三维打印机、打印方法及产品技术

本发明专利技术提供一种三维打印机、打印方法及产品，三维打印机包括机架和打印平台，打印平台安装在机架上，机架上设置有第一螺杆，第一螺杆朝向打印平台的台面延伸，三维打印机还包括打印单元，打印单元包括支座、喷头机构和驱动机构，支座安装在第一螺杆上，喷头机构和驱动机构均安装在支座上，喷头机构的喷射端朝向台面设置，驱动机构的输出端与第一螺杆连接，驱动机构可驱动支座沿第一螺杆螺旋上升或螺旋下降。本发明专利技术还提供一种上述三维打印机的打印方法以及通过该打印方法打印成型的产品。该三维打印机具有打印速度快、打印效率高且结构简单的优点。单的优点。单的优点。

【技术实现步骤摘要】
三维打印机、打印方法及产品


[0001]本专利技术涉及三维打印
，具体地说，是涉及一种三维打印机，以及该三维打印机的打印方法，使用该三维打印机或打印方法打印出的产品。

技术介绍

[0002]三维打印机是一种利用快速成型技术进行打印三维物体的设备，其以数字模型为基础，利用塑料、粉末金属、碳纤维、树脂等材料，逐层地打印出三维物体。三维打印的过程首先是通过计算机辅助设计(CAD)或计算机动画建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，再根据分析截面信息得到加工路径，从而指导打印机逐层打印。按照工作原理的不同，其所利用的快速成型技术有工艺熔融沉积制造(FDM)、激光选择性烧结(SLS)、三维喷涂粘结(3DP)、光固化(DLP)等。
[0003]三维打印技术与传统制造技术相比，其具有无需机械加工和模具支制作，可直接根据图形数据对零件进行制造，缩短产品研制周期和节约成本等优点。然而，现有的如FDM(工艺熔融沉积制造)打印机基本上都是采用三轴(即X轴、Y轴和Z轴)控制系统，虽然此类三轴控制系统能够拓展打印产品的范围，但相应地，其打印速度较低，且同时其结构也较为复杂。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术的主要目的是提供一种打印速度快、打印效率高且结构简单的三维打印机。
[0005]本专利技术的另一目的是提供一种上述三维打印机的打印方法。
[0006]本专利技术的再一目的是提供一种由上述方法打印制成的产品。
[0007]为了实现本专利技术的主要目的，本专利技术提供一种三维打印机，包括机架和打印平台，打印平台安装在机架上，其中，机架上设置有第一螺杆，第一螺杆朝向打印平台的台面延伸，三维打印机还包括打印单元，打印单元包括支座、喷头机构和驱动机构，支座安装在第一螺杆上，喷头机构和驱动机构均安装在支座上，喷头机构的喷射端朝向台面设置，驱动机构的输出端与第一螺杆连接，驱动机构可驱动支座沿第一螺杆螺旋上升或螺旋下降。
[0008]由上可见，当三维打印机对产品进行打印成型时，驱动机构驱动支座沿第一螺杆逐渐进行螺旋上升，同时喷头机构向打印平台的台面喷射三维打印耗材，以对产品进行逐层打印；而通过对三维打印机的结构设计，使得其相对于现有的采用三轴控制系统的传统三维打印机而言，本专利技术提供的三维打印机仅通过驱动支座及其上的喷头转动一圈即可完成一层堆叠打印，从而极大的提高了打印速度和打印效率，同时还更好的简化了传统三维打印机的结构，降低了三维打印机的制造成本。
[0009]一个优选的方案是，驱动机构包括驱动模组和第二螺杆，驱动模组安装在支座上，第二螺杆平行于第一螺杆，第二螺杆的第一端绕第二螺杆的回转轴心与支座可转动地连接，第二螺杆的第二端与驱动模组的输出端连接，第二螺杆与第一螺杆啮合。
[0010]由上可见，驱动模组通过驱动第二螺杆转动，使得第二螺杆通过自身与第一螺杆的啮合带动支座沿第一螺杆螺旋上升或下降，进而实现打印单元的螺旋升降运动；此外，通过第一螺杆和第二螺杆之间的啮合，还可以使的打印单元具有较高的移动精度，进而保证三维打印机的打印精度及产品的成型质量。
[0011]进一步的方案是，第一螺杆与机架可拆卸地连接，第二螺杆与驱动模组、支座可拆卸地连接。
[0012]由上可见，上述设计使得可通过更换具有不同螺距参数的第一螺杆以及更换具有不同螺距参数的第二螺杆来适配不同的打印层厚度，从而使得三维打印机的适用范围更广。
[0013]另一个优选的方案是，在第一螺杆的延伸方向上，支座具有初始位置和极限位置，初始位置位于第一螺杆的伸出末端处，极限位置位于始位置和第一螺杆的固定端之间，初始位置与极限位置之间的最大距离介于第一螺杆的长度的三分之一至二分之一之间。
[0014]由上可见，上述设计能够防止与打印单元连接的线缆过度缠绕于第一螺杆上，进而防止出现线缆损坏、打印单元工作受阻等情况发生；同时还使得当打印单元采用线材类的三维打印耗材时，防止线材类的三维打印耗材被绞断，从而保证打印单元能够正常执行打印作业。
