一种多喷头压紧式3D打印机及其打印方法技术

本发明专利技术公开了一种多喷头压紧式3D打印机，包括设置于真空室内的打印机架，打印机架上设置打印模块组，打印模块组包括多个打印模块、打印模块设置于承载打印物品的打印平台的上方，每个所述打印模块与所述打印平台的距离依次增加，打印模块和打印平台之间可相对运动；打印平台包括固定平台和移动平台，移动平台上下移动与固定平台之间形成打印腔，打印喷头在打印腔内进行打印。该打印机还通过设置刮板装置、压辊和激光装置，对单层打印层进行刮平和压紧处理，可以使打印物品的各物品层之间间距和粉末粒子之间的间隙得到压缩，使粉末粒子之间的结合更加紧密，本发明专利技术采用多个打印模块同时并行打印的手段，还大大提高了打印效率。

A multi nozzle pressed 3D printer and its printing method

The invention discloses a multi sprayer compression type 3D printer, which includes a printer frame set in a vacuum chamber. A printer module is set on the printer frame. The print module group includes a plurality of printing modules, and the printing module is set above the printing platform bearing the printed material. Each of the printing modules is separated from the printing platform. The printing platform includes a fixed platform and a mobile platform, and a printing chamber is formed between the mobile platform and the fixed platform, and the printing nozzle is printed in the printing chamber. By setting a scraper device, a press roll and a laser device, the printer is also leveling and compressing the single layer printing layer, which can compress the spacing between the items of the printed articles and the clearance between the powder particles, so that the combination of the powder particles is closer. Printing methods also greatly improve the printing efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种多喷头压紧式3D打印机及其打印方法
本专利技术涉及3D打印机领域，特别是涉及一种多喷头压紧式3D打印机及其打印方法。
技术介绍
现有技术中，金属模具、陶瓷用品、刀具、厨具等物品的制造采用传统砂模法等手段生产，效率很低，成本高。3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机通过读取文件中的横截面信息，用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来，再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。3D打印常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。一般的3D打印机均采用打印头逐层打印，首先通过计算机建模，生成三维模型切片和逐层的截面信息，打印机读取上述信息并用液体状、粉末状或片状的材料将这些截面信息逐层打印出来，各层截面间以各种方式粘合起来形成打印物品。然而，每层打印层之间的粘连度和粉末粒子之间的间隙会影响成型后打印物品表面的粗糙度和强度，粉末粒子之间的空隙过大会造成收缩变形甚至开裂等严重后果。CN201610583348.7公开了一种新型3D打印机，本专利技术公开了一种新型3D打印机，包括计算机、二氧化碳激光器和微处理器，计算机的右侧设置有微处理器，且计算机的下方设置有二氧化碳激光器，二氧化碳激光器的右端设置有激光发射管，激光发射管的右侧设置有扫描镜，扫描镜的下方设置有信号接收器，且信号接收器安装在滑板上，滑板的左右两端设置有滑槽，且滑板的下方设置有喷料头，喷料头的下方设置有热压辊，热压辊在打印时可以实现快速加热，使快速打印的材料迅速烘干，热压辊的下方设置有加工升降台，加工升降台的左右两侧设置有3D成像装置。该专利技术的3D打印机在打印过程中气压机可以通过伸缩杆对铸模托盘进行下降，方便供下一层堆叠上来，加快了打印速度。但是该专利技术没有解决减小打印物品中的粉末粒子之间的间隙问题，成型后的打印物品强度较低。CN201610017185.6公开了一种基于柱坐标式多喷头打印的3D打印机，该方案采用平面极坐标机构实现喷嘴的平面运动，搭配Z方向的运动，实现基于空间柱坐标的轨迹的打印运动，并且可通过调整极坐标平面打印机构的层数和极坐标平面打印机构内喷头的数目来调整喷头，实现多喷头打印。但是，上述技术方案均不适于打印粉状原材料的物品，无法解决层与层之间的结合问题，上述技术方案不适于打印以粉体材料为原来的金属模具、陶瓷用品、刀具、厨具等产品。