一种快速彩色3D打印装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种快速彩色3D打印装置，该装置包括可沿X轴方向移动的喷头组件，可分别沿Y轴方向和Z轴竖直方向移动的工作台，在喷头组件上安装多个喷管，其中分别盛装多种液体打印物料，包括白色基质物料和多种彩色物料，在一次移动过程中，各个喷管分别工作，首先通过白色基质物料打印出图像，尤其是图像中颜色较深的区域，再通过彩色物料打印图像的色彩，最终形成的图像上部分区域向外凸出，提高了图像的立体感，更为生动，而且打印快速、高效、灵活，适合大批量生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种打印机装置，具体涉及一种快速彩色3D打印装置，属于彩色3D打印机领域。
技术介绍
实物打印是现在比较流行的技术，是指在实物上打印图形，比如在手机外壳上打印图形，使得打印材料不仅局限于纸张等平面介质，例如CN202213316U公开了一种万能彩色实物数码打印机，可以在软、硬质材料的实物上印刷文字或图案等。但是现有的打印机打出的图形都是简单的彩色图形，缺乏立体感，不够生动形象，而通过浮雕的方式雕刻出的图形虽然具有立体感，但是雕刻的成本过高，效率较低，难以大批量生产。3D打印生产技术属于成型增材制造技术，由软件把计算机设计的三维实体图分解成若干层平面切片，通过3D打印机打印输出，从而生产不同材质所需部件和构件；因其柔性化、客制化、近净成型结构复杂的零部件等优点，具有广阔发展前景。目前开发出的生产方法包括激光立体成型法、选择性激光烧结法、选择性电子束烧结法、热融堆积成型法等，例如CN103895228A即公开了一种热融堆积成型法彩色3D打印设备。传统的3D打印一般是粉末3D打印(3DP)，是一种利用微滴喷射、粉末粘结技术的3D打印方法。喷头在计算机控制下，按照当前分层截面的信息，在事先铺好的一层粉末材料上，有选择性地喷射粘结剂，使部分粉末粘结，形成一层截面薄层；一层成形完后，工作台下降一个层厚，进行下一层的铺粉，继而选区喷射粘结剂，成形薄层同时也会与已成形零件粘为一体；不断循环此过程，直至零件加工完为止；通常所成形的零件还需要一定的后处理，如干燥、烧结等，从而得到最后的零件。然而，现有的粉末3D打印机需要较长时间进行供粉和粘结剂，固化时间长，而且占用空间庞大，操作过程冗杂，特别是清理未成形粉末时不够方便，容易造成粉末污染周围环境。，为此，CN103935037A公开了一种集成式粉末彩色3D打印机。如何将实物打印与3D打印技术结合，既获得3D打印的立体效果，又能够有效降低成本，提高生产效率，从而达到快速、高效、灵活，适合大批量生产，一直是印刷行业追求的目标。正是由于上述原因，能够打印出彩色3D效果照片的快速打印装置将会具有巨大的使用价值和市场前景。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，开发出一种快速彩色3D打印装置及采用其的快速打印方法，该装置包括可沿X轴方向移动的喷头组件，可分别沿Y轴方向和Z轴竖直方向移动的工作台，在喷头组件上安装多个喷管，其中分别盛装多种液体打印物料，包括白色基质物料和多种彩色物料，在一次移动过程中，各个喷管分别工作，首先通过白色基质物料打印出图像，尤其是图像中颜色较深的区域，再通过彩色物料打印图像的色彩，最终形成的图像上部分区域向外凸出，提高了图像的立体感，更为生动，从而完成本专利技术。具体来说，本专利技术的目的在于提供一种快速彩色3D打印装置，该装置包括图像处理模块和执行装置，其中，所述图像处理模块包括接收模块、分层模块、计算模块和输出模块，所述执行装置包括工作台和设置在其上方的喷头组件，其中所述工作台用以放置并固定待打印的工件，所述喷头组件用以向所述待打印的工件上喷涂物料。根据本专利技术，所述喷头组件包括多条并列排布的喷管和与喷管并列排布的物料固化装置，在所述喷管上设置有多个喷嘴，和/或优选所述喷管内盛装有物料，并分别独立地连接有供料恒压系统。根据本专利技术，多个喷嘴设置在所述喷管上，喷嘴最小直径为纳米至皮米级，在喷嘴上设置有电压传感开关，和/或优选喷嘴上的电压传感开关由导线连通至控制芯片，所述控制芯片与图像处理模块相连，优选所述控制芯片和导线设置在喷管内。根据本专利技术，所述喷管至少包括用于盛装彩色(如红、黄、蓝色)物料的喷管和一条或多条用于盛装白色基质物料的喷管，优选有4条喷管，所述喷管还包括一条或多条用于盛装黑色物料的喷管，优选地，所述喷管有8条，其中，盛装黑色、红色、黄色和蓝色物料的喷管各有一条，盛装白色/透明色基质物料的喷管有4条。根据本专利技术，其特征在于，所述物料固化装置包括一个或两个紫外光灯，优选两个，分别位于所述多条喷管的两侧。