用于3D打印模型后处理的自动喷墨上色系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种用于3D打印模型后处理的自动喷墨上色系统，用于3D打印模型后处理的自动喷墨上色系统包括：主体支架(1)、工作台单元(2)、压电喷墨单元(3)、X向移动导轨组件(4)、Z向移动导轨组件(5)和总控制器。优点为：具有结构简单、操作方便、上色速率快以及上色精确的优点，可有效保证3D打印模型的上色品质，提高用户的打印体验。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于3D打印
，具体涉及一种用于3D打印模型后处理的自动喷墨上色系统。
技术介绍
自3D打印技术问世以来，3D打印机便成为3D
的前瞻性产品，并逐步成为一项新型的主流加工技术。3D打印机作为一种高科技设备，综合应用了CAD技术、CAM技术、激光学、光化学及材料科学等诸多方面的科学与技术，它使得产品设计、工业设计、建筑设计及医疗用品设计等领域的研发者，能够快捷方便地获得三维实物模型，方便后期的设计，因此，3D打印机具有广阔的发展空间。基于FDM(熔丝沉积成型)的3D打印机，是一种不依靠激光作为成型能源、而将各种耗材(如工程塑料ABS、聚碳酸酯PC、PLA、尼龙、柔性材料等)加热熔化进而堆积成型方法，属于3D打印机中的一种重要设备。现有的基于FDM的3D打印机主要具有以下不足：(1)基于FDM的3D打印机一般只能打印单颜色材料。因此，当需要进行多色打印时，例如，当需要选择打印全彩色模型时，必须增加喷头数量，在打印过程中，需要人工遴选与模型颜色一致的原材料，在增加了人工劳动量、降低打印速率的同时，还具有模型成型表面精度不高，容易出现混色等品控问题，从而影响用户的打印体验。(2)现有的制备彩色模型的另一种方法为：在喷头旁加染料仓，在打印过程中，将色料通过染料仓输送到喷头处与熔融耗材融合，以形成新着色的熔融耗材，然后，耗材通过层层堆积最后形成有色模型。但是，由于现有的基于FDM的打印机模型通常采用支撑方式进行打印模型，模型打印完成后，需要一些后处理，比如去除支撑、打磨、抛光等，利用上述彩色模型打印方法时，容易使制备到的有色模型形成颜色不均匀、色彩混杂等情况，从而降低了打印品质。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本技术提供一种用于3D打印模型后处理的自动喷墨上色系统，可有效解决上述问题。本技术采用的技术方案如下：本技术提供一种用于3D打印模型后处理的自动喷墨上色系统，包括：主体支架(1)、工作台单元(2)、压电喷墨单元(3)、X向移动导轨组件(4)、Z向移动导轨组件(5)和总控制器；所述主体支架(1)包括相互垂直设置的水平支座(1.1)和立柱(1.2)；所述工作台单元(2)包括工作台(2.1)、驱动螺杆(2.2)、工作台底座(2.3)以及工作台伺服电机(2.4)；所述工作台底座(2.3)与所述水平支座(1.1)的一端一体成型设置；所述工作台(2.1)置于所述工作台底座(2.3)的上方；所述驱动螺杆(2.2)的底部与所述工作台底座(2.3)可转动连接，所述驱动螺杆(2.2)的顶部与所述工作台(2.1)固定连接；所述驱动螺杆(2.2)还通过传动件与所述工作台伺服电机(2.4)连接，所述工作台伺服电机(2.4)驱动所述驱动螺杆(2.2)转动，进而带动所述工作台(2.1)转动；所述Z向移动导轨组件(5)包括Z轴伺服电机(5.1)以及Z轴导轨(5.2)；所述Z轴导轨(5.2)固定于所述立柱(1.2)上；所述压电喷墨单元(3)安装于所述Z轴导轨(5.2)上，在所述Z轴伺服电机(5.1)的驱动下，所述压电喷墨单元(3)沿所述Z轴导轨(5.2)进行Z向的升降运动；所述X向移动导轨组件(4)包括X轴伺服电机(4.1)以及X轴导轨(4.2)；所述X轴导轨(4.2)固定于所述水平支座(1.1)上；所述立柱(1.2)的底端安装于所述X轴导轨(4.2)上，在所述X轴伺服电机(4.1)的驱动下，所述立柱(1.2)沿所述X轴导轨(4.2)进行X向的移动，进而带动所述压电喷墨单元(3)进行X向的移动；所述总控制器分别与所述压电喷墨单元(3)、所述工作台伺服电机(2.4)、所述Z轴伺服电机(5.1)以及所述X轴伺服电机(4.1)电连接。