具有支撑材料打印头的三维打印机制造技术

本发明专利技术涉及一种具有支撑材料打印头的三维打印机，三维打印机包括打印头组件和打印平台，打印头组件可相对于打印平台沿三维方向独立地移动；控制器分别与打印头组件和打印平台电连接；打印头组件包括第一打印头和第二打印头，第一打印头装载有打印主体材料，第一打印头可相对打印平台沿三维方向独立地移动；第二打印头装载有打印支撑材料，第二打印头可相对打印平台沿三维方向独立地移动；支撑板组件具有连接在一起的移动机构和支撑板，移动机构带动支撑板相对于打印平台在三维方向上移动。在打印支撑部之前，先把支撑板移动至打印平台上方的第二高度，第二打印头把支撑材料沉积在支撑板上形成支撑部，这样可以缩短支撑部所需要打印的高度。

【技术实现步骤摘要】
具有支撑材料打印头的三维打印机
本专利技术涉及一种成型装置及成型方法，具体涉及一种具有支撑材料打印头的三维打印机及其成型方法。
技术介绍
三维打印，也称增材制造或者积层造型，是利用数字模型加工出物理对象的过程，在加工过程中，通过逐层填加材料而建造打印对象。三维快速成型的方法主要包括的类型为：立体平板印刷或光固化（Stereolithography，SLA)、分层实体制造（Laminatedobjectmanufacturing，LOM)、选择性激光熔化（SelectivelaserMelting，SLM)、熔融沉积成型（Fuseddepositionmodeling，FDM)。目前，市面上FDM类型的三维（3D）打印最为常见，这种类型的三维打印机的生产成本较低，且打印的操作较为便利，初学者容易掌握。其主要原理是将线状丝材如PLA（聚乳酸）等通过高温喷嘴熔融，然后利用后续线材的连续挤压，将熔融状的材料通过喷嘴出口挤出，然后熔融状材料层层堆积产生三维物体，例如在申请号为CN201410827191.9、CN201510054483.8和CN201510313735.4的中国专利技术专利申请文件中记载了FDM类型的三维打印机及其工作原理。然而，现有的三维打印机在打印悬空物体时存在很多问题，甚至无法打印悬空物体。例如，如图1所示，是现有的一种具有悬空部的三维物体，该三维物体包括主体部10和悬空部11，悬空部11由于下底面没有其它支撑，受限于重力因素，因此在三维打印中就无法或很难实现悬空部11的成型。当需要用三维打印机打印这种具有悬空部11的三维物体时，如图2所示，三维打印机一般首先打印出主体部10，然后，打印出支撑部12，这样才可以继续在支撑部12上打印出悬空部11。然而，这种打印方式需要消耗过多的支撑材料，不仅造成资源的浪费，并且会延长打印工作时间，降低三维打印机的工作效率。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种解决在打印支撑材料时可以提高工作效率并节省支撑材料的三维打印机。为了完成上述目的，本专利技术提供了一种具有支撑材料打印头的三维打印机，三维打印机包括打印头组件和打印平台，打印头组件可相对于打印平台沿三维方向独立地移动；控制器分别与打印头组件和打印平台电连接；打印头组件包括第一打印头和第二打印头，第一打印头装载有打印主体材料，第一打印头可相对打印平台沿三维方向独立地移动；第二打印头装载有打印支撑材料，第二打印头可相对打印平台沿三维方向独立地移动；支撑板组件具有连接在一起的移动机构和支撑板，移动机构带动支撑板相对于打印平台在三维方向上移动。由上述方案可见，在打印支撑部之前，先把支撑板移动至打印平台上方的第二高度，第二打印头把支撑材料沉积在支撑板上形成支撑部，这样可以缩短支撑部所需要打印的高度。定义悬空部至打印平台的高度为第一高度，传统三维打印机则需要打印出第一高度的支撑部后才可以打印悬空部。相比而言，本专利技术的支撑部需要打印的高度则是第一高度与第二高度的差值，也就是说，本专利技术节约了第二高度的支撑部的打印。因此，本专利技术的支撑部需要打印的高度减少，这样不仅节省材料，而且可以提高打印效率。一个优选的方案是，打印头组件包括第三打印头，第三打印头内装载有粘结剂。一个优选的方案是，支撑板的边缘部为柔性边缘部，柔性边缘部设置有距离传感器，距离传感器与控制器电性连接。本专利技术提供的具有支撑材料打印头的三维打印机的成型方法，三维打印机包括打印头组件和打印平台；打印头组件可相对于打印平台沿三维方向独立地移动；控制器分别与打印头组件和打印平台电连接；打印头组件包括第一打印头和第二打印头：第一打印头装载有打印主体材料，第一打印头可相对打印平台沿三维方向独立地移动；第二打印头装载有打印支撑材料，第二打印头可相对打印平台沿三维方向独立地移动；支撑板组件具有连接在一起的移动机构和支撑板，移动机构带动支撑板相对于打印平台在三维方向上移动，控制器与移动机构电连接；该成型方法包括下面的步骤：首先，执行准备步骤，启动三维打印机的开关，对打印头组件和打印平台的位置进行校准，控制器获得三维物体的各层数据信息，三维物体具有主体部、悬空部和支撑部，悬空部分别与支撑部和主体部连接；然后，执行主体部打印步骤，第一打印头把打印主体材料逐层沉积在打印平台上至打印平台上的第一高度；接着，执行移动支撑板步骤，控制器发出指令预备打印悬空部，移动机构带动支撑板至打印平台上方的第二高度，支撑板的边缘部的一部分移动并触碰至主体部，第二高度在第一高度的下方；接着，执行支撑部打印步骤，第二打印头在支撑板上逐层打印形成支撑部；最后，执行悬空部打印步骤，第一打印头在支撑部上逐层打印形成悬空部。一个优选的方案是，支撑部的密度低于主体部的密度，主体部的密度与悬空部相同；打印头组件包括第三打印头，第三打印头内装载有粘结剂，在执行支撑部打印步骤之前，第三打印头在支撑板上涂抹一层粘结剂，支撑部的第一层覆盖在支撑板上的粘结剂上。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是现有的一种三维物体的截面示意图。图2是现有的一种通过三维打印机打印并具有支撑部的三维物体。图3是本专利技术的具有支撑材料打印头的三维打印机实施例的示意图。图4是本专利技术的具有支撑材料打印头的三维打印机实施例的打印平台上具有主体部时的打印状态示意图；图5是本专利技术的具有支撑材料打印头的三维打印机实施例预备打印支撑材料时的打印状态示意图；图6是本专利技术的具有支撑材料打印头的三维打印机实施例打印支撑部和悬空部的打印状态示意图。图7是本专利技术的三维打印机另一实施例的示意图。图8是本专利技术的三维打印机另一实施例的示意图。图9是本专利技术的三维打印机另一实施例的示意图。图10是本专利技术的三维打印机第五实施例的结构示意图。图11是本专利技术的三维打印机第五实施例的打印头、第一供应单元、第二供应单元的结构示意图。图12是本专利技术的三维打印机第五实施例的打印头的结构示意图。图13是本专利技术的三维打印机第五实施例的存储模块内预备打印的理论三维物体的结构示意图。图14是本专利技术的三维打印机第五实施例的存储模块内预备打印的理论三维物体的中间部分的结构示意图。图15是本专利技术的三维打印机第八实施例的结构示意图；图16是本专利技术的三维打印机第八实施例的部分组件之间的连接示意图。具体实施方式第一实施例：如图3所示，为本实施例提供的具有支撑材料打印头的三维打印机，该三维打印机包括打印头组件和打印平台20。打印头组件可相对于打印平台20沿三维方向独立地移动。控制器30分别与打印头组件和打印平台20直接或间接地电连接，控制器可以是一个单片机或芯片处理器或电脑或PLC（可编程逻辑控制器）程序。打印头组件包括第一打印头41、第二打印头42和第三打印头43。第一打印头41装载有打印主体材料，第一打印头41可相对打印平台20沿三维方向独立地移动。第二打印头42装载有打印支撑材料，第二打印头42可相对打印平台20沿三维方向独立地移动。第一打印头41和第二打印头42可以采取线状丝料熔融沉积的方式进行打印，丝状材料的传动、熔融挤出成型的过程采用现有的三维打印机的打印头。例如，第一打印头41和第二打印头42可以采用美国MakerBot公司的具有PLA、ABS等丝料传送、熔融、打印功能本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有支撑材料打印头的三维打印机，包括：打印头组件；打印平台，所述打印头组件可相对于所述打印平台沿三维方向独立地移动；控制器，分别与所述打印头组件和所述打印平台电连接；其特征在于，所述打印头组件包括：第一打印头，装载有打印主体材料，所述第一打印头可相对所述打印平台沿三维方向独立地移动；第二打印头，装载有打印支撑材料，所述第二打印头可相对所述打印平台沿三维方向独立地移动；支撑板组件，具有连接在一起的移动机构和支撑板，所述移动机构带动所述支撑板相对于所述打印平台在三维方向上移动。

