一种用于熔融沉积制造3D打印机的染色系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种用于熔融沉积制造3D打印机的染色系统，包括主控制模块、稳压降压电源模块、驱动放大模块、显示模块、墨水泵组及混合染色喷头，所述主控制模块负责控制系统的各个部分的运行控制，稳压降压电源模块主要为系统提供稳定的直流电压，驱动放大模块将主控制器输出的脉冲控制信号放大至能够驱动墨水泵的电流水平，显示模块静安系统运行信息显示出来，墨水泵组将多种颜色的墨水从对应的墨水瓶中输送到混合染色喷头中，混合染色喷头将墨水混合并使其均匀扩散至熔融的物色透明的基料耗材中，使材料染色；本实用新型专利技术实现了更加多彩的彩色化的FDM 3D打印，降低了打印成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于熔融沉积制造3D打印机的染色系统
本专利技术涉及3D打印领域，具体涉及一种用于熔融沉积制造3D打印机的染色系统。
技术介绍
现在FDM(FusedDepositionModeling)工艺熔融沉积制造3D打印技术不断成熟，使用成本不断降低，但在该领域中实现彩色化的打印的改进依然有待继续地进行，彩色化的打印可以使3D打印在实现打印模型结构复现之外可以通过精确而丰富的颜色使其在作为实物演示模型等方面具有更好的视觉效果，是3D打印除走向大型化，快速化，材料多元化之外的又一重要方向。传统的FDM3D打印技术是难以改变打印模型的外观颜色的，需要结构打印完成后人工上色，而如果使用多种颜色的基料耗材熔融混合，则需要庞大而复杂的混合喷头，同时，基料耗材的颜色种类在打印过程中不能随意切换，且同时混合的种类非常有限，当前最多只同时混合5种颜色的基料，颜色变化范围比较狭窄，通过继续添加同时混合的数量以达到更丰富的色域，则混合熔融的打印喷头的体积将不受控制，且结构将非常复杂，难以实用。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于熔融沉积制造3D打印机的染色系统，本染色系统使用混合墨水对无色透明基料耗材进行染色，能最大限度发挥混色彩色化打印的颜色的丰富性，墨水混合后在高温的作用下与无色基料耗材混合能使喷出的材料颜色更加均匀，颜色变化更加流畅。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于熔融沉积制造3D打印机的染色系统，包括：主控制模块、稳压降压电源模块、驱动放大模块、显示模块、墨水泵组及混合染色喷头；所述主控制模块连接显示模块和驱动放大模块，负责控制系统的各个部分的运行控制，主要为与上位机进行通信，控制显示模块显示系统信息，控制墨水泵组的工作状态；所述驱动放大模块将主控制模块输出的脉冲控制信号放大至能够驱动墨水泵的电流水平；所述稳压降压电源模块连接驱动放大模块，主要为系统提供稳定的直流电压；所述显示模块主要将系统运行信息显示出来；所述墨水泵组连接驱动放大模块，主要将多种颜色的墨水从对应的墨水瓶中输送到混合染色喷头中；所述混合染色喷头连接墨水泵组，主要将墨水混合并使其均匀扩散至熔融的无色透明的基料耗材中，使材料染色。进一步的，所述混合染色喷头包括送料管接口、送料管、墨水导管、喉管、加热头固定位、喷嘴、加热块、散热片和喷头固定卡槽，所述送料管接口设置于送料管上端，所述墨水导管安装在送料管接口四周且连接到送料管，所述喷头固定卡槽安装在送料管接口下方，所述喷嘴安装在送料管下端，所述加热块设置于喷嘴上方，所述喉管安装在加热块上方，所述散热片安装在喉管上方，所述加热头固定位安装在加热块上。进一步的，所述主控制模块包括主控制器STC15W408AS和副控制器STC15F104W。进一步的，所述驱动放大模块包括74HC595串行转并行8位锁存器和L293D双H桥放大器。本专利技术提供的一种用于熔融沉积制造3D打印机的染色系统的有益效果在于：1)本专利技术与现在的使用多种不同颜色的基料耗材混合融化混色相比，可以实现更丰富的颜色变化，因为使用墨水染色，可以通过调节墨水的量实现颜色的深浅，但是混合融化混色的颜色色带狭窄，最深的颜色受限于基料耗材本身的颜色；2)颜色更加精确，使用精密的墨水泵，可以精确地控制墨水的配比量；3)颜色更加均匀，墨水和无色透明的耗材在高温的喷头中混合更加均匀；4)更换维护便利：本专利技术通过使用墨水染色，墨水储放在墨水瓶中，使用过程中无加压，更换维护便利，可在打印过程中添加墨水，而使用多种基料耗材混合熔融需要更换耗材时繁琐复杂；5)结构紧凑：本专利技术中改进的喷头在结构上比基料耗材混合所用得喷头简单且体积小，易于整合到打印机中，其他部分如墨水泵，控制器，墨水瓶等不会占用打印机的结构空间。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的驱动放大模块示意图；图3为本专利技术的主控制模块示意图；图4为本专利技术的工作流程图；图5为本专利技术的混合染色喷头结构示意图。