專利名稱：彩色三維打印機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及機電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及三維打印機。
背景技術(shù)：
在工業(yè)新產(chǎn)品的設(shè)計研發(fā)階段，為了完善設(shè)計方案、獲得客戶認可，一般要制作實物模型，從而據(jù)此進行產(chǎn)品外觀確認和功能測試等。然而制作實物模型往往要開模，無疑會增加開發(fā)成本，同時由于模具開發(fā)需要時間，必然會延長開發(fā)周期。在進行小批量產(chǎn)品(例如:紀(jì)念品、限量版的產(chǎn)品、小批量的訂制品等)的制作過程中，只要涉及到開模的，制作成本就會相對較高。三維打印機是集機械、控制及計算機等技術(shù)為一體的機電一體化系統(tǒng)，主要由機械系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、分層軟件組成。其中還需要成形材料，三維打印時需要對成形材料有兩個方面的基本要求:要求成形材料應(yīng)具有可成形性；要求保證成型件的質(zhì)量和使用性能。而現(xiàn)有的成形材料已經(jīng)成為阻礙快速成形技術(shù)發(fā)展的重要因素之一。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于，提供一種彩色三維打印機，以解決上述技術(shù)問題。本實用新型所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):彩色三維打印機，包括一機架，機架上設(shè)有一承載打印物品的打印平臺，其特征在于，還包括至少一個打印噴頭構(gòu)成的打印噴頭組，所述打印噴頭的噴涂方向朝向所述打印平臺；還包括至少三個儲料裝置構(gòu)成的儲料裝置組，所述儲料裝置組連接所述打印噴頭組；所述儲料裝置組中至少一個所述儲料裝置是用于盛放含有未固化的光固化劑的樹脂基復(fù)合材料的儲料裝置，作為光固化儲料盒；所述儲料裝置組中至少另一個所述儲料裝置用于盛放不含有未固化的光固化劑的打印物料的儲料裝置，作為配料儲料盒；所述儲料裝置組中至少另一個所述儲料裝置用于盛放顏料的儲料裝置，作為顏料儲料盒；還包括一用于發(fā)出紫外線的紫外發(fā)射裝置。通過所述打印噴頭組向所述打印平臺分別噴涂含有光固化劑的物料，以及不含有光固化劑的物料。按照所要打印的物品的分層刨面結(jié)構(gòu)逐層噴涂含有光固化劑的物料；含有光固化劑的物料在受到所述紫外發(fā)射裝置的照射后，起固化反應(yīng)，得到硬質(zhì)物品。不含有光固化劑的成分，得不到固化，可以在產(chǎn)品成型后去除。通過控制打印噴頭組的移動、是否噴涂、噴涂物料的種類，以及噴涂數(shù)量的參數(shù)，來確定所打印的物品的形狀以及質(zhì)地。所述顏料儲料盒內(nèi)設(shè)有至少三個相對獨立的腔室，至少三個相對獨立的腔室包括一個用于盛放紅色顏料的紅色顏料腔，一個用于盛放藍色顏料的黃色顏料腔，一個用于盛放黃色顏料的黃色顏料腔。具體實施I彩色三維打印機還包括一微型處理器系統(tǒng)，所述微型處理器控制系統(tǒng)的控制端連接所述打印噴頭組的受控端；所述打印噴頭組中的打印噴頭分別設(shè)有兩個供料口，分別為第一供料口、第二供料口，所述第一供料口通過控制閥連接所述光固化儲料盒、所述顏料儲料盒，所述第二供料口通過控制閥連接所述配料儲料盒，微型處理器系統(tǒng)信號端連接所述控制閥。微型處理器系統(tǒng)根據(jù)所要打印的物品的數(shù)據(jù)模型，控制光固化儲料盒中的物料流出狀況，進而控制所要打印的物品的形狀。所述微型處理器系統(tǒng)通過所述控制閥控制所述光固化儲料盒中的物料流出時，通過所述控制閥控制所述配料儲料盒中的物料停止流出。從而減少物料間的影響。也可以是，所述微型處理器系統(tǒng)通過所述控制閥控制所述光固化儲料盒中的物料流出時，所述配料儲料盒中的物料繼續(xù)流出，兩種物料混合后自打印噴頭流出，或者自打印噴頭流出后混合。提供打印速度，并簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。