优选的，所述压电喷墨单元(3)包括墨水仓(3.1)、墨水输送管(3.2)以及喷头组件(3.3)；所述墨水仓(3.1)的内部安装有n个墨盒，n为自然数；所述墨水仓(3.1)的外部具有n个墨水输出口；每个所述墨水输出口均与对应的一个所述墨盒连通；所述喷头组件(3.3)包括外置喷头(3.3.1)以及集束喷头组件(3.3.2)；所述集束喷头组件(3.3.2)包括：集束喷头基座(3.3.2.1)，所述集束喷头基座(3.3.2.1)的内部形成有n个独立的墨水腔(3.3.2.2)；所述集束喷头基座(3.3.2.1)的底部具有与各个所述墨水腔(3.3.2.2)分别连通的喷头输出口，各个所述喷头输出口均与所述外置喷头(3.3.1)连通；在所述集束喷头基座(3.3.2.1)的顶部固定安装有压电陶瓷板(3.3.2.3)，所述压电陶瓷板(3.3.2.3)的表面固定有n个压电驱动单元(3.3.2.4)；每个所述压电驱动单元(3.3.2.4)的中心开设有喷头输入口(3.3.2.5)，每个所述喷头输入口(3.3.2.5)的一端通过独立的一个墨水输送管(3.2)与对应的一个所述墨水仓(3.1)的墨水输出口连通；每个所述喷头输入口(3.3.2.5)的另一端与对应的一个所述墨水腔(3.3.2.2)连通；各个所述压电驱动单元(3.3.2.4)均连接到所述总控制器。优选的，所述墨水腔(3.3.2.2)按从喷头输入口(3.3.2.5)到喷头输出口的方向，其直径逐渐变小，形成上粗下细结构。优选的，所述外置喷头(3.3.1)的直径在0.05-0.1mm之间。优选的，所述外置喷头(3.3.1)采用铝合金材质。优选的，所述喷头组件(3.3)为可拆卸结构。优选的，所述墨水仓(3.1)为可拆卸结构。优选的，所述墨水输送管(3.2)采用PU软管。优选的，所述主体支架(1)采用空腔结构，所述空腔用于穿过线缆；在所述主体支架(1)安装有计算机接口(6)和电源接口(7)；所述总控制器与所述计算机接口(6)连接；所述计算机接口(6)通过线缆分别与所述压电喷墨单元(3)、所述工作台伺服电机(2.4)、所述Z轴伺服电机(5.1)以及所述X轴伺服电机(4.1)连接；外部电源与所述电源接口(7)连接；所述电源接口(7)通过供电线缆分别与所述压电喷墨单元(3)、所述工作台伺服电机(2.4)、所述Z轴伺服电机(5.1)以及所述X轴伺服电机(4.1)连接。本技术提供的用于3D打印模型后处理的自动喷墨上色系统及上色方法具有以下优点：具有结构简单、操作方便、上色速率快以及上色精确的优点，可有效保证3D打印模型的上色品质，全面提高用户的打印体验。附图说明图1为本技术提供的用于3D打印模型后处理的自动喷墨上色系统的整体结构示意图；图2为本技术提供的用于3D打印模型后处理的自动喷墨上色系统的后侧示意图；图3为本技术提供的集束喷头组件的立体结构示意图；图4为本技术提供的集束喷头组件的侧视图；图5为图4沿A-A的剖视图；图6为本技术提供的集束喷头组件的俯视图；图7为图6沿B-B的剖视图。具体实施方式为了使本技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。针对现有技术中存在的彩色模型打印存在色彩混杂、操作繁琐等问题，本技术提供一种用于3D打印模型后处理的自动喷墨上色系统，具有结构简单、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于3D打印模型后处理的自动喷墨上色系统，其特征在于，包括：主体支架(1)、工作台单元(2)、压电喷墨单元(3)、X向移动导轨组件(4)、Z向移动导轨组件(5)和总控制器；所述主体支架(1)包括相互垂直设置的水平支座(1.1)和立柱(1.2)；所述工作台单元(2)包括工作台(2.1)、驱动螺杆(2.2)、工作台底座(2.3)以及工作台伺服电机(2.4)；所述工作台底座(