多喷嘴3D打印喷头及打印方法及3D打印机技术

本发明专利技术公开了一种多喷嘴3D打印喷头及打印方法及3D打印机，该方法采用打印喷头和打印平台进行打印，所述打印喷头上设有多个喷嘴，该打印喷头包括喷头座和喷嘴座，打印喷头在打印平台上进行3D打印，所述打印喷头在所述打印平台进行x，y，z三个方向相对运动的同时，通过所述喷嘴座或喷头座分别相对打印平台的转动，使其至少两个所述喷嘴分别沿相对应的打印路径进行运动。本发明专利技术采用该方法进行打印，可以有效的提高打印机的打印效率，不仅有利于打印曲率半径较小的打印路径，还可减少喷嘴座转动的角度，提升多喷嘴快速跟随各种曲率打印路径的速度，以及降低喷嘴座驱动装置或打印平台转动的驱动装置的负荷，且能够满足实际应用中的各种需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及3D打印机的
，尤其涉及一种多喷嘴3D打印喷头及打印方法及采用所述多喷嘴3D打印喷头或所述打印方法的3D打印机。
技术介绍
现有的FDM(“Fused Deposition Modeling”的简称，即为熔融沉积成型)3D打印机是通过喷头与平台之间的x，y，z，三个线性不相关的运动(即三个相互独立的运动方向)，使得喷头可以到达平台上方一定区域内的任意位置。同时在喷头座上的喷嘴按适当的速度挤出料到平台上的模型合适位置上，完成一层的打印后在下一层上继续打印，逐层堆叠形成三维实体。现有的数控喷射电铸，或称为数控选择性电化学沉积是通过喷头将电解液以高速射流的形式喷射向作为阴极的打印平台。喷头相对平台做x，y，z，三个方向的运动，在有实体的地方通电，没有实体的地方断电。通电时电解液中的金属离子就会在电场的作用下在阴极表面还原成原子沉积成实体。沉积完一层后在下一层上继续沉积，逐层堆叠形成三维实体。在3D打印喷头与平台之间的x，y，z，三个线性不相关的运动的实现方式有多种，例如RepRap(replicating rapid prototyper的简称)结构，Makerbot公司的结构，Ultimaker结构，Delta式并联机械臂式，单或双极坐标式结构，机械手臂式，六轴联动式等。然而上述几种结构的共同点在于：只能使用一个喷嘴进行打印。要想提升打印速度，只能通过提升喷头相对平台的移动速度，及提高料的进料速度来达到。但这种速度的提升空间都是有极限的，例如驱动电机的功率，框架和导向机构，传动皮带，结构刚度等的限制。由于打印过程中需要不断快速变换移动方向和速度，所以此过程会产生很大的加速度，让框架抖
动，影响打印精度。这些方面限制了打印速度的进一步提升。目前，虽已有多喷嘴的3D打印机，但多个喷嘴只是为了让多种料在不停机的情况下重新换料进行交替打印，根本不能提升打印速度。如通过多个喷头的方式进行多喷嘴打印，多个喷头之间运动的干涉限制，使得对打印速度的提升效果大为折扣。且多喷头使得打印机的结构复杂，可靠性降低，成本上升。同时受到喷嘴结构和喷嘴中料的直径限制，多个喷嘴之间的间距很难做的距离很近。例如对于塑料丝料而言，太细会容易断，很难将丝料制作很细，然后直接并排在喷嘴中挤出。所以如果将喷嘴直接并联排布后进行同时打印的话，那么打印出来的丝线受丝料的直径限制，以及喷嘴结构的约束而使得挤出的料间距会很宽。又如打印食品(如巧克力)，胶类，混凝土类，电解液等，喷嘴的直径往往无法制作的很细，即使将喷嘴的间距制造的足够靠近，也往往不具有很好的可靠性，强度，耐用性等，更无法直接应用则不具有实用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多喷嘴3D打印喷头及打印方法及3D打印机，能够有效既提高打印速度，不仅有利于打印曲率半径较小的打印路径，还可减少喷嘴座转动的角度，提升多喷嘴快速跟随各种曲率打印路径的速度，以及降低喷嘴座驱动装置或打印平台转动的驱动装置的负荷，且更优的能够满足实际应用中的各种需求。