具體實施2彩色三維打印機還包括一微型處理器系統(tǒng)，所述微型處理器控制系統(tǒng)的控制端連接所述打印噴頭組的受控端。所述打印噴頭組中設(shè)有至少兩個打印噴頭，至少兩個打印噴頭中至少一個通過一混合裝置連接所述光固化儲料盒、所述顏料儲料盒，作為光固化噴頭；至少另一個打印噴頭連接所述配料儲料盒，作為配料噴頭。光固化噴頭噴出物料時，所述微型處理器系統(tǒng)可以控制所述配料噴頭同時噴出物料，也可以停止噴出物料。所述打印平臺包括一用于承接打印物料的承接裝置，所述打印平臺設(shè)有一腔體，可以以所述腔體作為所述承接裝置。所述承接裝置還可以是一盆裝的承接盤或盒狀的承接盒，所述承接盤或承接盒置于所述腔體內(nèi)，與所述腔體可拆卸連接。以防止未固化的不飽和樹脂到處流動。光固化儲料盒中可以盛放純光固化劑，或者混合有光固化劑的不飽和樹脂。都可以起到光固化作用。還可以混入熱固化劑，在光固化后，可以通過熱固化對產(chǎn)品進一步固化，以提高產(chǎn)品的強度?；旌嫌泄夤袒瘎┑牟伙柡蜆渲瑑?nèi)還可以混入陶瓷粉末、玻璃纖維、金屬纖維等，以增加產(chǎn)品的強度。所述配料儲料盒中盛放有不飽和樹脂。如果光固化儲料盒中盛放的是混合有光固化劑的不飽和樹脂的話，所述配料盒中優(yōu)選盛放相同材質(zhì)的不飽和樹脂或飽和樹脂。以便于相互融合。特別是飽和樹脂，飽和樹脂不與混合有光固化劑的不飽和樹脂反應(yīng)，打印出的產(chǎn)品的外緣更加光滑。所述儲料裝置中的光固化儲料盒、配料儲料盒中至少一個中的物料中混合有已經(jīng)發(fā)泡的發(fā)泡劑。且，所述儲料裝置中的光固化儲料盒、配料儲料盒中至少一個中的物料中混合有已經(jīng)增強纖維，所采用的增強纖維可以是玻璃纖維、植物纖維、化纖纖維、碳纖維中的至少一種。以便減輕三維實體的重量、增強三維實體的強度。所述儲料裝置中的光固化儲料盒、配料儲料盒中至少一個中的物料中混合有顏料。以便于進行著色。優(yōu)選所述儲料裝置中設(shè)有至少三個儲料裝置，三個儲料裝置中的物料中分別設(shè)有三原色中的各色染料。以便于打印出豐富多彩的物品。所述打印平臺的承載面朝上，下方通過一升降機構(gòu)連接所述機架。彩色三維打印機還包括一微型處理器系統(tǒng)，所述升降機構(gòu)設(shè)有一升降驅(qū)動機構(gòu)，所述升降驅(qū)動機構(gòu)的控制端連接所述微型處理器系統(tǒng)。以便于靈活調(diào)整打印平臺高度。還包括一刮平器，所述刮平器在打印平臺的承載面上方沿水平方向移動，在鋪設(shè)不飽和樹脂層后，采用刮平器刮平不飽和樹脂層。以保證質(zhì)量。彩色三維打印機還包括一微型處理器系統(tǒng)，所述微型處理器控制系統(tǒng)的控制端連接所述打印噴頭組的受控端。所述機架上還設(shè)有一至少具有上下移動和左右移動兩個位移自由度的打印支架，所述打印噴頭組設(shè)置在所述打印支架上，所述打印支架連接一驅(qū)動機構(gòu)，所述驅(qū)動機構(gòu)的控制端連接所述微型處理器系統(tǒng)。所述打印支架還具有前后移動的自由度。所述打印噴頭組可以是先噴涂出一層不含有光固化劑的物料層，然后噴涂含有光固化劑的物料。也可以是在一層中分別噴涂不含有光固化劑的物料層，和含有光固化劑的物料層。隨著涂層數(shù)的增多，噴涂墨盒組高度在所述打印支架的帶動下隨之上升。以免破壞涂層。在噴涂過程中噴涂墨盒組的出料口靠近或者接觸承載面，承載面可以是打印平臺的上表面或者是上一次噴涂構(gòu)成的涂層。所述打印支架上設(shè)有一距離傳感器，用于檢測噴涂墨盒組的出料口與涂層間的距離；所述距離傳感器連接所述微型處理器系統(tǒng)。所述距離傳感可以是接觸式距離傳感器、光學(xué)距離傳感器、超聲波距離傳感器、電磁波距離傳感器等中的一種或者幾種的組合?？墒菄娡恳粚雍髥铀鲎贤獍l(fā)射裝置進行照射固化，也可以是噴涂多層后啟動所述紫外發(fā)射裝置進行照射。在未完成所打印的物品整體結(jié)構(gòu)前，照射的結(jié)果可以掌握成各個涂層完全固化，或者是至少最上面一個涂層是不完全固化。在不完全固化時，有利于下一個涂層與上一個不完全固化的涂層緊密融合。