轴旋转形成第二个打印环，循环往复，直至形成第二打印层；
[0022]d、重复b和c过程，直至整个产品打印完成；
[0023]3)将打印完成的产品与第一机械部件和第二机械部件分离，即获得最终打印产品。
[0024]优选地，当打印材料含有光固化成分时，打印的同时通过UV光照使打印材料在光敏剂作用下凝固。
[0025]优选地，当打印材料为感温材料时，打印的同时对所述打印基板保持低温。
[0026]优选地，通过数字温控设备或干冰对所述打印基板保持低温。
[0027]本专利技术相比于现有技术的有益效果在于：本专利技术提供的3D打印机及利用其的3D打印方法不需要设计复杂支撑体，即可实现曲面产品的由内向外的3D打印，从而拓宽了3D打印产品的设计自由度，减化了去除复杂支撑体的步骤。
附图说明
[0028]图1是本专利技术的3D打印机的结构示意图。
[0029]附图标号：
[0030]1为打印基板的第一机械部件；2为打印基板的第二机械部件；3为打印头的水平驱动部件；4为打印头的垂直驱动部件；5为打印头；6为打印基板。
具体实施方式
[0031]以下结合附图，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的部分实施例，而不是全部实施例。
[0032]如图1所示，显示了本专利技术的3D打印机的结构示意图。所述3D打印机包括：
[0033]物料供应器，用于提供打印材料；
[0034]打印头5，用于打印产品；
[0035]打印基板6，用于承载和定位被打印的产品；
[0036]所述打印头5安装在所述物料供应器的出料口，用于向所述打印基板6喷打印材料；其中，
[0037]所述打印基板6位于所述打印头5的下方，所述打印基板6通过第一机械部件1和第二机械部件2可拆卸地设置于3D打印机的底座上，并通过驱动所述第一机械部件1的第一电机和驱动所述第二机械部件2的第二电机进行移动和旋转；
[0038]所述打印基板6具有曲面结构；所述第一机械部件1和所述第二机械部件2设置于所述打印基板6的不同侧；并且打印时，所述第一机械部件1和所述第二机械部件2不同时作用于所述打印基板6。本专利技术采用打印基板6旋转、移动与打印头5的打印位置移动相结合的
方式，保证待打印点处于打印头5正在实施打印的位置；所采用的3D打印源可以是激光、电阻加热、电弧、电子束等3D打印源；所采用的打印材料可以是树脂塑料粉体、陶瓷粉体、金属粉体等可以应用于3D打印系统的材料。打印基板6与打印头5的运动特征配合，可以实现打印产品的上下、左右、前后运动，尤其可以进行左右旋转或前后旋转运动；通过两个延长线相交的旋转轴实现全空间域旋转打印时，为不妨碍打印的进行，第一机械部件1和第二机械部件2一般不同时作用于打印基板6；通常，第一机械部件1作用时，第二机械部件2与打印基板6脱离接触。
[0039]优选地，所述曲面结构是球体或圆柱体。
[0040]优选地，所述球体或圆柱体的直径在10毫米至1米之间。
[0041]优选地，所述第一机械部件1和所述第二机械部件2相对于所述打印基板6的中心轴呈90度角设置。
[0042]优选地，所述第一机械部件1和所述第二机械部件2相对于所述打印基板6的中心轴呈180度角设置。
[0043]优选地，所述第一机械部件1和所述第二机械部件2是机械手、机械臂或机器人中的任一种。
[0044]为解决上述问题，本专利技术还提供了一种利用所述的3D打印机进行的打印方法，包括如下步骤：
[0045]1)打印机准备就位，启动打印软件；
[0046]2)产品打印开始，其打印点形成时，打印头5位移与打印基板6的中心轴旋转之间的匹配关系为：
[0047]a、中心轴处于静止状态，打印头5位于中心轴的正上方，沿着中心轴轴向开始打印，形成一条打印线；
[0048]b、第一机械部件1或第二机械部件2驱动中心轴旋转一个打印点的间距，打印头5接着本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印机，包括：物料供应器，用于提供打印材料；打印头，用于打印产品；打印基板，用于承载和定位被打印的产品；所述打印头安装在所述物料供应器的出料口，用于向所述打印基板喷打印材料；所述打印基板位于所述打印头的下方，通过第一机械部件和第二机械部件可拆卸地设置于3D打印机的底座上，并通过驱动所述第一机械部件的第一电机和驱动所述第二机械部件的第二电机进行移动和旋转；其特征在于，所述打印基板具有曲面结构；所述第一机械部件和所述第二机械部件设置于所述打印基板的不同侧；并且打印时，所述第一机械部件和所述第二机械部件不同时作用于所述打印基板。2.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述曲面结构是球体或圆柱体。3.根据权利要求2所述的3D打印机，其特征在于，所述球体或圆柱体的直径在10毫米至1米之间。4.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述第一机械部件和所述第二机械部件相对于所述打印基板的中心轴呈90度角设置。5.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述第一机械部件和所述第二机械部件相对于所述打印基板的中心轴呈180度角设置。6.根据权利要求1至5中任一项所述的3D打印机，其特征在于，所述第一机械部件和所述第二机械部件是机械手、机械臂或机器人中的任一种。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨武保，
申请(专利权)人：安世亚太科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：