【技术特征摘要】
1.具有支撑材料打印头的三维打印机，包括：打印头组件；打印平台，所述打印头组件可相对于所述打印平台沿三维方向独立地移动；控制器，分别与所述打印头组件和所述打印平台电连接；其特征在于，所述打印头组件包括：第一打印头，装载有打印主体材料，所述第一打印头可相对所述打印平台沿三维方向独立地移动；第二打印头，装载有打印支撑材料，所述第二打印头可相对所述打印平台沿三维方向独立地移动；支撑板组件，具有连接在一起的移动机构和支撑板，所述移动机构带动所述支撑板相对于所述打印平台在三维方向上移动。2.根据权利要求1所述的具有支撑材料打印头的三维打印机，其特征在于，所述打印头组件还包括第三打印头，所述第三打印头内装载有粘结剂。3.根据权利要求1或2所述的具有支撑材料打印头的三维打印机，其特征在于，所述支撑板的边缘部为柔性边缘部，所述柔性边缘部设置有距离传感器，所述距离传感器与所述控制器电性连接。4.具有支撑材料打印头的三维打印机的成型方法，其特征在于，所述三维打印机包括：打印头组件；打印平台，所述打印头组件可相对于所述打印平台沿三维方向独立地移动；控制器，分别与所述打印头组件和所述打印平台电连接；其特征在于，所述打印头组件包括：第一打印头，装载有打印主体材料，所述第一打印头可相对所述打印平台沿三维方向独立地移动；第二打印头，装载有打印支撑材料，所述第二打印头可相对所述打印平台沿三维方向独立地移动；支撑板组件，具有连接在一起的移动机构和支撑板，所述移动机构带动所述支撑板相对于所述打印平台在三维方向上移动，所述控制器与所述移动机构电连接；该成型方法包括下面的步骤：首先，执行准备步骤，启动所述三维打印机的开关，对所述打...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭鑫，
申请(专利权)人：荆门米丰信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42