所述紫外發(fā)射裝置朝所述打印平臺方向照射。所述紫外發(fā)射裝置可以自下往上照射，也可以自上往下照射。此時紫外發(fā)射裝置包括一紫外燈管，所述紫外燈管固定在一燈頭內(nèi)，所述燈頭通過一轉(zhuǎn)軸連接一燈座，紫外發(fā)射裝置還包括一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動控制裝置，所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動控制裝置的受控端連接所述微型處理器，所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動控制裝置的控制端通過聯(lián)動機構(gòu)連接所述轉(zhuǎn)軸。也可以將燈頭固定，自側(cè)面照射，也可是上述幾種照射方式的組合。

圖1為本實用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示進一步闡述本實用新型。參照圖1，彩色三維打印機，包括一機架1，機架I上設(shè)有一承載打印物品的打印平臺2，還包括至少一個打印噴頭構(gòu)成的打印噴頭組4，打印噴頭的噴涂方向朝向打印平臺2 ；還包括至少兩個儲料裝置構(gòu)成的儲料裝置組3，儲料裝置組3連接打印噴頭組4 ;打印噴頭組4中至少一個儲料裝置中盛放的物料中含有光固化劑，作為光固化儲料盒，且至少另一個儲料裝置不含有光固化劑，作為配料儲料盒；還包括一用于發(fā)出紫外線的紫外發(fā)射裝置，儲料裝置組中至少另一個儲料裝置用于盛放顏料的儲料裝置，作為顏料儲料盒。通過打印噴頭組4向打印平臺2分別噴涂含有光固化劑的物料，以及不含有光固化劑的物料。按照所要打印的物品7的分層刨面結(jié)構(gòu)逐層噴涂含有光固化劑的物料；含有光固化劑的物料在受到紫外發(fā)射裝置的照射后，起固化反應(yīng)，得到硬質(zhì)物品。不含有光固化劑的成分，得不到固化，可以在產(chǎn)品成型后去除。通過控制打印噴頭組4的移動、是否噴涂、噴涂物料的種類，以及噴涂數(shù)量的參數(shù)，來確定所打印的物品7的形狀以及質(zhì)地。顏料儲料盒內(nèi)設(shè)有至少三個相對獨立的腔室，至少三個相對獨立的腔室包括一個用于盛放紅色顏料的紅色顏料腔，一個用于盛放藍色顏料的黃色顏料腔，一個用于盛放黃色顏料的黃色顏料腔。光固化儲料盒中可以盛放純光固化劑，或者混合有光固化劑的不飽和樹脂。都可以起到光固化作用。配料儲料盒中盛放有不飽和樹脂。如果光固化儲料盒中盛放的是混合有光固化劑的不飽和樹脂的話，配料盒中優(yōu)選盛放相同材質(zhì)的不飽和樹脂。以便于相互融
口 ο儲料裝置中的光固化儲料盒、配料儲料盒中至少一個中的物料中混合有已經(jīng)發(fā)泡的發(fā)泡劑。且，儲料裝置中的光固化儲料盒、配料儲料盒中至少一個中的物料中混合有已經(jīng)增強纖維，所采用的增強纖維可以是玻璃纖維、植物纖維、化纖纖維、碳纖維等纖維材料。以便減輕三維實體的重量、增強三維實體的強度。儲料裝置中的光固化儲料盒、配料儲料盒中至少一個中的物料中混合有顏料。以便于進行著色。優(yōu)選儲料裝置中設(shè)有至少三個儲料裝置，三個儲料裝置中的物料中分別設(shè)有三原色中的各色染料。以便于打印出豐富多彩的物品。打印平臺2的承載面朝上，下方通過一升降機構(gòu)連接機架I。彩色三維打印機還包括一微型處理器系統(tǒng)，升降機構(gòu)設(shè)有一升降驅(qū)動機構(gòu)，升降驅(qū)動機構(gòu)的控制端連接微型處理器系統(tǒng)。以便于靈活調(diào)整打印平臺2高度。還包括一刮平器，刮平器在打印平臺2的承載面上方沿水平方向移動，在鋪設(shè)不飽和樹脂層后，采用刮平器刮平不飽和樹脂層。以保證質(zhì)量。彩色三維打印機還包括一微型處理器系統(tǒng)，微型處理器控制系統(tǒng)的控制端連接打印噴頭組4的受控端。機架I上還設(shè)有一至少具有上下移動和左右移動兩個位移自由度的打印支架5，打印噴頭組4設(shè)置在打印支架5上，打印支架5連接一驅(qū)動機構(gòu)，驅(qū)動機構(gòu)的控制端連接微型處理器系統(tǒng)。打印支架5還具有前后移動的自由度。