本专利技术提供的技术方案如下：一种多喷嘴3D打印喷头，所述打印喷头上设有至少两个喷嘴，包括：喷头座；喷嘴座，其活动设置于所述喷头座上，且至少一个所述喷嘴设置在所述喷嘴座上；驱动装置，用于驱动所述喷嘴座进行运动，并带动所述喷嘴座上设置的所述喷嘴沿设定的打印路径运动。本技术方案中，通过喷嘴座与喷头座的活动连接，以及至少一个设置在喷嘴座上的喷嘴。进而在驱动装置的驱动下，实现喷嘴座的运动，目的是通过喷嘴座的运动，并带动喷嘴座上的喷嘴沿设定的打印路径运动，从而通过喷嘴实现三维打印。这样不仅能够通过至少两个喷嘴同时进行打印，进而可以有效既提高打印速度，更优的是在打印不同模型时，可以对打印的料轨迹间距根据不同情况需要做调整改变，满足实际应用中的各种需求。优选地，所述喷嘴座包括第一喷嘴座、第二喷嘴座和第三喷嘴座；所述第一喷嘴座上设有至少一个第一喷嘴，所述第二喷嘴座上设有至少一个第二喷嘴，所述第三喷嘴座上设有至少一个第三喷嘴；所述驱动装置包括第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置；所述第一喷嘴座与所述第一驱动装置连接，并被所述第一驱动装置驱动进行运动；所述第二喷嘴座与所述第二驱动装置连接，并被所述第二驱动装置驱动进行运动；所述第三喷嘴座与所述第三驱动装置连接，并被所述第三驱动装置驱动进行运动。本技术方案中将喷嘴座由三个喷嘴座构成，分别为第一喷嘴座、第二喷嘴座和第三喷嘴座，且每个喷嘴座上分别连接一驱动装置，目的是通过不同的驱动装置驱动不同喷嘴座的转动，进而实现对各喷嘴座上喷嘴的调整，使其各喷嘴处于打印路径的交叉点处，并进行同时打印，有效提高打印效率。优选地，所述第一喷嘴座、所述第二喷嘴座和所述第三喷嘴座均为套筒状结构；由内至外依次为所述第一喷嘴座、第二喷嘴座和第三喷嘴座；所述喷头座与所述第三喷嘴座滑动套设连接；所述第二喷嘴座与所述第三喷嘴座滑动套设连接；所述第一喷嘴座与所述第二喷嘴座滑动套设连接。将第一喷嘴座、第二喷嘴座和第三喷嘴座均设置为套筒状结构，同时将三个喷嘴座从内至外依次连接，且相互之间通过滑动套设的连接方式进
行连接，不仅简化安装程序，更优是可以使其结构紧凑，简化整个打印喷头的结构。优选地，所述第一喷嘴座、所述第二喷嘴座和所述第三喷嘴座沿同一中心轴线同心套设；所述第一驱动装置设置在所述喷头座上并与所述第一喷嘴座连接，用于驱动所述第一喷嘴座绕所述中心轴线转动；所述第二驱动装置设置在所述喷头座上并与所述第二喷嘴座连接，用于驱动所述第二喷嘴座绕所述中心轴线转动，使其所述第二喷嘴和所述中心轴线的连线与所述第一喷嘴和所述中心轴线的连线之间的夹角可变化；所述第三驱动装置设置在所述喷头座上并与所述第三喷嘴座连接，用于驱动所述第三喷嘴座绕所述中心轴线转动，使其所述第三喷嘴和所述中心轴线的连线与所述第二喷嘴和所述中心轴线的连线之间的夹角可变化。将各喷嘴座连接的驱动装置均设置在喷头座上，可以实现对各自连接的喷嘴座进行独立控制，从而使得不同喷嘴与中心轴线的连线之间形成的夹角，对其夹角的角度可做调整，进而满足各喷嘴均能处于打印路径的交叉处，有效地提高喷嘴的利用率。优选地，所述第一喷嘴座、所述第二喷嘴座和所述第三喷嘴座沿同一中心轴线同心套设；所述第三驱动装置设置在所述喷头座上，用于驱动所述第三喷嘴座相对所述喷头座进行转动，并通过设置在所述第三喷嘴座上的所述第二驱动装置，以及设置在所述第二喷嘴座上的所述第一驱动装置，带动所述第二喷嘴座和所述第一喷嘴座同时转动；所述第二喷嘴座在所述第二驱动装置的驱动下绕所述中心轴线转动，并通过设置在所述第二喷嘴座上的所述第一驱动装置带动所述第一喷嘴座同时转动，使其所述第二喷嘴和所述中心轴线的连线与所述第三喷嘴和所述中心轴线的连线之间的夹角可变化；所述第一喷嘴座在所述第一驱动装置的驱动下绕所述中心轴线转动，使其所述第二喷嘴和所述中心轴线的连线与所述第一喷嘴和所述中心轴
