一种全彩3D打印机及打印方法技术

本发明专利技术公开了一种全彩3D打印机及打印方法，包括：机架总成；运动控制系统包括：固定安装在机架总成上的运动机构和电连所有运动机构的控制芯片；喷墨控制系统包括设在运动机构上的喷墨组件以及连接喷墨组件的供墨装置；喷墨组件通过打印机喷绘软件进行控制，所述喷绘系统中设有多种可供切换的颜色模型，所述喷墨组件包括传动连接在运动机构上的喷墨安装座，固定安装在喷墨安装座上的机械臂以及固定连接在机械臂一端的喷墨喷头，所述喷墨安装座为两组，喷墨安装座对称的安装在打印组件的两侧。本发明专利技术通过运动控制系统的机械运动联合喷墨控制系统，实现3D打印件的全彩打印降低3D全彩打印材料成本，以及实现3D打印艺术品的集成化生产。

A Full-color 3D Printer and Printing Method

【技术实现步骤摘要】
一种全彩3D打印机及打印方法
本专利技术属于3D打印设备领域，尤其是一种全彩3D打印机及打印方法。
技术介绍
3D打印技术到目前为止发展迅猛，目前3D打印依然处在色彩单一或者用料成本昂贵的发展问题，现有的彩色3D打印机价格昂贵，且在打印过程中只能实现集中简单颜色的堆叠拼接，无法满足色彩复杂和色彩饱和度高的艺术品生产。
技术实现思路
专利技术目的：提供一种全彩3D打印机及打印方法，以解决现有技术存在的上述问题。技术方案：一种全彩3D打印机包括：机架总成；运动控制系统，包括：固定安装在机架总成上的运动机构和电连所有运动机构的控制芯片；打印控制系统包括：安装在运动机构上的打印组件，以及连接打印组件的送料装置；喷墨控制系统，包括设在运动机构上的喷墨组件以及连接喷墨组件的供墨装置；所述喷墨组件通过打印机喷绘软件进行控制，所述喷绘系统中设有多种可供切换的颜色模型，所述喷墨组件包括传动连接在运动机构上的喷墨安装座，固定安装在喷墨安装座上的机械臂以及固定连接在机械臂一端的喷墨喷头，所述喷墨安装座为两组，喷墨安装座对称的安装在打印组件的两侧。在进一步的实施例中，所述机架总成包括：多组支撑横梁和固定连接支撑横梁的支撑竖梁，所述底部支撑横梁的一端固定连接支撑面板，所述支撑面板上固定连接电机安装座。在进一步的实施例中，所述运动机构包括：平行于支撑竖梁的Z轴升降机构，对称安装在Z轴升降机构一端且固定连接在支撑横梁的第一Y轴运动机构和第二Y轴运动机构，传动连接在Y轴运动机构上的第一X轴运动机构，固定安装在支撑横梁且平行于第一X轴运动机构的第二X轴运动机构和第三X轴运动机构。在进一步的实施例中，所述Z轴升降机构包括：固定安装在支撑面板上的第一伺服电机，传动连接在第一伺服电机动力输出轴一端的Z轴传动组件，传动连接Z轴传动组件的两组Z轴丝杠组件，以及穿插且传动安装在两组Z轴丝杠组件上的打印工位。在进一步的实施例中，所述第一Y轴运动机构和第二Y轴运动机构中设有第二伺服电机、第三伺服电机以及传动连接第二伺服电机、第三伺服电机的第一Y轴丝杠组件和第二Y轴丝杠组件。在进一步的实施例中，所述打印组件传动安装在第一X轴运动机构上，所述喷墨安装座传动安装在第二X轴运动机构和第三X轴运动机构上；所述打印组件包括传动安装在第一X轴运动机构上的打印安装座，固定安装在打印安装座上的打印喷头，以及设在打印喷头上的散热装置。在进一步的实施例中，所述喷墨组件中还包括有光栅元件，作为喷墨喷头位置反馈装置。在进一步的实施例中，所述第二X轴运动机构和第三X轴运动机构中设有第五伺服电机、第六伺服电机，伺服电机动力输出端传动连接第二X轴同步带和第三X轴轨同步带，第二X轴同步带和第三X轴轨同步带的一侧固定连接有连接块，连接块的另一端固定连接在喷墨安装座的底部；同时支撑横梁上设有第二X轴滑轨241和第三X轴滑轨，喷墨安装座的一侧设有与滑轨卡接的型槽。在进一步的实施例中，所述喷墨喷头的内部设有墨管并通过墨管连通供墨装置，所述机械臂包括：固定连接喷墨安装座的底座设在底座上的第一旋转机构，固定连接第一旋转机构的第一连接臂，设在第一连接臂另一端的第二旋转机构，以及连接在第二旋转机构一端的第二连接臂；所述第二连接臂的一端固定安装喷墨喷头。在进一步的实施例中，所述供墨装置包括：墨管和墨管连通的墨盒，墨管和墨盒中设有多个电控制阀，控制墨水的进出量，墨盒内设有压力传感器感应墨水的余量。在进一步的实施例中，包括如下工作步骤：S1、预先在与打印机连接的电脑上导入三维打印模型，对三维打印模型进行上色编辑分别生成打印文件和喷墨文件发送至打印机；S2、打印机根据打印文件控制运动机构带动打印喷头逐层打印；S3、打印完成后，打印机根据喷墨文件构造的三位图像表面规划打印路径和配色色谱，同时获取工作参数，控制芯片根据工作参数控制运动机构和机械臂带动喷墨喷头对打印成型件的两侧同时喷墨；S4、同时在喷墨过程中，光栅元件检测喷墨头位置防止喷墨过程中出现偏差。有益效果：本专利技术和现有技术相比，本专利技术通过运动控制系统的机械运动联合喷墨控制系统，在打印控制系统的打印组件中增加两组喷墨组件，在打印成型后喷墨喷头可同时从打印件的两侧进行同步上色，实现3D打印件的全彩打印，兼容多种颜色模型将平面色彩打印中的色彩模型应用到3D打印中，降低3D全彩打印材料成本，以及实现3D打印艺术品的集成化生产。附图说明图1是本专利技术全彩3D打印机的正视图。图2是本专利技术全彩3D打印机的立体图。图3是本专利技术第二X轴运动机构的正视图。图4是本专利技术第三X轴运动机构的俯视图。图5是本专利技术全彩3D打印机的工作原理图。图6是本专利技术打印组件的结构示意图。附图标记为：机架总成1、支撑横梁10、支撑竖梁11、打印工位12、运动机构2、Z轴升降机构20、第一伺服电机200、Z轴传动组件201、Z轴丝杠组件202、第一Y轴运动机构21、第二伺服电机210、第一Y轴丝杠组件211、第二Y轴运动机构22、第三伺服电机220、第二Y轴丝杠组件221、第一X轴运动机构23、第四伺服电机230、第一X轴丝杠组件231、第二X轴运动机构24、第五伺服电机240、第二X轴滑轨241、第二X轴同步带242、第三X轴运动机构25、第六伺服电机250、第三X轴滑轨251、第三X轴轨同步带252、打印组件3、打印安装座30、加热装置31、打印喷头32、散热装置33、喷墨组件4、机械臂40、喷墨喷头41、喷墨安装座42。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。如图1至图2所示的一种全彩3D打印机包括：机架总成1、运动控制系统、打印控制系统以及喷墨控制系统。其中，机架总成1包括：多组支撑横梁10和固定连接支撑横梁10的支撑竖梁11，底部支撑横梁10的一端固定连接支撑面板，支撑面板上固定连接电机安装座。打印控制系统包括：安装在运动机构2上的打印组件3，以及连接打印组件3的送料装置，送料装置对打印组件3进行送料，送料装置属于现有技术，因此不做详细描述。其中，运动机构2分为X、Y和Z轴三个方向的运动机构2，包括：Z轴升降机构20、第一Y轴运动机构21、第二Y轴运动机构22、第一X轴运动机构23、第二X轴运动机构24和第三X轴运动机构255。Z轴升降机构20固定安装机架总成1上且平行于支撑竖梁11；第一Y轴运动机构21和第二Y轴运动机构22对称安装在Z轴升降机构20一端且固定连接在支撑横梁10的一侧；第一X轴运动机构23传动连接在第一Y轴丝杠组件211和第二Y轴丝杠组件221上，第二X轴运动机构24和第三X轴运动机构255固定安装在支撑横梁10上且与第一X轴运动机构23平行。打印组件3传动安装在第一X轴运动机构23上。控制芯片可控制机构机构带动打印组件3实现X和Y轴方向的运动。喷墨控制系统包括：喷墨组件4和供墨装置；喷墨组件4设在运动机构2上，供墨装置通过墨管连接喷墨组件4然后对喷墨组件4进行供墨。如图5所示控制芯片控制运动机构2带动打印组件3和喷墨组件4完成机械运动。喷墨组件4通过打印机喷绘软件进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全彩3D打印机，其特征在于，包括：机架总成；运动控制系统，包括：固定安装在机架总成上的运动机构和电连所有运动机构的控制芯片；打印控制系统包括：安装在运动机构上的打印组件，以及连接打印组件的送料装置；喷墨控制系统，包括设在运动机构上的喷墨组件以及连接喷墨组件的供墨装置；所述喷墨组件通过打印机喷绘软件进行控制，所述喷绘系统中设有多种可供切换的颜色模型，所述喷墨组件包括传动连接在运动机构上的喷墨安装座，固定安装在喷墨安装座上的机械臂以及固定连接在机械臂一端的喷墨喷头，所述喷墨安装座为两组，喷墨安装座对称的安装在打印组件的两侧。