隨著涂層數(shù)的增多，噴涂墨盒組高度在打印支架5的帶動下隨之上升。以免破壞涂層。 打印噴頭組4可以是先噴涂出一層不含有光固化劑的物料層，然后噴涂含有光固化劑的物料。也可以是在一層中分別噴涂不含有光固化劑的物料層，和含有光固化劑的物料層。在噴涂過程中噴涂墨盒組的出料口靠近或者接觸承載面，承載面可以是打印平臺2的上表面或者是上一次噴涂構(gòu)成的涂層。打印支架5上設(shè)有一距離傳感器6，用于檢測噴涂墨盒組的出料口與涂層間的距離；距離傳感器6連接微型處理器系統(tǒng)。距離傳感可以是接觸式距離傳感器6、光學(xué)距離傳感器6、超聲波距離傳感器6、電磁波距離傳感器6等中的一種或者幾種的組合?？墒菄娡恳粚雍髥幼贤獍l(fā)射裝置進行照射固化，也可以是噴涂多層后啟動紫外發(fā)射裝置進行照射。在未完成所打印的物品7整體結(jié)構(gòu)前，照射的結(jié)果可以掌握成各個涂層完全固化，或者是不完全固化。在不完全固化時，有利于下一個涂層與上一個不完全固化的涂層緊密融合。紫外發(fā)射裝置朝打印平臺2方向照射。紫外發(fā)射裝置可以自下往上照射，也可以自上往下照射，或者是自側(cè)面照射，也可是上述幾種照射方式的組合。具體實施I彩色三維打印機還包括一微型處理器系統(tǒng)，微型處理器控制系統(tǒng)的控制端連接打印噴頭組4的受控端；打印噴頭組4中的打印噴頭分別設(shè)有兩個供料口，第一供料口通過控制閥連接光固化儲料盒、顏料儲料盒，第二供料口通過控制閥連接配料儲料盒；微型處理器系統(tǒng)信號連接控制閥，控制閥光固化儲料盒中的物料流出狀況。微型處理器系統(tǒng)根據(jù)所要打印的物品7的數(shù)據(jù)模型，控制光固化儲料盒中的物料流出狀況，進而控制所要打印的物品7的形狀。微型處理器系統(tǒng)通過控制閥控制光固化儲料盒中的物料流出時，通過控制閥控制配料儲料盒中的物料停止流出。從而減少物料間的影響。也可以是，微型處理器系統(tǒng)通過控制閥控制光固化儲料盒中的物料流出時，配料儲料盒中的物料繼續(xù)流出，兩種物料混合后自打印噴頭流出，或者自打印噴頭流出后混合。提供打印速度，并簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。具體實施2彩色三維打印機還包括一微型處理器系統(tǒng)，微型處理器控制系統(tǒng)的控制端連接打印噴頭組4的受控端。打印噴頭組4中設(shè)有至少兩個打印噴頭，至少兩個打印噴頭中至少一個通過一混合裝置連接光固化儲料盒、顏料儲料盒，作為光固化噴頭；至少另一個打印噴頭連接配料儲料盒，作為配料噴頭。光固化噴頭噴出物料時，微型處理器系統(tǒng)可以控制配料噴頭同時噴出物料，也可以停止噴出物料。采用本實用新型的打印機，具有固化速度快、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。采用本實用新型的打印方法打印出的三維實體，具有抗壓力強、經(jīng)久耐用、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.彩色三維打印機，包括一機架，機架上設(shè)有一承載打印物品的打印平臺，其特征在于，還包括至少一個打印噴頭構(gòu)成的打印噴頭組，所述打印噴頭的噴涂方向朝向所述打印平臺； 還包括至少三個儲料裝置構(gòu)成的儲料裝置組，所述儲料裝置組連接所述打印噴頭組； 所述儲料裝置組中至少一個所述儲料裝置是用于盛放含有未固化的光固化劑的樹脂基復(fù)合材料的儲料裝置，作為光固化儲料盒； 所述儲料裝置組中至少另一個所述儲料裝置用于盛放不含有未固化的光固化劑的打印物料的儲料裝置，作為配料儲料盒； 所述儲料裝置組中至少另一個所述儲料裝置用于盛放顏料的儲料裝置，作為顏料儲料盒; 