一种用于在可活动载体上施加可粘合材料的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于在可活动载体上施加可粘合材料的装置，安装于基座上且排布设置有若干个，包括喷射单元

【技术实现步骤摘要】
一种用于在可活动载体上施加可粘合材料的装置及方法


[0001]本专利技术属于增材制造装置
，尤其是涉及用于在可活动载体上施加可粘合材料的装置及方法
。

技术介绍

[0002]材料喷射
3D
打印是一种常见的
3D
打印技术，也称为喷墨
3D
打印或多材料
3D
打印
。
它使用液态或半固态材料通过喷头喷射到特定位置，逐层堆叠以创建三维对象
。
材料喷射
3D
打印的喷头通常由以下几个部分组成：喷嘴
、
加热器
、
温度传感器
、
压力控制器
、
阀门
。
喷嘴在喷头中的排布方式因不同的
3D
打印技术和喷头设计而异
。
[0003]在现有的旋转平台式
3D
打印技术中，一般主要基于极坐标进行旋转
3D
打印，旋转平台式极坐标打印机的结构为：打印平台位于打印机中心，可以在平面上进行旋转运动
。
打印头固定在一个固定的位置，通过控制打印平台的旋转角度来实现连续打印
。
打印平台通常支持
360
度的旋转，并可以控制角度的精度和步进
。
[0004]但是，在旋转
3D
打印过程中，往往存在下述难点：1）设备设计制造的精度要求很高：极坐标打印机需要精密的机械设计和制造，通过部件的制造和装配的高度的精准度和稳定性，以确保打印机的运动平稳和精度高
。
[0005]2）控制精度要求高，各运动集成控制的协调性要求高：极坐标打印机具有复杂的运动控制系统
。
这些控制系统需要实现对旋转和直线运动的高精度控制，以确保打印平台和打印头的准确定位和移动；同时，由于打印过程涉及多种运动方式的协调控制，控制系统高度集成，需要确保各部分协调工作，才能实现高效的打印操作
。
[0006]3）打印策略通用性差，控制算法要求高：不同结构的极坐标打印机具有不同的运动规律和打印路径，不同的打印机需要开发专有的打印路径规划算法，以最大程度地减少运动距离和减少不必要的移动，提高打印效率和质量；而极坐标打印机的运动是非常复杂的，需要开发高级的控制算法来实现运动的同步和校准，才能确保打印平台和打印头的精确对位
。
[0007]4）打印平台稳定性要求高：极坐标打印机需要保持打印平台的稳定性和平衡，以防止在打印过程中出现晃动或偏移，一旦晃动或者偏移，就会影响打印的效果
。
因而，这往往需要对平台的材料选择
、
结构设计以及平衡调整等方面进行考虑，较为复杂
。
[0008]其中，在
3D
打印技术中，对于设备的设计制造和打印成型过程的控制，除了对旋转平台的控制外，主要在于对喷头的设计和控制，现有的喷头根据喷嘴的排布方式主要分为两种：单喷嘴排布方式和多喷嘴并列排布方式
。
[0009]1、
单喷嘴排布方式：喷头只包含一个喷嘴，通过单个喷嘴来喷射材料，单喷嘴只能单个依次轮流进行喷射，每一层打印完成后，喷嘴需要移动到下一个位置才能继续喷射材料，该单喷嘴的排布方式结构简单，调试和控制简单方便
。
[0010]但是，单喷嘴排布方式存在如下问题：1）该喷嘴的排布方式明显打印速度较慢，产品成型效率低，无法同时喷射多种材
料，难以实现复杂结构，一般多只能适用于一些简单的
3D
打印应用，用于创建相对简单的结构
。
[0011]2）当将单喷嘴排布方式的喷头应用于多种颜色或者材料的喷射打印，其切换颜色或材料时往往需要清洗喷嘴，以确保材料完全更换，导致打印过程中的停机时间长，生产效率低
。
[0012]3）由于每个颜色或者材料的喷射是分开进行的，颜色或材料之间可能存在较明显的分界线，难以实现平滑的渐变效果，色彩混合效果差，打印部件的外观效果差，影响成型产品的外观
。
[0013]2、
多喷嘴并列排布方式：喷头包含多个喷嘴，喷嘴并排布置在一条直线上
。
在连续的打印控制中，通过系统控制端对每个喷嘴分别独立控制，在动态打印过程中通过快速信号实现对每个喷嘴喷射状态的连续且差异化的高频率控制，并结合其它的机械运动，实现同时喷射多种材料或颜色，并同时打印多个部件，具有较高的打印效率
。
[0014]但是，多喷嘴并列排布的喷头设计也依旧存在如下问题：喷嘴间距和喷头尺寸存在限制，影响打印精细程度：在多喷嘴并列排布时，相邻喷嘴之间需要设置一定的间距，以确保喷射的材料不会相互干涉，但这间距会限制喷头的最小尺寸和打印分辨率；此外，喷嘴的间距过大也可能导致细节损失或无法满足一些精细打印需求
。
[0015]打印速度存在差异，影响打印部件质量：当多喷嘴并列排布的喷头应用于旋转
3D
打印平台时，靠近圆心侧的喷嘴和远离圆心侧的喷嘴的控制频率和振幅可能会有所不同，导致不同喷嘴的打印速度存在差异，这会导致打印部件之间的质量不一致或颜色
/
材料分布的不均匀，影响打印成型质量
。
[0016]控制系统设计难度大，控制精度高，喷头调试和校准要求高：每个喷嘴通过对应设定不同的控制振幅和频率，以弥补圆周运动时的内外圈喷嘴的线速度差距，对此，需要对控制系统进行精准设计，花费大量的工作和时间来调整和校准系统，才能达到预期的打印结果
。
[0017]此外，喷嘴在移动打印过程中，由于是连续打印，需要根据移动速度实时对喷嘴的运行参数进行高频率的控制，快速对每个喷嘴分别进行连续且单独的指令控制，不断进行喷或不喷的切换控制响应，喷嘴的控制精度要求很高，控制指令的切换频率也很高，控制算法也非常复杂，对于喷头的调试和校准要求非常精准
。
[0018]维护和清洁困难：由于控制的复杂且精准度要求高，导致在喷嘴在高频切换喷射频率与振幅等工作时，一旦出现参数偏差，极易出现堵塞和材料残留，增加其维护和清洁的频率
。
而且，当需要更换颜色或材料时，还需要确保多个喷嘴同时完成切换和清洗，维护和清洁非常麻烦
。