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于克服上述现有技术的不足，提供一种多喷头压紧式3D打印机，该打印机设置的多个打印模块在打印腔内可同时工作打印不同的物品层，打印机通过设置刮板装置、压辊和激光装置，对打印腔内逐层打印的若干打印层进行刮平和压紧处理，同时激光装置对打印层的上表面进行激光熔融处理，使所述打印模块组在进行下一组打印层打印时与上一组打印层之间进行连接紧密。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种多喷头压紧式3D打印机，包括设置于真空室内的打印机架，所述打印机架上设置打印模块组，所述打印模块组包括多个打印模块、所述打印模块设置于承载打印物品的打印平台的上方，多个所述打印模块依次排列，每个所述打印模块与所述打印平台的距离依次增加，所述打印模块和所述打印平台之间可相对运动；其中，所述多个打印模块可同时工作，不同高度的打印模块分别打印对应的物品层，即在其中一个打印模块打印完成一个物品层的一部分时，相邻的打印模块接着在上述物品层的上表面打印下一个物品层；所述打印模块包括胶体喷头和给粉装置，所述胶体喷头喷射用于粘结粉体的胶滴，所述给粉装置将所述打印物品的原料粉体喷射到所述胶滴上，所述打印模块在所述打印平台上进行打印物品的逐层打印；所述打印机还包括打印平台机架，所述打印平台设置在所述打印平台机架上，所述打印平台包括固定平台和移动平台，所述移动平台紧邻所述固定平台设置，所述移动平台上下移动与所述固定平台之间形成打印腔，所述打印模块在所述打印腔内进行打印；所述打印平台机架上还安装压辊，所述压辊置于所述打印平台上，所述压辊沿所述打印模块运行的方向滚动，所述压辊对打印物品进行压紧处理；所述打印机架上设置刮板装置，所述刮板装置沿所述打印模块运行的方向设置于所述打印模块组的两侧，所述刮板装置将位于所述打印腔之外的打印物品刮除。优选的，所述打印机架上还设置抽吸装置，所述抽吸装置沿所述打印模块运行的方向设置在所述刮板装置的一侧，所述抽吸装置将刮除后的胶滴和粉体吸走，所述打印模块组沿其运行方向的两侧分别设置至少一个所述刮板装置和一个所述抽吸装置。优选的，各打印模块与所述打印平台的距离可调，和/或各打印模块之间的距离可调；相邻两个打印模块之间在垂直于所述打印平台的方向上的距离等于打印物品单个打印层的厚度，所述打印腔的高度与所述打印模块组打印的若干物品层叠加的高度相同。优选的，所述打印机架上还设置有激光装置，所述激光装置设置在所述打印模块组的两侧，所述激光装置对打印物品的表面进行激光熔融处理，使所述打印模块组在进行下一组打印层打印时与上一组打印层之间进行连接紧密。优选的，所述固定平台包括左固定平台和右固定平台，所述移动平台设置在所述左固定平台和所述右固定平台之间，所述移动平台和所述左固定平台、右固定平台之间形成所述打印腔，所述打印腔的高度随着所述移动平台的上下移动变化。优选的，所述固定平台的中间设置多边形通孔，所述移动平台的形状与所述通孔的形状相同，所述移动平台置于所述通孔内且紧贴所述通孔的内壁。优选的，所述固定平台和所述移动平台接触的位置设置有导向结构和高度检测仪，所述导向结构为导轨导槽结构，所述高度检测仪通过检测所述移动平台移动的距离来确定所述打印腔的高度。优选的，所述固定平台上设置限位结构，所述限位结构设置在所述固定平台的侧壁上，所述限位结构防止所述移动平台离开所述打印腔。优选的，所述移动平台为圆形，所述打印机架上设置中心支架，所述中心支架位于所述打印平台正上方，所述中心支架上连接打印机械臂、刮板机械臂和压辊机械臂，所述打印机械臂、刮板机械臂和压辊机械臂绕着所述中心支架与所述移动平台做相对旋转运动；所述打印模块组安装在所述打印机械臂上，所述刮板装置安装在所述刮板机械臂上，所述压辊机械臂上安装有压辊，所述打印模块、刮板装置和压辊与所述中心支架的距离相同，所述打印模块、刮板装置和压辊与所述中心支架之间的距离可以调节。本专利技术的目的之二在于提供一种上述3D打印机的打印方法，采取的技术方案如下：一种打印机的打印方法，所述打印方法包括以下步骤：(1)获取物品的打印数据信息并传输至控制器；所述控制器根据所述打印数据信息生成相应的打印指令；(2)所述打印指令驱动所述打印模块相对于所述打印平台进行往复式直线运动或旋转运动；或者，所述打印指令驱动所述打印平台相对于所述打印模块进行往复式直线运动或旋转运动；(3)在步骤(2)进行的同时，所述打印指令驱动所述打印模块同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多喷头压紧式3D打印机，包括设置于真空室内的打印机架，所述打印机架上设置打印模块组，所述打印模块组包括多个打印模块、所述打印模块设置于承载打印物品的打印平台的上方，多个所述打印模块依次排列，每个所述打印模块与所述打印平台的距离依次增加，所述打印模块和所述打印平台之间可相对运动；其特征在于，所述多个打印模块可同时工作，不同高度的打印模块分别打印对应的物品层，即在其中一个打印模块打印完成一个物品层的一部分时，相邻的打印模块接着在上述物品层的上表面打印下一个物品层；所述打印模块包括胶体喷头和给粉装置，所述胶体喷头喷射用于粘结粉体的胶滴，所述给粉装置将所述打印物品的原料粉体喷射到所述胶滴上，所述打印模块在所述打印平台上进行打印物品的逐层打印；所述打印机还包括打印平台机架，所述打印平台设置在所述打印平台机架上，所述打印平台包括固定平台和移动平台，所述移动平台紧邻所述固定平台设置，所述移动平台上下移动与所述固定平台之间形成打印腔，所述打印模块在所述打印腔内进行打印；所述打印平台机架上还安装压辊，所述压辊置于所述打印平台上，所述压辊沿所述打印模块运行的方向滚动，所述压辊对打印物品进行压紧处理；所述打印机架上设置刮板装置，所述刮板装置沿所述打印模块运行的方向设置于所述打印模块组的两侧，所述刮板装置将位于所述打印腔之外的打印物品刮除。...

