一种用于打印藻类材料的3D打印设备及3D打印方法技术

本发明专利技术公开了一种用于打印藻类材料的3D打印设备及3D打印方法，包括活藻培养模块、定量上料模块、3D打印模块、温度调节模块、输入模块和主控模块，所述活藻培养模块的输出端依次与定量上料模块和3D打印模块连接，所述活藻培养模块包括活藻采集单元、选择配料单元、活藻烘干单元和活藻制作单元，收集待加工的一种或多种活藻，选择并提取有用藻类材料，根据打印需求配料，最后加入配料制作成打印所需原料，并控制原料上料的速度和容量，所述主控模块的输出端分别与温度调节模块和3D打印模块的输入端连接。本发明专利技术利用藻类聚合物来代替由石油等化石燃料制成的塑料，节能环保，减少大气的压力，且3D打印的精度和效率高，适合推广。

【技术实现步骤摘要】
一种用于打印藻类材料的3D打印设备及3D打印方法
本专利技术涉及3D打印
，尤其涉及一种用于打印藻类材料的3D打印设备及3D打印方法。
技术介绍
3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，它是一种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，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的，常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。随着人们环保意识的不断提升，藻类材料的3D打印技术逐渐完善。藻类不仅具有天然的环境效益，而且还能从大气中过滤掉二氧化碳。事实上，藻类本身是通过吸收二氧化碳而生长的。另外，藻类聚合物可以用来制作很多东西，譬如洗发水瓶、餐具、垃圾箱等，从而代替由石油等化石燃料制成的塑料，极大的降低了对环境的污染。而目前用于打印藻类材料的3D打印方法较为繁琐，打印效率低下，同时打印的精准度和质量得不到保证，实际操作时存在很大的限制性。因此，我们提出了一种用于打印藻类材料的3D打印设备及3D打印方法用于解决上述问题。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的3D打印方法繁琐、效率和精度低，且质量较差，打印的产品对环境的污染程度高的技术问题，本专利技术提出了一种用于打印藻类材料的3D打印设备及3D打印方法。本专利技术提出的一种用于打印藻类材料的3D打印设备，包括活藻培养模块、定量上料模块、3D打印模块、温度调节模块、输入模块和主控模块，所述活藻培养模块的输出端依次与定量上料模块和3D打印模块连接，所述活藻培养模块包括活藻采集单元、选择配料单元、活藻烘干单元和活藻制作单元，收集待加工的一种或多种活藻，选择并提取有用藻类材料，根据打印需求配料，最后加入配料制作成打印所需原料，并控制原料上料的速度和容量，所述主控模块的输出端分别与温度调节模块和3D打印模块的输入端连接，所述温度调节模块和输入模块的输出端均与3D打印模块的输入端连接，用于将输入的图像自动进行3D打印，并在3D打印过程中控制打印温度。优选地，所述活藻培养模块的输入端连接有气体通入模块，在活藻培养过程中通入CO2气体，经过活藻吸收后释放O2气体。优选地，所述活藻培养模块的输入端还连接有材料混合模块，且所述材料混合模块的输出端与选择配料单元的输入端连接，在有用藻类材料提取完成后，对多种活藻进行搅拌至混合均匀，然后再等分成多份烘干。优选地，还包括模型存储库，所述输入模块包括手动输入单元和联网输入单元，且所述手动输入单元和所述联网输入单元的输出端均与所述模型存储库连接，用于储存3D打印图像。优选地，所述手动输入单元采用两种输入形式，一种由图像采集子单元和图像录入子单元组成，所述图像采集子单元的输出端与图像录入子单元连接，用于拍摄设备自动采集模型图像信息，并录入到3D打印模块进行打印；另一种由3D制图子单元和图像输出子单元组成，所述3D制图子单元的输出端与图像输出子单元连接，采用制图软件绘制3D图形，并将绘制的图像输出至3D打印模块进行打印。