2.3)与所述水平支座(1.1)的一端一体成型设置；所述工作台(2.1)置于所述工作台底座(2.3)的上方；所述驱动螺杆(2.2)的底部与所述工作台底座(2.3)可转动连接，所述驱动螺杆(2.2)的顶部与所述工作台(2.1)固定连接；所述驱动螺杆(2.2)还通过传动件与所述工作台伺服电机(2.4)连接，所述工作台伺服电机(2.4)驱动所述驱动螺杆(2.2)转动，进而带动所述工作台(2.1)转动；所述Z向移动导轨组件(5)包括Z轴伺服电机(5.1)以及Z轴导轨(5.2)；所述Z轴导轨(5.2)固定于所述立柱(1.2)上；所述压电喷墨单元(3)安装于所述Z轴导轨(5.2)上，在所述Z轴伺服电机(5.1)的驱动下，所述压电喷墨单元(3)沿所述Z轴导轨(5.2)进行Z向的升降运动；所述X向移动导轨组件(4)包括X轴伺服电机(4.1)以及X轴导轨(4.2)；所述X轴导轨(4.2)固定于所述水平支座(1.1)上；所述立柱(1.2)的底端安装于所述X轴导轨(4.2)上，在所述X轴伺服电机(4.1)的驱动下，所述立柱(1.2)沿所述X轴导轨(4.2)进行X向的移动，进而带动所述压电喷墨单元(3)进行X向的移动；所述总控制器分别与所述压电喷墨单元(3)、所述工作台伺服电机(2.4)、所述Z轴伺服电机(5.1)以及所述X轴伺服电机(4.1)电连接。...

【技术特征摘要】
1.一种用于3D打印模型后处理的自动喷墨上色系统，其特征在于，包括：主体支架(1)、工作台单元(2)、压电喷墨单元(3)、X向移动导轨组件(4)、Z向移动导轨组件(5)和总控制器；所述主体支架(1)包括相互垂直设置的水平支座(1.1)和立柱(1.2)；所述工作台单元(2)包括工作台(2.1)、驱动螺杆(2.2)、工作台底座(2.3)以及工作台伺服电机(2.4)；所述工作台底座(2.3)与所述水平支座(1.1)的一端一体成型设置；所述工作台(2.1)置于所述工作台底座(2.3)的上方；所述驱动螺杆(2.2)的底部与所述工作台底座(2.3)可转动连接，所述驱动螺杆(2.2)的顶部与所述工作台(2.1)固定连接；所述驱动螺杆(2.2)还通过传动件与所述工作台伺服电机(2.4)连接，所述工作台伺服电机(2.4)驱动所述驱动螺杆(2.2)转动，进而带动所述工作台(2.1)转动；所述Z向移动导轨组件(5)包括Z轴伺服电机(5.1)以及Z轴导轨(5.2)；所述Z轴导轨(5.2)固定于所述立柱(1.2)上；所述压电喷墨单元(3)安装于所述Z轴导轨(5.2)上，在所述Z轴伺服电机(5.1)的驱动下，所述压电喷墨单元(3)沿所述Z轴导轨(5.2)进行Z向的升降运动；所述X向移动导轨组件(4)包括X轴伺服电机(4.1)以及X轴导轨(4.2)；所述X轴导轨(4.2)固定于所述水平支座(1.1)上；所述立柱(1.2)的底端安装于所述X轴导轨(4.2)上，在所述X轴伺服电机(4.1)的驱动下，所述立柱(1.2)沿所述X轴导轨(4.2)进行X向的移动，进而带动所述压电喷墨单元(3)进行X向的移动；所述总控制器分别与所述压电喷墨单元(3)、所述工作台伺服电机(2.4)、所述Z轴伺服电机(5.1)以及所述X轴伺服电机(4.1)电连接。2.根据权利要求1所述的用于3D打印模型后处理的自动喷墨上色系统，其特征在于，所述压电喷墨单元(3)包括墨水仓(3.1)、墨水输送管(3.2)以及喷头组件(3.3)；所述墨水仓(3.1)的内部安装有n个墨盒，n为自然数；所述墨水仓(3.1)的外部具有n个墨水输出口；每个所述墨水输出口均与对应的一个所述墨盒连通；所述喷头组件(3.3)包括外置喷头(3.3.1)以及集束喷头组件(3.3.2)；所述集束喷头组件(3.3.2)包括：集束喷头基座(3.3.2.1)，所述集束喷头基座(3.3.2.1)的内部形成有n个独立的墨水腔(...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑新奇，张永虹，李佳阳，艾刚，刘乾，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11