[0015]进一步的方案是，在延伸方向上，初始位置与台面之间的距离大于第一螺杆的螺距；三维打印机的打印层厚度等于螺距。
[0016]由上可见，当进行第一层打印层成型时，若螺旋运动的上升速度小于打印层厚的上升速度时，喷头机构和打印平台的台面之间的距离会变小，而由于台面通常为平面，且初始打印时其上无设置其它物品或三维打印耗材，因此，为了避免第一层打印层与喷头机构的喷射端接触，造成三维打印耗材无法被正常喷射出和/或使打印层不按照设定轮廓成型，故将位于初始位置的打印单元与台面之间的距离设置成大于第一螺杆的螺距；此外，通过将打印层厚度设置成等于螺距，使得打印单元能够更好地对产品进行成型，并保证产品的成型精度及成型质量。
[0017]更进一步的方案是，第一螺杆平行于机架的高度方向，打印平台沿高度方向与机架可滑动地连接，台面垂直于高度方向，三维打印机还包括驱动单元，驱动单元安装在机架上，驱动单元的输出端与打印平台连接，驱动单元可打印平台在高度方向上移动。
[0018]由上可见，上述设计既能够增大产品的可成型高度，又能够便于打印成型后的产品的取出。
[0019]另一个优选的方案是，打印单元还包括固化机构，固化机构安装在支座上，固化机构包括固化剂喷头模组，固化剂喷头模组的喷射端朝向台面设置，和/或紫外灯，紫外灯的发光端朝向台面设置。
[0020]由上可见，通过设置固化剂喷头模组，使得当喷头机构喷射的三维打印耗材为粉末时，可通过固化剂喷头模组向三维打印耗材喷射固化剂以使三维打印耗材快速固化；和/或当喷头机构喷射的三维打印耗材为液滴式时，可通过紫外灯对三维打印耗材进行照射，进而使三维打印耗材快速固化。
[0021]进一步的方案是，打印单元还包括供料机构，供料机构与喷头机构连接，供料机构向喷头机构输送三维打印耗材；支座上设置有通孔，第一螺杆穿过通孔，通孔与第一螺杆之
间设置有润滑剂，或支座上设置有螺纹孔，第一螺杆穿过螺纹孔并与螺纹孔螺纹连接。
[0022]由上可见，将供料机构(如用于存储和供给粉末类三维打印耗材的机构、用于存储和供给液体类三维打印耗材的机构、用于输送线材类三维打印耗材的机构)设置于支座上，使得三维打印耗材能够更好的输送至喷头机构内；而通过对支座与第一螺杆之间的连接设计，使得支座更好地与第一螺杆、驱动机构配合，以保证打印单元在螺旋升降过程中不会出现倾斜，使得打印单元能够更好地沿第一螺杆进行螺旋升降运动，并保证产品的打印成型质量。
[0023]为了实现本专利技术的另一目的，本专利技术提供一种三维打印机的打印方法，其中，三维打印机为上述的三维打印机，打印方法包括：获取待打印的三维模型的三维打印数据；根据三维打印数据控制驱动机构驱动支座沿第一螺杆螺旋上升并控制喷头机构向台面喷射三维打印耗材。
[0024]由上可见，采用上述打印方法对产品进行打印成型时，能够更好地对产品的提高打印速度和打印效率，同时降低产品的生产成本。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.三维打印机，包括机架；打印平台，所述打印平台安装在所述机架上；其特征在于：所述机架上设置有第一螺杆，所述第一螺杆朝向所述打印平台的台面延伸；所述三维打印机还包括打印单元，所述打印单元包括支座、喷头机构和驱动机构，所述支座安装在所述第一螺杆上，所述喷头机构和所述驱动机构均安装在所述支座上，所述喷头机构的喷射端朝向所述台面设置，所述驱动机构的输出端与所述第一螺杆连接，所述驱动机构可驱动所述支座沿所述第一螺杆螺旋上升或螺旋下降。2.根据权利要求1所述的三维打印机，其特征在于：所述驱动机构包括：驱动模组，所述驱动模组安装在所述支座上；第二螺杆，所述第二螺杆平行于所述第一螺杆，所述第二螺杆的第一端绕所述第二螺杆的回转轴心与所述支座可转动地连接，所述第二螺杆的第二端与所述驱动模组的输出端连接，所述第二螺杆与所述第一螺杆啮合。3.根据权利要求2所述的三维打印机，其特征在于：所述第一螺杆与所述机架可拆卸地连接；所述第二螺杆与所述驱动模组、所述支座可拆卸地连接。4.根据权利要求1所述的三维打印机，其特征在于：在所述第一螺杆的延伸方向上，所述支座具有初始位置和极限位置，所述初始位置位于所述第一螺杆的伸出末端处，所述极限位置位于所述始位置和所述第一螺杆的固定端之间，所述初始位置与所述极限位置之间的最大距离介于所述第一螺杆的长度的三分之一至二分之一之间。5.根据权利要求4所述的三维打印机，其特征在于：在所述延伸方向上，所述初始位置与所述台面之间的距离大于所述第一螺杆的螺距；所述三维打...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏健强，何永刚，
申请(专利权)人：珠海天威飞马打印耗材有限公司，
类型：发明
国别省市：