3D打印装置制造方法及图纸

本申请提供了一种3D打印装置。该装置包括：物料挤出部，包括物料容腔以及与物料容腔连通的挤出口，物料容腔用于容纳熔融态的物料，挤出口用于将熔融态的物料挤出至当前打印层；开关组件，与挤出口耦合，开关组件用于对挤出口所在的区域进行通断控制，以形成宽度连续可调的多个子挤出口。通过这样的设置可以使熔融态的物料通过多个子挤出口一次性的对包括多个分区的当前打印层进行填充打印，从而在保证打印精度的同时可以进一步的提高打印效率。证打印精度的同时可以进一步的提高打印效率。证打印精度的同时可以进一步的提高打印效率。

【技术实现步骤摘要】
3D打印装置


[0001]本申请涉及3D打印领域，具体涉及一种3D打印装置。

技术介绍

[0002]基于材料挤出的3D打印技术，如熔融沉积成型(fused deposition modeling，FDM)技术，作为一种常用的3D打印技术，通常需要将物料加热至熔融态(或半流动态)，并将融融态的物料从3D打印装置的挤出口挤出到成型台上，以使物料在成型台上逐层沉积并凝固在一起形成3D打印件。
[0003]传统的基于材料挤出的3D打印技术中，3D打印装置中通常设置有口径固定的挤出口，这类打印装置无法兼顾打印精度和打印效率。虽然在相关技术对该类打印装置做出了一些改进，使得其能兼顾打印效率和打印精度，但是改进后的3D打印装置的打印效率仍然存在进一步的提升空间。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种3D打印装置，以在保证打印精度的同时进一步的提高打印效率。
[0005]第一方面，提供一种3D打印装置，包括：物料挤出部，包括物料容腔以及与所述物料容腔连通的挤出口，所述物料容腔用于容纳熔融态的物料，所述挤出口用于将所述熔融态的物料挤出至当前打印层；开关组件，与所述挤出口耦合，所述开关组件用于对所述挤出口所在的区域进行通断控制，以形成宽度连续可调的多个子挤出口，所述多个子挤出口用于同时对所述当前打印层中的多个分区进行打印，且在利用所述多个子挤出口对所述多个分区进行打印的过程中，所述多个子挤出口中的每个子挤出口的宽度随所述每个子挤出口对应的分区的轮廓线的变化而变化，从而将所述熔融态的物料一次性填充至所述每个子挤出口对应的分区中。
[0006]第二方面，提供一种3D打印装置，包括：物料挤出部，包括物料容腔以及挤出口，所述物料容腔用于容纳熔融态的物料，所述挤出口包括与所述物料容腔连通的多个孔道，所述多个孔道用于将所述熔融态的物料挤出至当前打印层，且所述多个孔道中的相邻孔道挤出的物料在所述当前打印层相互融合在一起；开关组件，与所述多个孔道耦合，所述开关组件用于对所述多个孔道进行通断控制，以形成宽度连续可调的多个子挤出口。
[0007]本申请实施例所提供的3D打印装置中设置有与挤出口耦合的开关组件，该开关组件可以对挤出口所在的区域进行通断控制以形成宽度连续可调的多个子挤出口。通过这样的设置可以使熔融态的物料通过多个子挤出口一次性的对包括多个分区的当前打印层的进行填充打印，从而在保证打印精度的同时可以进一步的提高打印效率。
附图说明
[0008]图1为本申请实施例中的打印层的结构示意图。
[0009]图2为本申请实施例提供的一种3D打印装置的结构示意图。
[0010]图3为图2中的3D打印装置在另一种打印状态时的结构示意图。
[0011]图4为本申请实施例提供的另一种3D打印装置的结构示意图。
[0012]图5为图4中的3D打印装置在另一种打印状态时的结构示意图。
[0013]图6为本申请实施例提供的3D打印装置在对图1中的打印层进行打印时的结构示意图。
[0014]图7为本申请实施例提供的3D打印装置的俯视结构示意图。
[0015]图8为本申请实施例提供的另一3D打印装置的俯视结构示意图。
[0016]图9为本申请实施例提供的一种3D打印装置中的开关组件的结构示意图。
[0017]图10为本申请实施例提供的另一种3D打印装置中的开关组件的结构示意图。
[0018]图11为本申请实施例提供的又一种3D打印装置中的开关组件的结构示意图。
[0019]图12为本申请实施例提供的又一种3D打印装置的结构示意图。
[0020]图13为本申请实施例提供的又一种3D打印装置中的开关组件的结构示意图。
具体实施方式
[0021]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。应理解，在附图中使用相同或相似的附图标记来表示相同或相似的构件。
[0022]基于材料挤出的3D打印技术(如FDM技术)中，3D打印装置可以适应的打印材料的种类非常宽，且其所打印的打印件的尺寸范围也可以具有很大的跨度，因此被广泛的应用于3D打印领域中。该类3D打印装置需要将熔融态的物料通过其挤出口(或称出料口)挤出至成型台上，以使熔融态物料在成型台上逐层沉积并凝固而形成3D打印件，因此，该3D打印装置通常需要对3D打印件进行分层打印。
[0023]一般而言，在使用3D打印装置进行每一层的打印时，相当于对每一层的填充区域进行填充。由于传统的3D打印装置通常设置有口径固定的挤出口，在使用该打印装置对多个分层中的其中一层进行打印时，通常需要将该层的填充区域划分为紧密排布的多个道次(其每个道次的尺寸与挤出口的口径匹配)，并控制打印装置按照一定的顺序依次填充该多个道次。也就是说，使用该打印装置对其中一层进行打印时，一般需要往返多次才能实现对该层填充区域的完整填充。