根据本专利技术，所述执行装置还包括废液收集槽和吸液装置，都设置在喷头组件沿X轴方向移动时所能经过的路径上，优选地，所述吸液装置包括吸液接头和负压机，更优选地，所述吸液接头呈一端开口的罩状，其开口的端面上设置有硅胶垫圈，在所述吸液装置上还设置有刮板，所述刮板由硅胶等软质材料制成。根据本专利技术，所述执行装置还包括用于控制喷头组件沿X轴方向移动的X轴驱动装置；所述工作台下方设置有机架，所述机架上设置有控制工作台沿着Y轴方向移动的Y轴驱动装置，在所述机架上还设置有用于控制所述机架沿Z轴方向移动的Z轴驱动装置。本专利技术还提供一种采用上述彩色3D打印装置进行快速打印的方法，包括如下步骤：步骤1，获取图像信息，通过图像处理模块进行处理，步骤2，将待打印物或工件置于工作台上，调整待打印物与喷头的距离，步骤3，通过执行装置上的工作台和喷头组件协同作业，首先在工件或待打印物上打印基质物料，任选该步骤进行一次或重复多次，步骤4，通过执行装置上的工作台和喷头组件协同作业，在工件或待打印物上打印彩色物料，任选该步骤进行一次或重复多次，任选重复进行以上步骤3和4，直至打印完毕。根据本专利技术，步骤2中，将待打印物或工件置于工作台上，设置红外线测高传感器对待打印物的高度进行测量，待打印物与喷头的距离在0至20mm之间，优选1至15mm，更优选2至10mm，还优选3至5mm。根据本专利技术，在执行装置执行打印作业之前，将喷头组件移动至吸液装置上方，并对喷头组件上的喷管做吸液处理，在打印过程中，每隔预定时间或者喷头组件沿X轴方向往复若干次以后将喷头组件移动至废液收集槽上方，并执行散喷作业，优选地，喷头组件沿X轴方向往复移动3-15次，优选5-12次，更优选7-10次后执行一次散喷作业。本专利技术提供的快速彩色3D打印装置的有益效果汇总如下：(1)本专利技术提供的快速彩色3D打印装置具有多条物料喷管，能够盛装不同颜色的物料，在一次移动过程中，多个喷管分别工作，完成多种颜色的喷涂，打印效率高；(2)本专利技术提供的快速彩色3D打印装置具有一条或多条盛装白色或无色基质物料的喷管，能够快速、高效地在待打印本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种彩色3D打印装置，其特征在于，该装置包括图像处理模块和执行装置，其中，所述图像处理模块包括接收模块(010)、分层模块(020)、计算模块(030)和输出模块(040)，所述执行装置包括工作台(4)和设置在其上方的喷头组件(3)，其中所述工作台(4)用以放置并固定待打印的工件(6)，所述喷头组件(3)用以向所述待打印的工件上喷涂物料。

【技术特征摘要】
1.一种彩色3D打印装置，其特征在于，
该装置包括图像处理模块和执行装置，其中，
所述图像处理模块包括接收模块(010)、分层模块(020)、
计算模块(030)和输出模块(040)，
所述执行装置包括工作台(4)和设置在其上方的喷头组
件(3)，其中所述工作台(4)用以放置并固定待打印的工件
(6)，所述喷头组件(3)用以向所述待打印的工件上喷涂物
料。
2.根据权利要求1的打印装置，其特征在于，
所述喷头组件(3)包括多条并列排布的喷管(31)和与
喷管并列排布的物料固化装置(36)，在所述喷管(31)上设
置有多个喷嘴(32)，和/或
优选所述喷管(31)内盛装有物料，并分别独立地连接有
供料恒压系统(33)。
3.根据权利要求1或2所述的打印装置，其特征在于，
多个喷嘴(32)设置在所述喷管(31)上，喷嘴(32)最
小直径为纳米至皮米级，在喷嘴(32)上设置有电压传感开关
(37)，和/或
优选喷嘴(32)上的电压传感开关(37)由导线(35)连
通至控制芯片(34)，所述控制芯片(34)与图像处理模块相
连，优选所述控制芯片(34)和导线(35)设置在喷管(31)
内。
4.根据权利要求1至3之一所述的打印装置，其特征在于，
所述喷管(31)至少包括用于盛装彩色(如红、黄、蓝色)
物料的喷管和一条或多条用于盛装白色基质物料的喷管，优选
有4条喷管，所述喷管还包括一条或多条用于盛装黑色物料的
喷管，优选地，所述喷管(31)有8条，其中，盛装黑色、红

\t色、黄色和蓝色物料的喷管各有一条，盛装白色/透明色基质物
料的喷管有4条。
5.根据权利要求1至4之一所述的打印装置，其特征在于，
所述物料固化装置(36)包括一个或两个紫外光灯，优选两个，
分别位于所述多条喷管的两侧。
6.根据权利要求1至5之一所述的打印装置，其特征在于，
所述执行装置还包括废液收集槽(1)和吸液装置(5)，都设
置在喷头组件(3)沿X轴方向移动时所能经过的路径上，
优选地，所述吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：范春潮，
申请(专利权)人：范春潮，
类型：发明
国别省市：云南;53