数字材料3D打印头制造技术

本发明专利技术公开了一种数字材料3D打印头，包括：若干喷头，喷头用于喷射树脂液，所述喷头的中心线汇聚于同一交点；若干紫外灯，用于发出紫外光束，固化喷头喷射的树脂液；供料系统，供料系统与喷头相连，用于供给喷头所需的树脂液；气动控制系统，气动控制系统与喷头相连，用于控制喷头的喷射动作。本发明专利技术数字材料3D打印头可打印数字树脂材料，打印头为压电开关阀控制的气动汇聚式微注射喷头，能在打印成形过程中，在成形件上构成数字树脂材料，使其性能极大地符合所需功能塑料构件的要求，因此不仅具有国外同类产品的性能，而且制造成本大大减少，具有很好的推广应用前景。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种数字材料3D打印头，包括：若干喷头，喷头用于喷射树脂液，所述喷头的中心线汇聚于同一交点；若干紫外灯，用于发出紫外光束，固化喷头喷射的树脂液；供料系统，供料系统与喷头相连，用于供给喷头所需的树脂液；气动控制系统，气动控制系统与喷头相连，用于控制喷头的喷射动作。本专利技术数字材料3D打印头可打印数字树脂材料，打印头为压电开关阀控制的气动汇聚式微注射喷头，能在打印成形过程中，在成形件上构成数字树脂材料，使其性能极大地符合所需功能塑料构件的要求，因此不仅具有国外同类产品的性能，而且制造成本大大减少，具有很好的推广应用前景。【专利说明】数字材料3D打印头
本专利技术涉及3D打印
，特别是涉及一种可打印数字树脂材料的数字材料3D打印头。
技术介绍
3D打印是一种先进增材制造技术，这种技术基于离散一堆积原理，针对设计的工件三维CAD模型，将其自下而上离散为一系列的2D横截面薄层，然后用计算机控制的3D打印机，一层层地成形这些截面薄层，并将其顺序叠加、粘接为三维工件实体。用3D打印技术制作工件时，无需传统的切削加工机床和工模具，可直接成形复杂形状的三维实体，能大大节省工时与成本，特别适合于个性化生产，因此是现代重点发展的一种智能制造技术。3D打印机与20世纪80年代末出现的快速成形机都是基于离散一堆积原理，但是，3D打印机与快速成形机又有所不同，3D打印机采用微滴喷射式喷头，特别强调成形真实可用的功能构件，而不是只能成形用于外观评价的样品。为此，3D打印机采用的成形材料必须符合功能构件的要求，不能是性能相差甚大的替代材料。从制造业的需求看，最常用的材料有塑料和金属两种，特别是塑料非常普遍，其牌号与性能相差甚远，因此，要满足制造业3D打印成形众多性能不同的功能塑料件的需求，必须研制3D打印机可用的众多性能不同的塑料，这是十分艰巨甚至难于达到的要求。为突破上述难关，近年来出现了 “数字材料”的概念，即:研制有限几种树脂(常为液态紫外光固化树脂，在紫外光的照射下，这种液态树脂可迅速发生交联反应，由液态树脂变为固态塑料)，从中选择两种树脂并采用不同的质量比率，其中，具有较大质量比率的树脂称为基料，具有较小质量比率的树脂称为辅料，改变所选择的基料和辅料，以及他们的质量比率，可以复配成许许多多性能差别很大的液态树脂，这些复配成的液态树脂经过紫外光照射后，迅速成为许许多多性能差别很大的固态塑料，例如，硬度可以柔软如橡胶，或者坚硬如金属，颜色也可以是五颜六色。因此，3D打印机采用数字树脂材料后，可以极大地满足各式各样塑料功能构件成形的需要，大大减少不得不研制五花八门性能不同的3D打印用塑料的困难，从而使数字材料成为3D打印材料的一大突破。目前，研制成功数字树脂材料及其相应3D打印机的仅有以色列Objet公司(该公司现已被美国Stratasys公司收购),这种3D打印机的核心是采用由众多数量昂贵压电驱动式喷头组成的打印头，在计算机的控制下，用其中不同的喷头喷射不同质量比率的基料和辅料，从而在成形件上构成不同性能的塑料。显然，采用数字树脂材料的3D打印机是增材制造的重要发展方向。但是，我国尚未见研制数字树脂材料及相应3D打印机和打印头的报导，因此目前尚需从国外进口，价格非常高，一般用户难于承受。因此，针对上述技术问题，有必要提供一种新的数字材料3D打印头。
技术实现思路
