空间打印装置及打印方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种空间打印装置及打印方法。一种空间打印装置，空间打印装置包括打印喷头、第一支撑件和驱动模块；打印喷头能够沿打印轨迹移动形成打印曲线；第一支撑件用于支撑打印曲线；驱动模块用于驱动第一支撑件沿打印曲线移动，使得打印过程中打印喷头与第一支撑件在打印曲线上的距离保持不变。第一支撑件能够对刚从打印喷头挤出的打印曲线进行实时支撑，从而防止支撑点和打印点之间的打印曲线坍塌，并且打印喷头移动过程中不需要等打印点完全固化再移动打印下一个点，因此既可以通过提高打印喷头的移动线速度和挤出速度提高打印效率，又能防止打印曲线结构坍塌而影响打印质量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
空间打印装置及打印方法


[0001]本专利技术涉及3D打印
，特别是涉及空间打印装置及打印方法。

技术介绍

[0002]增材制造(即3D打印)，是一种基于离散堆积原理的先进制造技术。具体表现为先将三维产品模型沿Z向切层，通过3D打印设备将不同初始形态(如液态、粉末态、固态等)的材料固化为特定形状的层片，再将这些层片“自下而上”堆叠形成三维产品，融合了三维模型设计、材料加工成形、机械、自动控制等多学科领域。3D打印技术不受产品几何形状和结构的约束，可以实现复杂结构的快速制作，因此被广泛应用于模具制造、生活用品、航空航天和生物医疗等领域。
[0003]材料的性能决定着3D打印技术，不同的材料适用于不同的3D打印工艺方法。目前3D打印工艺方法主要包括选区激光熔化(Selective Laser Melting，SLM)、激光立体成形(Laser Solid Forming，LSF)、电弧增材制造(Wire and Arc Additive Manufacture，WAAM)、电子束熔化成形技术(Electron Beam Melting，EBM)、叠层实体制造(Laminated Object Manufacturing，LOM)、熔融沉积成形(Fused Deposition Modeling，FDM)、立体光固化(Stereolithography，SLA)等。
[0004]然而层片堆叠形成三维产品的打印方法，要求每个打印层片位于同一个平面内。对于一些复杂的空间曲线及空间曲面，层片堆叠的方式不仅需要大量的支撑结构，造成材料浪费，打印效率低下，而且打印产品的结构和力学性能在水平方向(打印层片所在平面)和竖直方向(打印层片堆叠方向)上具有明显差距，严重影响打印产品的质量。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对空间曲线打印效率低的问题，提供一种空间打印装置及打印方法。
[0006]一种空间打印装置，所述空间打印装置包括：
[0007]打印喷头，所述打印喷头能够沿打印轨迹移动形成打印曲线；
[0008]第一支撑件，所述第一支撑件用于支撑所述打印曲线；
[0009]驱动模块，所述驱动模块用于驱动所述第一支撑件沿所述打印曲线移动，使得打印过程中所述打印喷头与所述第一支撑件在所述打印曲线上的距离保持不变。
[0010]上述的空间打印装置，打印喷头用于挤出熔融材料，沿打印轨迹移动打印喷头就能得到熔融材料固化形成的打印曲线，第一支撑件用于支撑打印曲线，驱动模块用于驱动第一支撑件沿打印曲线移动。在使用过程中，驱动模块能够驱动第一支撑件与打印喷头同步运动，从而使得第一支撑件与打印喷头在打印曲线的距离不变，即第一支撑件能够对刚从打印喷头挤出的打印曲线进行实时支撑，从而防止支撑点和打印点之间的打印曲线坍塌，并且打印喷头移动过程中不需要等打印点完全固化再移动打印下一个点，因此既可以通过提高打印喷头的移动线速度和挤出速度提高打印效率，又能防止打印曲线结构坍塌而
影响打印质量。
[0011]对于一些部分悬空，无法与上一层片完全连接的层片，该空间打印装置不需要针对悬空部分，额外定制支撑结构，节省了产品耗费的材料，缩短了产品生产的时间。对于一些空间曲线、空间曲面等产品，该空间打印装置提供了一种新的打印方法，有别于传统逐层堆叠的打印方法，打印喷头可以在竖直方向延伸打印一条完整的空间曲线，避免支撑材料的浪费，提高产品的打印效率，同时保证产品的结构力学性能。
[0012]在其中一个实施例中，所述空间打印装置还包括第一多轴机械臂，所述第一多轴机械臂与所述打印喷头连接，所述第一多轴机械臂用于驱动所述打印喷头沿所述打印轨迹移动；
[0013]和/或，所述驱动模块包括第二多轴机械臂，所述第二多轴机械臂的一端与所述打印喷头连接，所述第二多轴机械臂的另一端与所述第一支撑件连接，所述第二多轴机械臂用于驱动所述第一支撑件沿所述打印曲线移动。
[0014]在其中一个实施例中，所述空间打印装置还包括运动组件，所述运动组件与所述第一多轴机械臂连接，所述运动组件能够带动所述第一多轴机械臂相对于打印台平行移动；
