3D打印设备、工作方法、3D打印材料的制作方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种3D打印设备、工作方法、3D打印材料的制作方法及应用。其中，一种3D打印设备，包括：喷头组件，其包括材料熔融混合室，所述材料熔融混合室的上端与模型材料进口和密度值改变材料进口分别相连，所述模型材料进口和密度值改变材料进口与原材料挤入装置相连，所述密度值改变材料进口与至少一个密度值改变材料挤入装置相连；所述材料熔融混合室的下端与熔融材料挤出装置相连，熔融材料挤出装置的下端与喷嘴相连。其可通过控制原材料和密度值改变材料挤出的比例来实现多密度值打印的目的。

【技术实现步骤摘要】
3D打印设备、工作方法、3D打印材料的制作方法及应用
本专利技术属于3D打印设备领域，尤其涉及一种3D打印设备、工作方法、3D打印材料的制作方法及应用。
技术介绍
3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利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。但是目前的3D打印技术只局限于打印单一密度值的3D模型，例如：3D打印技术在医学人体体模领域的应用只局限于打印单一密度值的人体体模，无法实现根据扫描数据所呈现的密度值进行精确打印。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术的第一目的是提供一种3D打印设备，其具可通过控制原材料和密度值改变材料挤出的比例来实现多密度值打印的目的。本专利技术的一种3D打印设备，包括：喷头组件，其包括材料熔融混合室，所述材料熔融混合室的上端与模型材料进口和密度值改变材料进口分别相连，所述模型材料进口和密度值改变材料进口与原材料挤入装置相连，所述密度值改变材料进口与至少一个密度值改变材料挤入装置相连；所述材料熔融混合室的下端与熔融材料挤出装置相连，熔融材料挤出装置的下端与喷嘴相连，实现多密度值打印的目的。进一步的，所述原材料挤入装置、密度值改变材料挤入装置和熔融材料挤出装置均与处理器相连；所述处理器，被配置为：接收待打印的3D模型的各层密度值；根据各层密度值来计算原材料和密度值改变材料的配比；控制原材料挤入装置和密度值改变材料挤入装置将相应配比的两种材料挤入材料熔融混合室内；充分混合原材料和密度值改变材料，形成所需密度值的液体材料，并控制熔融材料挤出装置的出料量，将预设量的液体材料挤出至喷嘴，实现3D打印。进一步的，所述材料熔融混合室内分为上下两层，上层为环形加热搅拌装置，下层为材料混合仓。进一步的，所述环形加热搅拌装置为中空型，所述环形加热搅拌装置、原材料挤入装置、密度值改变材料挤入装置和熔融材料挤出装置均与动力装置连接，以获得动力。进一步的，所述处理器还与密度值识别装置相连；所述密度值识别装置，被配置为：将所需打印的模型的各层及各部分的密度值在给定坐标系中找到并读出各点坐标的X、Y值；其中X值代表打印该密度值所需的密度值改变材料的量，Y值代表实现该密度值所需模型材料的量。进一步的，所述处理器还与厚度校准器相连；所述厚度校准器放置于打印托盘上部，通过超声波对打印厚度进行测量。进一步的，所述材料熔融混合室还与固定装置相连。本专利技术的第二目的是提供一种3D打印设备的工作方法。本专利技术的3D打印设备的工作方法，包括：根据待打印的3D模型的各层密度值，计算出原材料和密度值改变材料的配比；利用处理器来控制原材料挤入装置和密度值改变材料挤入装置，并将相应配比的两种材料挤入材料熔融混合室内；充分混合原材料和密度值改变材料之后，形成所需密度值的液体材料，并通过熔融材料挤出装置挤出至喷头，实现3D打印。进一步的，该方法还包括：通过密度值识别装置对待打印的3D模型进行切片分层并获取每一分层的密度值信息，然后计算打印过程所需的最优打印方向；选择最优打印方向并开始打印。本专利技术的第三目的是提供一种适用于第一目的的3D打印设备的3D打印材料的制作方法。本专利技术的3D打印材料的制作方法，包括：对原材料进行加热，使其融化，然后向原材料中加入所需量的密度值改变材料并充分搅拌，使密度值改变材料与熔融的原材料充分混合，制成原材料-密度值改变材料混合液；将原材料-密度值改变材料混合液进行冷却，待其由液体变为固体时，对该固体进行揉搓，制备出预设形状和大小的3D打印材料。本专利技术的3D打印设备，用于人体组织等效打印。需要说明的是，本专利技术的3D打印设备，还应用于其他3D模型的打印。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的3D打印设备可通过控制原材料和密度值改变材料挤出的比例来实现多密度值打印的目的。(2)本专利技术的3D打印设备包括至少一个密度值改变材料挤入装置，实现了多种材料的同时打印。