图中：1、送料管接口；2、墨水导管；3、喉管；4、加热头固定位；5、喷嘴；6、加热块；7、散热片；8、喷头固定卡槽；9、送料管。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本专利技术的保护范围。实施例：一种用于熔融沉积制造3D打印机的染色系统。一种用于熔融沉积制造3D打印机的染色系统，包括：主控制模块、稳压降压电源模块、驱动放大模块、显示模块、墨水泵组及混合染色喷头；所述主控制模块连接显示模块和驱动放大模块，负责控制系统的各个部分的运行控制，主要为与上位机进行通信，控制显示模块显示系统信息，控制墨水泵组的工作状态；所述驱动放大模块将主控制模块输出的脉冲控制信号放大至能够驱动墨水泵的电流水平；所述稳压降压电源模块连接驱动放大模块，主要为系统提供稳定的直流电压；所述显示模块主要将系统运行信息显示出来；所述墨水泵组连接驱动放大模块，主要将多种颜色的墨水从对应的墨水瓶中输送到混合染色喷头中；所述混合染色喷头连接墨水泵组，主要将墨水混合并使其均匀扩散至熔融的无色透明的基料耗材中，使材料染色。当系统上电后开始工作，第一步等待上位机(打印机主控或PC)的查询，正确的查询码意味着即将需要染色系统开始工作。第二步，染色系统主控制器发出控制信号，经驱动放大模块放大后驱动墨水泵组装载墨水到导管中准备染色，显示屏同步显示系统工作状态(墨水长期不使用时，将回流至墨水瓶中，防止墨水干结)。第三步染色系统与打印机原有结构同步工作，打印机原有结构负责复现结构轮廓，染色系统负责将多种墨水精确地喷入到墨水混合染色喷头中对堆积用的细丝进行染色。第四步当颜色需要变化时，上位机发送对应的颜色代码到染色系统的主控中，染色系统主控制器调节墨水泵组中负责不同颜色的泵的速度进而调节墨水的混合比例。第五步，上位机无控制指令时，系统保持当前工作状态。第六步，染色结束时，上位机传输结束指令至染色系统主控，墨水停止注入，并从导管中回流至墨水瓶中。系统使用的墨水泵输出非常精密，使用脉冲电平控制，可达到0.1ML/s甚至以下的精度。且长期使用不会影响器精度性能。本专利技术染色系统使用混合墨水对无色透明基料耗材进行染色，能最大限度发挥混色彩色化打印的颜色的丰富性，墨水混合后在高温的作用下与无色基料耗材混合能使喷出的材料颜色更加均匀，颜色变化更加流畅。进一步的，所述混合染色喷头包括送料管接口1、送料管9、墨水导管2、喉管3、加热头固定位4、喷嘴5、加热块6、散热片7和喷头固定卡槽8，所述送料管接口1设置于送料管9上端，所述墨水导管2安装在送料管接口1四周且连接到送料管9，所述喷头固定卡槽8安装在送料管接口1下方，所述喷嘴5安装在送料管9下端，所述加热块6设置于喷嘴5上方，所述喉管3安装在加热块6上方，所述散热片7安装在喉管3上方，所述加热头固定位4安装在加热块6上，墨水泵组将各色的墨水注入混合染色喷头内，墨水沿着注色针到达喷头中耗材熔融的区域，与熔融的耗材相接触，熔融的耗材具有200摄氏度左右的温度，在此温度下，熔融的耗材的分子热运动剧烈，各色墨水可以迅速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于熔融沉积制造3D打印机的染色系统，其特征在于，包括：主控制模块、稳压降压电源模块、驱动放大模块、显示模块、墨水泵组及混合染色喷头；所述主控制模块连接显示模块和驱动放大模块，负责控制系统的各个部分的运行控制，主要为与上位机进行通信，控制显示模块显示系统信息，控制墨水泵组的工作状态；所述驱动放大模块将主控制模块输出的脉冲控制信号放大至能够驱动墨水泵的电流水平；所述稳压降压电源模块连接驱动放大模块，主要为系统提供稳定的直流电压；所述显示模块主要将系统运行信息显示出来；所述墨水泵组连接驱动放大模块，主要将多种颜色的墨水从对应的墨水瓶中输送到混合染色喷头中；所述混合染色喷头连接墨水泵组，主要将墨水混合并使其均匀扩散至熔融的无色透明的基料耗材中，使材料染色。

【技术特征摘要】
1.一种用于熔融沉积制造3D打印机的染色系统，其特征在于，包括：主控制模块、稳压降压电源模块、驱动放大模块、显示模块、墨水泵组及混合染色喷头；所述主控制模块连接显示模块和驱动放大模块，负责控制系统的各个部分的运行控制，主要为与上位机进行通信，控制显示模块显示系统信息，控制墨水泵组的工作状态；所述驱动放大模块将主控制模块输出的脉冲控制信号放大至能够驱动墨水泵的电流水平；所述稳压降压电源模块连接驱动放大模块，主要为系统提供稳定的直流电压；所述显示模块主要将系统运行信息显示出来；所述墨水泵组连接驱动放大模块，主要将多种颜色的墨水从对应的墨水瓶中输送到混合染色喷头中；所述混合染色喷头连接墨水泵组，主要将墨水混合并使其均匀扩散至熔融的无色透明的基料耗材中，使材料染色。2.如权利要求1所述的用于熔融沉积...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮萍，刘振华，
申请(专利权)人：广东药科大学，
类型：新型
国别省市：广东,44