[0024]如果3D打印装置的挤出口的口径较小，则其在单位时间内挤出的物料量少，在对其中一层进行打印时，需要填充的道次就会越多，打印精度相对较高的同时打印效率会相对较小。反之，如果3D打印装置的挤出口的口径较大，则其在单位时间内挤出的物料量多，在对同一个其中一层进行打印时，需要填充的道次就会越少，的打印效率相对较高同时打印精度会相对较低。因此，传统的3D打印装置无法兼顾打印精度和打印效率。
[0025]为了满足工业对于高效率和高精度打印的需求，一种可行的实现方式是将3D打印装置的挤出口改进为可变宽度的挤出口。这种3D打印装置的挤出口具有一维条带特征，即，挤出口在一维方向的宽度远大于其在另一维度上的宽度，并且挤出口可以在该一维方向上随着当前打印层的填充区域的轮廓的变化而改变宽度，以形成可变宽度的挤出口。该实现方式的具体描述例如可以参见PCT/CN2017/083647和PCT/CN2020/120405。
[0026]由于该改进的3D打印装置中的挤出口的宽度是可变的，因此，在打印层为单连通
区域时，使用该类3D打印装置可以一次性的完整填充或者部分填充整个打印层，从而兼顾了打印精度和打印效率。
[0027]但是，对于一些结构复杂的3D打印件(例如，3D打印件中具有镂空结构)而言，使用上述改进的3D打印装置进行打印时的打印效率依然较低。下面结合图1示例性地对此进行简要说明。
[0028]如前所述，3D打印件可以具有多个打印层。图1所示出的为多个打印层中的其中一层。如图1所示，该打印层1中具有多个镂空区域a。在使用改进3D打印装置对图1所示的打印层进行打印时，需要该3D打印装置沿着图1中的打印方向y往复运动6次才能使挤出口挤出的熔融态物料完整的填充该打印层的填充区域。
[0029]由于镂空区域a的存在，该打印层成为了一种形状复杂的打印层。当然，形状复杂的打印层不仅仅包括图1所示的打印层，也可以是其他形式，只要打印层的填充区域不连续，或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印装置，其特征在于，所述装置包括：物料挤出部，包括物料容腔以及与所述物料容腔连通的挤出口，所述物料容腔用于容纳熔融态的物料，所述挤出口用于将所述熔融态的物料挤出至当前打印层；开关组件，与所述挤出口耦合，所述开关组件用于对所述挤出口所在的区域进行通断控制，以形成宽度连续可调的多个子挤出口，所述多个子挤出口用于同时对所述当前打印层中的多个分区进行打印，且在利用所述多个子挤出口对所述多个分区进行打印的过程中，所述多个子挤出口中的每个子挤出口的宽度随所述每个子挤出口对应的分区的轮廓线的变化而变化，从而将所述熔融态的物料一次性填充至所述每个子挤出口对应的分区中。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个分区包括第一分区和第二分区，所述多个子挤出口包括第一子挤出口和第二子挤出口，所述第一子挤出口和所述第二子挤出口分别用于打印所述第一分区和所述第二分区，所述第一分区和所述第二分区具有相互隔离的区域以及相互连通的区域，当打印所述相互连通的区域时，所述开关组件的通断控制使得所述第一子挤出口和所述第二子挤出口合并为一个子挤出口。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开关组件包括多个片状开关，所述多个片状开关在温度和/或电压的控制下产生形变，从而对所述挤出口所在的区域进行通断控制。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述多个片状开关设置在所述物料容腔的内部，并设置在所述挤出口所在的区域的上方。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述多个片状开关设置在所述物料容腔的外部，所述多个片状开关分别与多个传动件相连，并通过所述多个传动件对所述挤出口所在的区域进行通断控制。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：控制腔室，所述多个片状开关位于所述控制腔室内；物料储箱，与所述物料挤出部的所述物料容腔连通；以及气压输送管路，与所述物料储箱和所述控制腔室均连通。7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述多个片状开关包括以下中的一种或多种：压电双晶片、双金属片、受热膨胀的金属电阻、记忆合金。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开关组件包括以下开关中的一种或多种：电机控制的开关、气压控制的开关、液压控制的开关。9.一种3D打印装置，其特征在于，包括：物料挤出部，包括物料容腔以及挤出口，所述物料容腔用于容纳熔融态的物料，所述挤出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄卫东，
申请(专利权)人：苏州美梦机器有限公司，
类型：新型
国别省市：