有鉴于此，为了解决上述问题，本专利技术提供了一种可打印数字树脂材料的数字材料3D打印头。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供的技术方案如下:一种数字材料3D打印头，所述数字材料3D打印头包括:若干喷头，喷头用于喷射树脂液，所述喷头的中心线汇聚于同一交点；若干紫外灯，用于发出紫外光束，固化喷头喷射的树脂液；供料系统，供料系统与喷头相连，用于供给喷头所需的树脂液；气动控制系统，气动控制系统与喷头相连，用于控制喷头的喷射动作。作为本专利技术的进一步改进，所述喷头相对铅垂线倾斜相同角度对称分布。作为本专利技术的进一步改进，所述喷头数量为4个、6个或8个。作为本专利技术的进一步改进，所述供料系统和气动控制系统与喷头均为一一对应设置。作为本专利技术的进一步改进，所述喷头包括喷头接头、注射筒和针头，其中:所述喷头接头的进口通过管道与供料系统相连，喷头接头的出口与注射筒配合，喷头接头用于供料系统与注射筒之间的连接；所述注射筒的进口与相应喷头接头配合，注射筒的出口安装相应的针头，注射筒用于容纳来自供料系统的树脂液；所述针头的进口与相应注射筒配合，针头用于使喷射的树脂成为细液流。作为本专利技术的进一步改进，所述紫外灯包括左紫外灯和右紫外灯，分别对称安装在喷头的左右两侧，每个紫外灯发出的光束垂直向下照射。作为本专利技术的进一步改进，所述供料系统包括供料器、供液源和压力传感器，其中，所述供料器的进口与气动控制系统相连，供料器的出口用管道与相应喷头的进口、相应压力传感器和相应供液源连接，供料器用于向喷头供给树脂液。所述供液源通过管道与相应供料器的出口、相应喷头的进口、相应压力传感器连接，供液源用于供给树脂液；所述压力传感器通过管道与相应供液源、相应供料器的出口、相应喷头的进口连接，压力传感器用于检测相应喷头中的树脂液压力，并发出压力控制信息。作为本专利技术的进一步改进，所述供料器包括供料器接头、活塞和料筒，其中，所述供料器接头的进口与气动控制系统相连，供料器接头的出口与相应料筒配合，供料器接头用于供料系统与气动控制系统之间的连接；所述活塞位于相应料筒中，活塞的上端通压缩空气，活塞的下端为树脂液，活塞用于将树脂液推压至喷头；所述料筒的出口用管道与相应喷头的进口、相应压力传感器和相应供液源连接，料筒用于储存树脂液。作为本专利技术的进一步改进，所述气动控制系统包括压电开关阀、可调节流阀和压缩空气源，其中，所述压电开关阀的进口通过管道与压缩空气源相连，压电开关阀的出口通过管道与相应供料系统和可调节流阀的进口相连，压电开关阀用于控制进入3D打印头的压缩空气的通断；所述可调节流阀的出口与大气相通，可调节流阀的进口通过管道与相应压电开关阀的出口和相应供料系统相连，可调节流阀用于喷头的快速停止喷射；所述压缩空气源通过管道与压电开关阀的进口相连，压缩空气源用于产生打印头喷射作用的驱动力。作为本专利技术的进一步改进，所述压电开关阀包括外壳、位于外壳内部的压电陶瓷叠堆、与压电陶瓷叠堆相连的弹性体，所述外壳上设有进气口、出气口、及位于进气口和出气口之间的阀口，所述弹性体和阀口对应设置。本专利技术的数字材料3D打印头可打印数字树脂材料，这种打印头为压电开关阀控制的气动汇聚式微注射喷头，能在打印成形过程中，在成形件上构成数字树脂材料，使其性能极大地符合所需功能塑料构件的要求，因此不仅具有国外同类产品的性能，而且制造成本大大减少，具有很好的推广应用前景。【专利附图】【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中数字材料3D打印机的打印头结构示意图；图2a、2b分别为本专利技术一优选实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字材料3D打印头，其特征在于，所述数字材料3D打印头包括：若干喷头，喷头用于喷射树脂液，所述喷头的中心线汇聚于同一交点；若干紫外灯，用于发出紫外光束，固化喷头喷射的树脂液；供料系统，供料系统与喷头相连，用于供给喷头所需的树脂液；气动控制系统，气动控制系统与喷头相连，用于控制喷头的喷射动作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王运赣，王宣，赵玉林，陈统，
申请(专利权)人：昆山博力迈三维打印科技有限公司，
类型：发明
国别省市：