(3)本专利技术的3D打印设备根据所要打印的3D模型各部分对密度值的不同要求实现等效打印，对密度值材料及时按比例熔融混合实现了按3D模型的要求随意改变密度值；当3D打印设备应用于人体组织打印时，能更逼真的打印仿真人体组织。(4)本专利技术的3D打印设备，用于人体组织等效打印，或其他3D模型的打印。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1是本实施例的一种3D打印设备的喷头组件结构示意图。图2是本实施例的一种3D打印设备整体结构示意图。图3是密度识别装置坐标的表示图。其中，1原材料挤入装置；2密度值改变材料挤入装置；3固定装置；4环形加热搅拌装置；5材料混合仓；6熔融材料挤出装置；7喷嘴；8喷头组件；9控制平台；10打印平台。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。实施例一本实施例的一种3D打印设备，至少包括：喷头组件，如图2所示，喷头组件包括材料熔融混合室，所述材料熔融混合室的上端与模型材料进口和密度值改变材料进口分别相连，所述模型材料进口和密度值改变材料进口与原材料挤入装置1相连，所述密度值改变材料进口与至少一个密度值改变材料挤入装置2相连；所述材料熔融混合室的下端与熔融材料挤出装置6相连，熔融材料挤出装置6的下端与喷嘴7相连，实现多密度值打印的目的。其中，原材料挤入装置1、密度值改变材料挤入装置2和熔融材料挤出装置6均为现有结构。在具体实施中，所述材料熔融混合室还与固定装置相连。如图2所示，所述材料熔融混合室内分为上下两层，上层为环形加热搅拌装置4，下层为材料混合仓5。其中，环形加热搅拌装置可采用环形加热搅拌棒来实现。需要说明的是，环形加热搅拌装置也可采用其他结构形式来实现。在另一实施例中，所述环形加热搅拌装置为中空型，所述环形加热搅拌装置、原材料挤入装置、密度值改变材料挤入装置和熔融材料挤出装置均与动力装置连接，以获得动力。在另一实施例中，原材料挤入装置、密度值改变材料挤入装置和熔融材料挤出装置均与处理器相连；所述处理器，被配置为：接收待打印的3D模型的各层密度值；根据各层密度值来计算原材料和密度值改变材料的配比；控制原材料挤入装置和密度值改变材料挤入装置将相应配比的两种材料挤入材料熔融混合室内；充分混合原材料和密度值改变材料，形成所需密度值的液体材料，并通过熔融材料挤出装置挤出至喷嘴，实现3D打印。在另一实施例中，所述处理器还与密度值识别装置相连；所述密度值识别装置，被配置为：将所需打印的模型的各层及各部分的密度值在给定坐标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印设备，其特征在于，包括：喷头组件，其包括材料熔融混合室，所述材料熔融混合室的上端与模型材料进口和密度值改变材料进口分别相连，所述模型材料进口和密度值改变材料进口与原材料挤入装置相连，所述密度值改变材料进口与至少一个密度值改变材料挤入装置相连；所述材料熔融混合室的下端与熔融材料挤出装置相连，熔融材料挤出装置的下端与喷嘴相连，实现多密度值打印的目的。

【技术特征摘要】
1.一种3D打印设备，其特征在于，包括：喷头组件，其包括材料熔融混合室，所述材料熔融混合室的上端与模型材料进口和密度值改变材料进口分别相连，所述模型材料进口和密度值改变材料进口与原材料挤入装置相连，所述密度值改变材料进口与至少一个密度值改变材料挤入装置相连；所述材料熔融混合室的下端与熔融材料挤出装置相连，熔融材料挤出装置的下端与喷嘴相连，实现多密度值打印的目的。2.如权利要求1所述的一种3D打印设备，其特征在于，所述原材料挤入装置、密度值改变材料挤入装置和熔融材料挤出装置均与处理器相连；所述处理器，被配置为：接收待打印的3D模型的各层密度值；根据各层密度值来计算原材料和密度值改变材料的配比；控制原材料挤入装置和密度值改变材料挤入装置将相应配比的两种材料挤入材料熔融混合室内；充分混合原材料和密度值改变材料，形成所需密度值的液体材料，并控制熔融材料挤出装置的出料量，将预设量的液体材料挤出至喷嘴，实现3D打印。3.如权利要求1所述的一种3D打印设备，其特征在于，所述材料熔融混合室内分为上下两层，上层为环形加热搅拌装置，下层为材料混合仓；或/和所述材料熔融混合室还与固定装置相连。4.如权利要求3所述的一种3D打印设备，其特征在于，所述环形加热搅拌装置为中空型，所述环形加热搅拌装置、原材料挤入装置、密度值改变材料挤入装置和熔融材料挤出装置均与动力装置连接，以获得动力。5.如权利要求2所述的一种3D打印设备，其特征在于，所述处理器还与密度值识别装置相连；所述密度值识别装置，被配置为：将所需打印的模型的各层及各部分的密...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海波，邱建峰，
申请(专利权)人：泰山医学院，
类型：发明
国别省市：山东,37