三维打印成形设备及个性化鞋底打印系统和打印方法技术方案

本发明专利技术具体公开一种三维打印成形设备及个性化鞋底打印系统和打印方法，不需要开设鞋底模具，可减少生产成本，实现鞋底订制化服务。成形设备包括机架、挤出机构、承印载体及用于驱动承印载体和/或挤出机构做X向横移、Y向横移、Z向纵移、A向旋转和C向摆动运动的驱动装置，挤出机构以逐层熔融沉积方式在承印载体上结合打印成形出预设产品结构；打印系统包括控制系统、云端服务器、3D光学扫描仪及成形设备，控制系统以带楦帮体的外轮廓曲面为基准，对选取鞋底的初始3D模型的相应面进行修正，得到鞋底的修正3D模型及参数，根据鞋底的修正3D模型及参数，通过驱动装置按照路径由下往上逐层熔融沉积打印出与鞋帮相结合的鞋底结构。

Three dimensional printing forming equipment and personalized shoe sole printing system and printing method

The invention discloses a three-dimensional printing forming equipment, a personalized shoe sole printing system and a printing method, wherein the shoe sole mold is not required to be opened, the production cost can be reduced, and the sole customization service can be realized. The forming device comprises a frame, extruding mechanism, printing carrier and used to drive the printer and / or X to the extrusion mechanism moving, moving, Y to Z to A to the longitudinal shift, rotation and C to the swing movement of the driving device, extrusion mechanism to layer with fused deposition printing forming a preset product structure in printing carrier; printing system includes control system, cloud server, 3D optical scanner and forming device, the outer contour surface control system with shoe upper body as a benchmark, the corresponding correction surface for the initial 3D model selection of the sole of the sole, get modified 3D model and parameters based on the modified 3D model and parameters of the sole the driving device, follow the path from the bottom up layer by layer fused deposition print sole structure combined with the upper.