优选地，所述拍摄设备采集模型图像信息用于规则图像打印，所述制图软件绘制3D图形用于不规则图像打印。优选地，所述3D打印模块包括活动式打印单元和驱动打印单元多方位运动的轴向驱动单元、径向驱动单元，所述轴向驱动单元包括顶板和侧支板，所述侧支板设于顶板的底部两侧，所述顶板的顶部设有第一驱动装置，所述第一驱动装置的底部连接有竖螺杆，两个所述侧支板相靠近的一侧均设有滑轨和竖滑杆，且所述竖滑杆与所述竖螺杆平行。优选地，所述径向驱动单元由两部分组成，一部分包括与所述竖螺杆螺纹连接的活动架，所述活动架的两侧均设有与所述竖滑杆滑动连接的滑板，且滑板与所述滑轨相匹配，所述活动架的一侧设有第二驱动装置，所述活动架的内部连接由相平行的横滑杆和横螺杆，所述横螺杆的一端与第二驱动装置的输出端连接，所述横滑杆和横螺杆之间连接有调节板，所述调节板的底部设有3D打印头；另一部分包括U形底座和设于所述侧支板底部一侧的支架，所述支架的内部设有第三驱动装置，所述第三驱动装置的输出端连接有活动齿轮，所述U形底座的底部两侧U形内壁上均设置有前后排列的导向齿条，且导向齿条与所述活动齿轮相配合。本专利技术还提出了一种用于打印藻类材料的3D打印方法，包括以下步骤：S1：活藻培养：先收集待加工的一种或多种活藻，选择并提取有用藻类材料，在提取完成后对多种活藻进行搅拌至混合均匀，然后再等分成多份烘干，最后根据打印需求配料制作成打印所需原料，并控制原料上料的速度和容量；S2：输入打印图像：分别根据规则图像和不规则图像的打印需求，通过拍摄设备自动采集模型图像信息、制图软件绘制3D图形、联网搜索图像三种形式来获取3D打印所需的对象图案，并将录入到3D打印模块中；S3：温度调控：先进行各个设备检查，根据材料打印速度和打印对象体积来调节打印温度；S4：3D打印：利用轴向驱动单元和径向驱动单元分别控制打印单元的活动角度，实现360°打印的目的；S5：晾干保存：采用自然风干和烘干两种形式对打印完成的成品进行快速定型，保存即可。优选地，所述S2中，三种形式获取到的图像信息在每次打印前自动存储至模型存储库。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、通过通入供活藻生长的CO2气体，并经过活藻吸收后释放O2气体，减少大气的压力，还能转化为生物塑料使用，绿色环保，降低3D打印成本；2、利用活藻培养模块、定量上料模块和温度调节模块的设计，在活藻培养、制作完成后，控制藻类材料定量上料速度、容量以及3D打印温度，保证3D打印精度高，且打印质量和效果好；3、通过输入模块两种形式下的三种不同输入状态，方便获取和构建3D打印模型，有效提高3D打印效率。本专利技术设计布局合理，打印方法简单，利用藻类聚合物来代替由石油等化石燃料制成的塑料，节能环保，减少大气的压力，且3D打印的精度和效率高，适合推广。附图说明图1为本专利技术提出的一种用于打印藻类材料的3D打印设备及3D打印方法的原理框图；图2为本专利技术提出的一种用于打印藻类材料的3D打印设备及3D打印方法的活藻培养模块的原理框图；图3为本专利技术提出的一种用于打印藻类材料的3D打印设备及3D打印方法的手动输入模块的原理框图；图4为本专利技术提出的一种用于打印藻类材料的3D打印设备及3D打印方法的3D打印模块的结构示意图。图中：1U形底座、2顶板、3侧支板、4活动架、11导向齿条、21第一驱动装置、22竖螺杆、31滑轨、32竖滑杆、34支架、35第三驱动装置、36活动齿轮、41滑板、42第二驱动装置、43横滑杆、44横螺杆、45调节板、463D打印头。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步解说。