【技术特征摘要】
1.一种多喷头压紧式3D打印机，包括设置于真空室内的打印机架，所述打印机架上设置打印模块组，所述打印模块组包括多个打印模块、所述打印模块设置于承载打印物品的打印平台的上方，多个所述打印模块依次排列，每个所述打印模块与所述打印平台的距离依次增加，所述打印模块和所述打印平台之间可相对运动；其特征在于，所述多个打印模块可同时工作，不同高度的打印模块分别打印对应的物品层，即在其中一个打印模块打印完成一个物品层的一部分时，相邻的打印模块接着在上述物品层的上表面打印下一个物品层；所述打印模块包括胶体喷头和给粉装置，所述胶体喷头喷射用于粘结粉体的胶滴，所述给粉装置将所述打印物品的原料粉体喷射到所述胶滴上，所述打印模块在所述打印平台上进行打印物品的逐层打印；所述打印机还包括打印平台机架，所述打印平台设置在所述打印平台机架上，所述打印平台包括固定平台和移动平台，所述移动平台紧邻所述固定平台设置，所述移动平台上下移动与所述固定平台之间形成打印腔，所述打印模块在所述打印腔内进行打印；所述打印平台机架上还安装压辊，所述压辊置于所述打印平台上，所述压辊沿所述打印模块运行的方向滚动，所述压辊对打印物品进行压紧处理；所述打印机架上设置刮板装置，所述刮板装置沿所述打印模块运行的方向设置于所述打印模块组的两侧，所述刮板装置将位于所述打印腔之外的打印物品刮除。2.一种根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述打印机架上还设置抽吸装置，所述抽吸装置沿所述打印模块运行的方向设置在所述刮板装置的一侧，所述抽吸装置将刮除后的胶滴和粉体吸走，所述打印模块组沿其运行方向的两侧分别设置至少一个所述刮板装置和一个所述抽吸装置。3.一种根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：各打印模块与所述打印平台的距离可调，和/或各打印模块之间的距离可调；相邻两个打印模块之间在垂直于所述打印平台的方向上的距离等于打印物品单个打印层的厚度，所述打印腔的高度与所述打印模块组打印的若干物品层叠加的高度相同。4.一种根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述打印机架上还设置有激光装置，所述激光装置设置在所述打印模块组的两侧，所述激光装置对打印物品的表面进行激光熔融处理，使所述打印模块组在进行下一组打印层打印时与上一组打印层之间进行连接紧密。5.一种根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述固定平台包括左固定平台和右固定平台，所述移动平台设置在所述左固定平台和所述右固定平台之间，所述移动平台和所述左固定平台、...

【专利技术属性】
技术研发人员：武桢，
申请(专利权)人：广东科达洁能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44