技术实现思路

[0019]本专利技术为了克服上述现有技术的不足，提供一种用于在可活动载体上施加可粘合材料的装置及方法，提高打印成型的精度和效率，降低对控制系统和执行设备的精度和稳定性的要求，方便喷嘴的维护和清洁
。
[0020]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于在可活动载体上施加可
粘合材料的装置，安装于基座上且排布设置有若干个，包括喷射单元
、
温控单元及压控单元，所述喷射单元信号连接有用于控制喷射单元工作的控制单元，所述喷射单元设有多个，所述喷射单元呈若干列阵列排布，并排布形成特定形状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于在可活动载体上施加可粘合材料的装置，其安装于基座上且排布设置有若干个，包括喷射单元
、
温控单元及压控单元，所述喷射单元信号连接有用于控制喷射单元工作的控制单元，其特征在于，所述喷射单元设有多个，所述喷射单元呈若干列阵列排布，并排布形成特定形状面的喷射区，通过控制可活动载体的逐步运动，逐次控制至少部分的喷射单元喷射，将可粘合材料同步施加至可活动载体上；所述至少部分的喷射单元构成若干个形状面，以在可活动载体上施加成型一个或多个打印部分
。2.
根据权利要求1所述的用于在可活动载体上施加可粘合材料的装置，其特征在于：所述喷射区面积不小于每次喷射区内喷射的喷射单元单次同步施加成型的所有打印部分面积之和
。3.
根据权利要求1所述的用于在可活动载体上施加可粘合材料的装置，其特征在于：当所述喷射区内喷射单元多次所施加成型的成型部分连续接合时，所述喷射区内喷射单元所施加成型的成型部分集合的面积可大于所述喷射区的面积
。4.
根据权利要求1所述的用于在可活动载体上施加可粘合材料的装置，其特征在于：喷射单元的阵列排布的方式包括矩阵阵列排布
、
螺旋状阵列排布
、
单列阵列排布中的一种或多种
。5.
根据权利要求4所述的用于在可活动载体上施加可粘合材料的装置，其特征在于：当所述可活动载体为旋转载体时，所述喷射单元沿旋转载体的径向由旋转载体的旋转中心向外设置有多层喷射层，每层喷射层内的喷射单元沿环绕旋转载体旋转中心的圆周方向上均匀间隔设置，每层喷射层内的喷射单元的排布数量与喷射区的面积呈等比设置
。6.
根据权利要求4所述的用于在可活动载体上施加可粘合材料的装置，其特征在于：阵列排布内的相邻喷射单元呈交错排布设置
。7.
根据权利要求1所述的用于在可活动载体上施加可粘合材料的装置，其特征在于：所述喷射区内的喷射单元排布密度设有一种或多种，根据喷射区内施加成型打印部分的喷射单元的打印要素，选择对应的喷射单元排布密度；所述打印要素包括打印部分的打印精度
、
分辨率
、
打印速度
、
不同材料的打印间距
、
所述用于在可活动载体上施加可粘合材料的装置的尺寸
、
喷射单元的尺寸
、
形状以及排布方式
。8.
根据权利要求1所述的用于在可活动载体上施加可粘合材料的装置，其特征在于：喷射单元的数量根据所述用于在可活动载体上施加可粘合材料的装置的面积而进行增减
。9.
根据权利要求1所述的用于在可活动载体上施加可粘合材料的装置，其特征在于：所述控制单元分别对应控制若干喷射单元工作，其控...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤慧萍，林鹤，齐欢，谭伟，
申请(专利权)人：杭州云栖交叉技术研究院，
类型：发明
国别省市：