[0015]和/或，所述空间打印装置还包括固定框架，所述第一多轴机械臂的一端与所述固定框架连接，所述第一多轴机械臂的另一端与所述打印喷头连接。
[0016]在其中一个实施例中，所述空间打印装置还包括夹持件和第二支撑件，所述夹持件与所述打印喷头连接，所述夹持件能够夹持所述第二支撑件，所述第二支撑件用于支撑所述打印曲线。
[0017]在其中一个实施例中，所示第二支撑件为支撑杆，所述夹持件上设有夹持孔，所述夹持孔的侧壁内设有吸附件，所述第二支撑件能够插入所述夹持孔中且与所述吸附件相吸。
[0018]在其中一个实施例中，所述第二支撑件内设有电机，所述电机用于驱动所述第二支撑件沿其轴向伸缩。
[0019]在其中一个实施例中，所述夹持孔的侧壁内设有位移传感器，所述位移传感器设置在所述吸附件的上方，所述位移传感器用于检测支撑杆上面向所述位移传感器的端面与所述位移传感器的距离；
[0020]所述空间打印装置还包括控制模块，所述位移传感器与所述控制模块电连接，所述吸附件为电磁铁，所述第二支撑件为磁性金属杆，所述电机、所述电磁体均与所述控制模块电连接，所述控制模块根据所述位移传感器检测的距离来控制所述电机和所述电磁铁的开关。
[0021]在其中一个实施例中，所述空间打印装置还包括存储仓，所述存储仓内设有多个供电支座和多个所述第二支撑件，所述第二支撑件与所述供电支座一一对应，所述第二支撑件放置在所述供电支座上，所述供电支座与所述电机电连接，所述供电支座为所述电机提供电能。
[0022]在其中一个实施例中，所述第一支撑件上设有相对设置的第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部和所述第二夹持部分别用于与所述打印曲线上相对的两侧抵接，所述第一夹持部和所述第二夹持部能够沿其相对设置的方向相互靠近或远离；
[0023]所述第一夹持部和所述第二夹持部上均设有滚轮，两个所述滚轮分别用于与所述打印曲线上相对的两侧抵接。
[0024]一种空间打印方法，使用所述的空间打印装置，包括如下步骤：
[0025]获取打印轨迹，所述打印轨迹根据打印产品形状设定；
[0026]根据熔融材料的冷却速度设置第一支撑件与打印喷头在打印曲线上的距离L；
[0027]沿所述打印轨迹移动所述打印喷头形成打印曲线；
[0028]沿所述打印曲线移动所述第一支撑件，使得所述第一支撑件在所述打印曲线的移动线速度V1与所述打印喷头沿所述打印轨迹的移动线速度V2相等。
[0029]上述的空间打印方法，使用了上述空间打印装置，打印喷头用于挤出熔融材料，沿打印轨迹移动打印喷头就能得到熔融材料固化形成的打印曲线，第一支撑件用于支撑打印曲线，驱动模块用于驱动第一支撑件沿打印曲线移动。在打印过程中，先根据打印产品形状设置打印轨迹，然后设置打印喷头沿打印轨迹的移本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间打印装置，其特征在于，所述空间打印装置包括：打印喷头，所述打印喷头能够沿打印轨迹移动形成打印曲线；第一支撑件，所述第一支撑件用于支撑所述打印曲线；驱动模块，所述驱动模块用于驱动所述第一支撑件沿所述打印曲线移动，使得打印过程中所述打印喷头与所述第一支撑件在所述打印曲线上的距离保持不变。2.根据权利要求1所述的空间打印装置，其特征在于，所述空间打印装置还包括第一多轴机械臂，所述第一多轴机械臂与所述打印喷头连接，所述第一多轴机械臂用于驱动所述打印喷头沿所述打印轨迹移动；和/或，所述驱动模块包括第二多轴机械臂，所述第二多轴机械臂的一端与所述打印喷头连接，所述第二多轴机械臂的另一端与所述第一支撑件连接，所述第二多轴机械臂用于驱动所述第一支撑件沿所述打印曲线移动。3.根据权利要求2所述的空间打印装置，其特征在于，所述空间打印装置还包括运动组件，所述运动组件与所述第一多轴机械臂连接，所述运动组件能够带动所述第一多轴机械臂相对于打印台平行移动；和/或，所述空间打印装置还包括固定框架，所述第一多轴机械臂的一端与所述固定框架连接，所述第一多轴机械臂的另一端与所述打印喷头连接。4.根据权利要求1所述的空间打印装置，其特征在于，所述空间打印装置还包括夹持件和第二支撑件，所述夹持件与所述打印喷头连接，所述夹持件能够夹持所述第二支撑件，所述第二支撑件用于支撑所述打印曲线。5.根据权利要求4所述的空间打印装置，其特征在于，所示第二支撑件为支撑杆，所述夹持件上设有夹持孔，所述夹持孔的侧壁内设有吸附件，所述第二支撑件能够插入所述夹持孔中且与所述吸附件相吸。6.根据权利要求5所述的空间打印装置，其特征在于，所述第二支撑件内设有电机，所述电机用于驱动所述第二支撑件沿其轴向伸缩。7.根据权利要求6所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞伟，俞红祥，黄少俯，
申请(专利权)人：杭州正向增材制造技术有限公司，
类型：发明
国别省市：