還包括一用于發(fā)出紫外線的紫外發(fā)射裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色三維打印機，其特征在于，所述顏料儲料盒內(nèi)設(shè)有至少三個相對獨立的腔室，至少三個相對獨立的腔室包括一個用于盛放紅色顏料的紅色顏料腔，一個用于盛放藍色顏料的黃色顏料腔，一個用于盛放黃色顏料的黃色顏料腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色三維打印機，其特征在于，還包括一微型處理器系統(tǒng)，所述微型處理器控制系統(tǒng)的控制端連接所述打印噴頭組的受控端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的彩色三維打印機，其特征在于，所述打印噴頭組中的打印噴頭分別設(shè)有兩個供料口，分別為第一供料口、第二供料口，所述第一供料口通過控制閥連接所述光固化儲料盒、所述顏料儲料盒，所述第二供料口通過控制閥連接所述配料儲料盒，微型處理器系統(tǒng)信號端連接所述控制閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的彩色三維打印機，其特征在于，所述打印噴頭組中設(shè)有至少兩個打印噴頭，至少兩個打印噴頭中至少一個通過一混合裝置連接所述光固化儲料盒、所述顏料儲料盒，作為光固化噴頭；至少另一個打印噴頭連接所述配料儲料盒，作為配料噴頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項所述的彩色三維打印機，其特征在于，所述打印平臺的承載面朝上，下方通過一升降機構(gòu)連接所述機架，所述升降機構(gòu)設(shè)有一升降驅(qū)動機構(gòu)，所述升降驅(qū)動機構(gòu)的控制端連接所述微型處理器系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項所述的彩色三維打印機，其特征在于，所述機架上還設(shè)有一至少具有上下移動、左右移動、前后移動三個位移自由度的打印支架，所述打印噴頭組設(shè)置在所述打印支架上，所述打印支架連接一驅(qū)動機構(gòu)，所述驅(qū)動機構(gòu)的控制端連接所述微型處理器系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項所述的彩色三維打印機，其特征在于，所述打印平臺包括一用于承接打印物料的承接裝置，所述打印平臺設(shè)有一腔體，以所述腔體作為所述承接裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項所述的彩色三維打印機，其特征在于，所述紫外發(fā)射裝置朝所述打印平臺方向照射。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的彩色三維打印機，其特征在于，紫外發(fā)射裝置包括一紫外燈管，所述紫外燈管固定在一燈頭內(nèi)，所述燈頭通過一轉(zhuǎn)軸連接一燈座，紫外發(fā)射裝置還包括一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動控制裝置，所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動控制裝置的受控端連接所述微型處理器，所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動控制裝置的控制端通過聯(lián)動機構(gòu)連接所述轉(zhuǎn)軸。
專利摘要本實用新型涉及機電技術(shù)領(lǐng)域，彩色三維打印機，包括一機架，機架上設(shè)有一打印平臺，還包括至少一個打印噴頭構(gòu)成的打印噴頭組，打印噴頭的噴涂方向朝向打印平臺；還包括至少三個儲料裝置構(gòu)成的儲料裝置組，儲料裝置組連接打印噴頭組；儲料裝置組中至少一個儲料裝置是用于盛放含有未固化的光固化劑的樹脂基復(fù)合材料的儲料裝置，作為光固化儲料盒；儲料裝置組中至少另一個所述儲料裝置用于盛放不含有未固化的光固化劑的打印物料的儲料裝置，作為配料儲料盒；儲料裝置組中至少另一個儲料裝置用于盛放顏料的儲料裝置，作為顏料儲料盒；還包括一用于發(fā)出紫外線的紫外發(fā)射裝置。
文檔編號B41J2/21GK202934940SQ20122051516
公開日2013年5月15日 申請日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月9日
發(fā)明者孫倩倩 申請人:上?？贫冯娮涌萍加邢薰?br>