实施例参照图1-4，一种用于打印藻类材料的3D打印设备，包括活藻培养模块、定量上料模块、3D打印模块、温度调节模块、输入模块和主控模块，活藻培养模块的输出端依次与定量上料模块和3D打印模块连接，活藻培养模块包括活藻采集单元、选择配料单元、活藻烘干单元和活藻制作单元，收集待加工的一种或多种活藻，选择并提取有用藻类材料，根据打印需求配料，最后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于打印藻类材料的3D打印设备，包括活藻培养模块、定量上料模块、3D打印模块、温度调节模块、输入模块和主控模块，其特征在于，所述活藻培养模块的输出端依次与定量上料模块和3D打印模块连接，所述活藻培养模块包括活藻采集单元、选择配料单元、活藻烘干单元和活藻制作单元，收集待加工的一种或多种活藻，选择并提取有用藻类材料，根据打印需求配料，最后加入配料制作成打印所需原料，并控制原料上料的速度和容量，所述主控模块的输出端分别与温度调节模块和3D打印模块的输入端连接，所述温度调节模块和输入模块的输出端均与3D打印模块的输入端连接，用于将输入的图像自动进行3D打印，并在3D打印过程中控制打印温度。

【技术特征摘要】
1.一种用于打印藻类材料的3D打印设备，包括活藻培养模块、定量上料模块、3D打印模块、温度调节模块、输入模块和主控模块，其特征在于，所述活藻培养模块的输出端依次与定量上料模块和3D打印模块连接，所述活藻培养模块包括活藻采集单元、选择配料单元、活藻烘干单元和活藻制作单元，收集待加工的一种或多种活藻，选择并提取有用藻类材料，根据打印需求配料，最后加入配料制作成打印所需原料，并控制原料上料的速度和容量，所述主控模块的输出端分别与温度调节模块和3D打印模块的输入端连接，所述温度调节模块和输入模块的输出端均与3D打印模块的输入端连接，用于将输入的图像自动进行3D打印，并在3D打印过程中控制打印温度。2.根据权利要求1所述的一种用于打印藻类材料的3D打印设备，其特征在于，所述活藻培养模块的输入端连接有气体通入模块，在活藻培养过程中通入CO2气体，经过活藻吸收后释放O2气体。3.根据权利要求1所述的一种用于打印藻类材料的3D打印设备，其特征在于，所述活藻培养模块的输入端还连接有材料混合模块，且所述材料混合模块的输出端与选择配料单元的输入端连接，在有用藻类材料提取完成后，对多种活藻进行搅拌至混合均匀，然后再等分成多份烘干。4.根据权利要求1所述的一种用于打印藻类材料的3D打印设备，其特征在于，还包括模型存储库，所述输入模块包括手动输入单元和联网输入单元，且所述手动输入单元和所述联网输入单元的输出端均与所述模型存储库连接，用于储存3D打印图像。5.根据权利要求4所述的一种用于打印藻类材料的3D打印设备，其特征在于，所述手动输入单元采用两种输入形式，一种由图像采集子单元和图像录入子单元组成，所述图像采集子单元的输出端与图像录入子单元连接，用于拍摄设备自动采集模型图像信息，并录入到3D打印模块进行打印；另一种由3D制图子单元和图像输出子单元组成，所述3D制图子单元的输出端与图像输出子单元连接，采用制图软件绘制3D图形，并将绘制的图像输出至3D打印模块进行打印。6.根据权利要求5所述的一种用于打印藻类材料的3D打印设备，其特征在于，所述拍摄设备采集模型图像信息用于规则图像打印，所述制图软件绘制3D图形用于不规则图像打印。7.根据权利要求1所述的一种用于打印藻类材料的3D打印设备，其特征在于，所述3D打印模块包括活动式打印单元和驱动打印单元多方位运动的轴向驱动单元、径向驱动单元，所述轴向驱动单元包括顶板(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小东，王旭红，张彦粉，
申请(专利权)人：东莞职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44