【技术实现步骤摘要】
三维打印成形设备及个性化鞋底打印系统和打印方法
本专利技术涉及鞋类制造
，特别是涉及一种三维打印成形设备及个性化鞋底打印系统和打印方法。
技术介绍
传统生产鞋底的工艺存在以下问题：1.鞋底的传统生产工艺是借助模具将原料定型成各种大小不同，款式不同的鞋底。针对不同款式，不同大小的鞋底需要开设不同的模具，导致生产成本增加，并且模具也需要定期更换。2.针对不同款式的鞋底需要开设不同的模具，而一幅模具的价格远远高于一双鞋子的较贵，厂家无法根据客户自选的鞋底款式专门为其开设一幅模具，导致鞋底无法进行私人定制。另外，3D打印技术是通过计算机输入进行切片处理过后的三维模型，控制机构处理接收的计算机信息，利用熔融沉积技术、激光烧结技术或者光固化技术逐层打印的方式来完成物体的制作。现在能够在市面上看见的食品3D打印机主要以两轴或三轴联动为主，而上述结构的食品3D打印机普遍存在打印效率低下的问题，在打印由单一材料构成的复杂三维结构时，还需要用到支撑材料作为辅助，或打印由多种材料构成的复合三维结构时，需要多次更换打印头才能实现打印，在降低打印效率的同时，还增加了打印成本。
技术实现思路
本专利技术提供一种三维打印成形设备及个性化鞋底打印系统和打印方法，其目的在于解决传统生产鞋底的工艺存在针对不同款式，不同大小的鞋底需要开设不同的模具，使得生产成本增加，并且导致客户无法对鞋底无法进行私人定制等的问题。本专利技术采用的技术解决方案是：三维打印成形设备，包括机架及设置在机架内的挤出机构、承印载体及用于驱动承印载体和/或挤出机构做X向横移、Y向横移、Z向纵移、A向旋转和C向摆动运动的驱动装置，所述挤出机构位于承印载体的上方，所述挤出机构以逐层熔融沉积方式在承印载体上结合打印成形出预设产品结构。优选地，所述挤出机构包括竖向设置的挤料筒、固设在挤料筒顶部的驱动马达以及内置在挤料筒内并与驱动马达的输出轴同轴连接的螺纹输送杆，所述挤料筒的上段设有与储料仓相接的进料口并在挤料筒末端连接有打印喷嘴，所述挤料筒内还设有与温控系统电连接的加热圈。优选地，所述挤出机构设有四组，四组所述挤出机构通过安装架连接在一起；所述安装架的底板上设有工作孔且其中心处上凸设置有导向柱，所述安装架的顶部设置有驱动电机及同轴连接在驱动电机的输出轴上的旋转法兰，四组所述挤出机构周向均匀地布设在旋转法兰上，各挤出机构顶部与旋转法兰之间分别连接有第一连杆和复位弹簧，各挤出机构与导向柱之间通过第二连杆相连接，所述第二连杆的一端设为滑动套设在挤料筒外的第一套环，所述第二连杆的另一端设为周向转动且轴向固定地套设在导向柱外的第二套环；所述安装架顶部还连接有气缸，所述气缸的活塞杆上设有用以驱动挤出机构上下移动的驱动端。优选地，所述挤出机构竖向设置在机架顶部，所述承印载体通过所述驱动装置设置在挤出机构下方的机架上并可沿X向横移、Y向横移、Z向纵移、A向旋转和C向摆动，所述驱动装置为六自由度并联平台或五轴机械臂。优选地，所述驱动装置包括第一驱动机构和第二驱动机构，所述挤出机构通过第一驱动机构设置在机架顶部并可沿X向平移和Z向纵移，所述承印载体通过第二驱动机构设置在机架底部并可沿Y向平移、A向旋转和C向摆动。优选地，该成形设备还包括助融系统，所述助融系统的作用点与挤出机构的打印点相交。优选地，所述承印载体设为1个带楦帮体或两个成双配对的带楦帮体，各所述带楦帮体的楦底面朝上设置且分别由驱动装置独立控制。本专利技术还提供一种个性化鞋底三维打印系统，包括控制系统、云端服务器、3D光学扫描仪及上述成形设备，所述云端服务器和3D光学扫描仪分别与控制系统的信号端通信连接，所述驱动装置和挤出机构分别与控制系统的控制端连接，其中所述云端服务器内建有含若干鞋底款式各码的数据库，所述3D光学扫描仪设置在挤出机构与带楦帮体所在的机架内部空间内。本专利技术还进一步提供一种基于个性化鞋底三维打印系统的鞋底打印方法，具体包括如下步骤：1）根据用户的足部尺寸数据选取适宜尺码的鞋楦，将成型好的相配套的鞋帮拉帮套入鞋楦构成带楦帮体，然后将该带楦帮体装载在所述驱动装置上；2）控制系统根据用户的足部尺寸数据及选取的鞋底款式调取存储于云端服务器的相应尺码的鞋底数据，处理生成鞋底的初始3D模型；3）控制系统通过3D光学扫描仪扫描获取带楦帮体的图像并处理得到带楦帮体的外轮廓曲面，控制系统以所述外轮廓曲面为基准，对步骤2）的初始3D模型的相应面进行修正，得到鞋底的修正3D模型及参数；4）控制系统对修正3D模型进行分层处理，确定打印坐标原点并进行路径规划；5）根据鞋底的修正3D模型及参数，由成形设备将相应物料从所述挤出机构挤出，通过驱动装置按照路径以五轴联动方式或并联六自由度运动方式带动带楦帮体和/或挤出机构动作，由下往上逐层熔融沉积打印出与鞋帮相结合的鞋底结构。优选地，在步骤5）过程中通过助融系统增强打印物料与鞋帮之间及打印物料层间的结合力度，所述助融系统的作用点与挤出机构的打印点相交。本专利技术的有益效果：本专利技术通过驱动装置驱使承印载体和/或挤出机构做X向横移、Y向横移、Z向纵移、A向旋转和C向摆动运动，实现以逐层熔融沉积方式在承印载体上结合打印成形出复杂、精密、性能良好的预设产品结构（比如鞋底），打印体与承印载体结合紧密牢固、结合位置准确，对承印载体的表面是否平面没有限制或要求，且无需支撑材料作为辅助，极大地降低了打印成本，提高打印效率。另外，本专利技术个性化鞋底不需要开设模具，可以减少厂家生产成本，实现鞋底订制化服务。附图说明图1为本专利技术结构简图。图2为本专利技术实施例一六自由度并联平台结构示意图。图3为本专利技术实施例二五轴机械臂结构示意图。图4为本专利技术实施例三驱动装置结构示意图（只示出其中一组A轴旋转机构和C轴摆动结构）。图5为本专利技术挤出机构与安装架结构示意图。图6为本专利技术四组挤出机构连接结构示意图。图7为图6中所示A的局部放大图。附图标记说明：1、机架；10、挤出机构；11、挤料筒；12、驱动马达；13、打印喷嘴；14、驱动电机；15、旋转法兰；16、气缸；100、安装架；101、工作孔；102、导向柱；103、第二连杆；104、复位弹簧；20、带楦帮体；31、六自由度并联平台；32、五轴机械臂；33、X轴平移机构；34、Y轴平移机构；35、Z轴纵移机构；36、A轴旋转机构；37、C轴摆动机构；331、X轴电机；332、安装座；341、Y轴电机；342、支撑板；351、Z轴电机；352、Z轴丝母壳；361、A轴电机；362、旋转平台；371、C轴电机；372、第一U型板；373、第二U型板；40、助融系统；50、3D光学扫描仪。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明：实施例一：如图1、2、5-7所示，本实施例提供一种三维打印成形设备，包括机架1及设置在机架1内的挤出机构10、承印载体和驱动装置。在本实施例中，所述驱动装置为六自由度并联平台31，所述承印载体优选为两个成双配对的带楦帮体20，所述带楦帮体20由鞋楦及适配拉帮套固在鞋楦上的成型鞋帮组成，各所述鞋楦倒置使得带楦帮体20的楦底面朝上设置并分别通过紧固件把带楦帮体20固装在六自由度并联平台31上且位于挤出机构10的下方，分别通过六自由度并联平台31独立控制相应的带楦帮体20并使之做本文档来自技高网...