线的连线之间的夹角可变化。将第三驱动装置设置在喷头座上，以及设置在第三喷嘴座上的第二驱动装置和设置在第二喷嘴座上的第一驱动装置。可以通过第三驱动装置使其三个喷嘴座在实现关联转动的基础上，还可以进一步的通过各自连接的驱动装置对各喷嘴座进行驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多喷嘴3D打印喷头，所述打印喷头上设有至少两个喷嘴，其特征在于，包括：喷头座；喷嘴座，其活动设置于所述喷头座上，且至少一个所述喷嘴设置在所述喷嘴座上；驱动装置，用于驱动所述喷嘴座进行运动，并带动所述喷嘴座上设置的所述喷嘴沿设定的打印路径运动。

【技术特征摘要】
1.一种多喷嘴3D打印喷头，所述打印喷头上设有至少两个喷嘴，其特征在于，包括：喷头座；喷嘴座，其活动设置于所述喷头座上，且至少一个所述喷嘴设置在所述喷嘴座上；驱动装置，用于驱动所述喷嘴座进行运动，并带动所述喷嘴座上设置的所述喷嘴沿设定的打印路径运动。2.根据权利要求1所述的多喷嘴3D打印喷头，其特征在于：所述喷嘴座包括第一喷嘴座、第二喷嘴座和第三喷嘴座；所述第一喷嘴座上设有至少一个第一喷嘴，所述第二喷嘴座上设有至少一个第二喷嘴，所述第三喷嘴座上设有至少一个第三喷嘴；所述驱动装置包括第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置；所述第一喷嘴座与所述第一驱动装置连接，并被所述第一驱动装置驱动进行运动；所述第二喷嘴座与所述第二驱动装置连接，并被所述第二驱动装置驱动进行运动；所述第三喷嘴座与所述第三驱动装置连接，并被所述第三驱动装置驱动进行运动。3.根据权利要求2所述的多喷嘴3D打印喷头，其特征在于：所述第一喷嘴座、所述第二喷嘴座和所述第三喷嘴座均为套筒状结构；由内至外依次为所述第一喷嘴座、第二喷嘴座和第三喷嘴座；所述喷头座与所述第三喷嘴座滑动套设连接；所述第二喷嘴座与所述第三喷嘴座滑动套设连接；所述第一喷嘴座与所述第二喷嘴座滑动套设连接。4.根据权利要求3所述的多喷嘴3D打印喷头，其特征在于：所述第一喷嘴座、所述第二喷嘴座和所述第三喷嘴座沿同一中心轴线同心套设；所述第一驱动装置设置在所述喷头座上并与所述第一喷嘴座连接，用于驱动所述第一喷嘴座绕所述中心轴线转动；所述第二驱动装置设置在所述喷头座上并与所述第二喷嘴座连接，用于驱动所述第二喷嘴座绕所述中心轴线转动，使其所述第二喷嘴和所述中心轴线的连线与所述第一喷嘴和所述中心轴线的连线之间的夹角可变化；所述第三驱动装置设置在所述喷头座上并与所述第三喷嘴座连接，用于驱动所述第三喷嘴座绕所述中心轴线转动，使其所述第三喷嘴和所述中心轴线的连线与所述第二喷嘴和所述中心轴线的连线之间的夹角可变化。5.根据权利要求3所述的多喷嘴3D打印喷头，其特征在于：所述第一喷嘴座、所述第二喷嘴座和所述第三喷嘴座沿同一中心轴线同心套设；所述第三驱动装置设置在所述喷头座上，用于驱动所述第三喷嘴座相对所述喷头座进行转动，并通过设置在所述第三喷嘴座上的所述第二驱动装置，以及设置在所述第二喷嘴座上的所述第一驱动装置，带动所述第二喷嘴座和所述第一喷嘴座同时转动；所述第二喷嘴座在所述第二驱动装置的驱动下绕所述中心轴线转动，并通过设置在所述第二喷嘴座上的所述第一驱动装置带动所述第一喷嘴座同时转动，使其所述第二喷嘴和所述中心轴线的连线与所述第三喷嘴和所述中心轴线的连线之间的夹角可变化；所述第一喷嘴座在所述第一驱动装置的驱动下绕所述中心轴线转动，使其所述第二喷嘴和所述中心轴线的连线与所述第一喷嘴和所述中心轴线的连线之间的夹角可变化。6.根据权利要求2所述的多喷嘴3D打印喷头，其特征在于：所述第二喷嘴座和所述第三喷嘴座均活动设置在所述第一喷嘴座上，所述第一驱动装置设置在所述喷头座上并与所述第一喷嘴座连接，用于驱动所述第一喷嘴座、所述第二喷嘴座和所述第三喷嘴座同时转动。7.根据权利要求6所述的多喷嘴3D打印喷头，其特征在于：所述第二驱动装置与所述第二喷嘴座连接，用于驱动所述第二喷嘴座相对所述第一喷嘴座直线移动，使其所述第二喷嘴分别与所述第一喷嘴和所述第三喷嘴之间的连线形成的夹角和/或距离可变化；所述第三驱动装...

【专利技术属性】
技术研发人员：季鹏凯，
申请(专利权)人：季鹏凯，
类型：发明
国别省市：辽宁;21