【技术特征摘要】
1.一种全彩3D打印机，其特征在于，包括：机架总成；运动控制系统，包括：固定安装在机架总成上的运动机构和电连所有运动机构的控制芯片；打印控制系统包括：安装在运动机构上的打印组件，以及连接打印组件的送料装置；喷墨控制系统，包括设在运动机构上的喷墨组件以及连接喷墨组件的供墨装置；所述喷墨组件通过打印机喷绘软件进行控制，所述喷绘系统中设有多种可供切换的颜色模型，所述喷墨组件包括传动连接在运动机构上的喷墨安装座，固定安装在喷墨安装座上的机械臂以及固定连接在机械臂一端的喷墨喷头，所述喷墨安装座为两组，喷墨安装座对称的安装在打印组件的两侧。2.根据权利要求1所述的一种全彩3D打印机，其特征在于，所述机架总成包括：多组支撑横梁和固定连接支撑横梁的支撑竖梁。3.根据权利要求1所述的一种全彩3D打印机，其特征在于，所述运动机构包括：平行于支撑竖梁的Z轴升降机构，对称安装在Z轴升降机构一端且固定连接在支撑横梁的第一Y轴运动机构和第二Y轴运动机构，传动连接在Y轴运动机构上的第一X轴运动机构，固定安装在支撑横梁且平行于第一X轴运动机构的第二X轴运动机构和第三X轴运动机构。4.根据权利要求1或3所述的一种全彩3D打印机，其特征在于，所述打印组件传动安装在第一X轴运动机构中，所述喷墨安装座传动安装在第二X轴运动机构和第三X轴运动机构上；所述打印组件包括传动安装在第一X轴运动机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：李少峰，
申请(专利权)人：金陵科技学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32