【技术保护点】
三维打印成形设备，其特征在于，包括机架及设置在机架内的挤出机构、承印载体及用于驱动承印载体和/或挤出机构做X向横移、Y向横移、Z向纵移、A向旋转和C向摆动运动的驱动装置，所述挤出机构位于承印载体的上方，所述挤出机构以逐层熔融沉积方式在承印载体上结合打印成形出预设产品结构。

【技术特征摘要】
1.三维打印成形设备，其特征在于，包括机架及设置在机架内的挤出机构、承印载体及用于驱动承印载体和/或挤出机构做X向横移、Y向横移、Z向纵移、A向旋转和C向摆动运动的驱动装置，所述挤出机构位于承印载体的上方，所述挤出机构以逐层熔融沉积方式在承印载体上结合打印成形出预设产品结构。2.根据权利要求1所述的三维打印成形设备，其特征在于，所述挤出机构包括竖向设置的挤料筒、固设在挤料筒顶部的驱动马达以及内置在挤料筒内并与驱动马达的输出轴同轴连接的螺纹输送杆，所述挤料筒的上段设有与储料仓相接的进料口并在挤料筒末端连接有打印喷嘴，所述挤料筒内还设有与温控系统电连接的加热圈。3.根据权利要求2所述的三维打印成形设备，其特征在于，所述挤出机构设有四组，四组所述挤出机构通过安装架连接在一起；所述安装架的底板上设有工作孔且其中心处上凸设置有导向柱，所述安装架的顶部设置有驱动电机及同轴连接在驱动电机的输出轴上的旋转法兰，四组所述挤出机构周向均匀地布设在旋转法兰上，各挤出机构顶部与旋转法兰之间分别连接有第一连杆和复位弹簧，各挤出机构与导向柱之间通过第二连杆相连接，所述第二连杆的一端设为滑动套设在挤料筒外的第一套环，所述第二连杆的另一端设为周向转动且轴向固定地套设在导向柱外的第二套环；所述安装架顶部还连接有气缸，所述气缸的活塞杆上设有用以驱动挤出机构上下移动的驱动端。4.根据权利要求1所述的三维打印成形设备，其特征在于，所述挤出机构竖向设置在机架顶部，所述承印载体通过所述驱动装置设置在挤出机构下方的机架上并可沿X向横移、Y向横移、Z向纵移、A向旋转和C向摆动，所述驱动装置为六自由度并联平台或五轴机械臂。5.根据权利要求1所述的三维打印成形设备，其特征在于，所述驱动装置包括第一驱动机构和第二驱动机构，所述挤出机构通过第一驱动机构设置在机架顶部并可沿X向平移和Z向纵移，所述承印载体通过第二驱动机构设置在机架底部并可沿Y向平移、A向旋转和C向摆动。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖国栋，
申请(专利权)人：泉州玉环模具有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35