一種多功能組裝式3d打印裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多功能組裝式3D打印裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]3D 打印是快速成型技術(shù)(Additive Manufacturing Technologies)的一種，是以軟件建模、控制技術(shù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用金屬、非金屬、粘接劑等多種材料，通過連續(xù)的逐層增加材料“打印”出三維產(chǎn)品。3D打印機(jī)(又稱三維打印機(jī))是一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。它具有很多傳統(tǒng)制造技術(shù)所不具有的功能，特別在加工復(fù)雜曲面產(chǎn)品方面。3D打印技術(shù)被認(rèn)為是第三次工業(yè)革命的開端，廣發(fā)應(yīng)用于藝術(shù)設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、汽車、航天航空、醫(yī)療、生物等領(lǐng)域。
[0003]目前，國內(nèi)外市場(chǎng)上出現(xiàn)的3D打印機(jī)主要有三種:熔融沉積快速成型(FusedDeposit1n Modeling,FDM)、粉末粘合劑的三維打印技術(shù)(Three Dimens1nal Printing,3DP)和選擇性激光燒結(jié)技術(shù)(Selective Laser Sintering, SLS)。它們的打印主要工序均為一層層噴熔融物、一層鋪粉末另一層鋪粘接劑或一層鋪粉末再用激光燒結(jié)成型，雖然它們具有節(jié)省材料、加工面廣、操作簡(jiǎn)單、精度高等很多優(yōu)點(diǎn)，但致命缺陷是效率低，因?yàn)橐慌_(tái)機(jī)器只能選擇一種技術(shù)一層層的打印，費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低下，這樣嚴(yán)重制約了 3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種多功能組裝式3D打印裝置及方法，以克服現(xiàn)有3D打印機(jī)打印形式單一、打印速度低的技術(shù)缺陷。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種多功能組裝式3D打印裝置，包括圓形底盤、多個(gè)工作臺(tái)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、單體打印組件；
[0007]所述圓形底盤的中心設(shè)有安裝孔，所述安裝孔與所述安裝孔內(nèi)的齒輪環(huán)同軸，多個(gè)工作臺(tái)沿圓周方向間隔固定在所述齒輪環(huán)的側(cè)壁上；所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述齒輪環(huán)旋轉(zhuǎn)；
[0008]多個(gè)單體打印組件位于所述安裝孔內(nèi)，每個(gè)單體打印組件均包括豎直升降機(jī)構(gòu)、圓周旋轉(zhuǎn)電機(jī)、水平伸縮機(jī)構(gòu)以及打印頭；所述豎直升降機(jī)構(gòu)包括豎直設(shè)置在所述安裝孔內(nèi)部的第一液壓缸和升降桿；所述第一液壓缸的活塞桿與所述升降桿固定連接；所述水平伸縮機(jī)構(gòu)包括水平設(shè)置的第二液壓缸和伸縮桿；所述第二液壓缸的活塞桿與所述伸縮桿固定連接；所述圓周旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)置在所述升降桿與所述第二液壓缸之間，所述圓周旋轉(zhuǎn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述第二液壓缸沿所述升降桿的同軸方向旋轉(zhuǎn)；所述伸縮桿與多個(gè)打印頭固定連接。
[0009]較佳地，所述多個(gè)打印頭包括FDM工藝打印頭和/或3DP工藝打印頭和/或SLS工藝打印頭。
[0010]較佳地，所述FDM工藝打印頭包括加熱器和噴嘴；所述3DP工藝打印頭包括加熱器和噴嘴；所述SLS工藝打印頭包括信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置和激光發(fā)生器；
[0011 ] 所述激光發(fā)生器包括第一道激光發(fā)生器和第二道激光發(fā)生器。
[0012]較佳地，所述多功能組裝式3D打印裝置還包括液壓泵體；
[0013]所述液壓泵體分別用于與所述第一液壓缸和第二液壓缸提供液壓動(dòng)力。
[0014]較佳地，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸上還設(shè)有驅(qū)動(dòng)齒輪，所述驅(qū)動(dòng)齒輪與所述齒輪環(huán)的內(nèi)齒嚙合。
[0015]較佳地，所述單體打印組件還包括絲管和原料盒；
[0016]所述絲管的一端與所述原料盒連通，另一端與所述噴嘴連通。
[0017]較佳地，所述單體打印組件還包括感光片；所述感光片可以沿安裝孔同軸心的圓周方向運(yùn)動(dòng)。
[0018]較佳地，所述第一道激光發(fā)生器內(nèi)置所述信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)部。
[0019]較佳地，所述打印頭與所述單體打印組件可拆卸連接。
[0020]本發(fā)明所述的打印方法，包括如下步驟:利用第一道激光發(fā)生器根據(jù)二維圖形對(duì)感光片進(jìn)行掃描形成圖形潛影(即光電效應(yīng))然后通過該裝置旋轉(zhuǎn)吸附“粉末”或“液滴”當(dāng)運(yùn)動(dòng)到工作臺(tái)時(shí)再“充電”中和釋放；再利用第一道激光發(fā)生器按常規(guī)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行燒結(jié)成型。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0022]本發(fā)明提供的一種多功能組裝式3D打印裝置及方法，需要說明的是，分析上述結(jié)構(gòu)可知:該多功能組裝式3D打印裝置包括了多個(gè)單體打印組件，每個(gè)單體打印組件均由驅(qū)動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)裝置固定連接的不同類型的打印頭組成。驅(qū)動(dòng)裝置即(豎直升降機(jī)構(gòu)、圓周旋轉(zhuǎn)電機(jī)、水平伸縮機(jī)構(gòu))，既可以帶動(dòng)打印頭水平伸縮移動(dòng)，豎直方向升降移動(dòng)，也可以轉(zhuǎn)動(dòng)；從而調(diào)節(jié)各個(gè)打印頭的空間位置和姿態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)空間位置變化以便于一個(gè)或多個(gè)工作臺(tái)上的產(chǎn)品3D打印操作。最為重要的結(jié)構(gòu)是，該單體打印組件的打印頭可以兼容多種不同工藝打印頭，從而實(shí)現(xiàn)多種工藝打印的有機(jī)結(jié)合；這樣上述多功能組裝式3D打印裝置不僅可以在多個(gè)工作臺(tái)上就同一產(chǎn)品(或多個(gè)產(chǎn)品)使用同一工藝進(jìn)行3D打印，同時(shí)也可以在多個(gè)工作臺(tái)上就同一產(chǎn)品(或多個(gè)產(chǎn)品)使用多種不同的工藝打印頭實(shí)現(xiàn)不同工藝的3D打印，進(jìn)而大幅提升多功能組裝式3D打印裝置的打印工作效率以及適應(yīng)性兼容產(chǎn)品。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的多功能組裝式3D打印裝置(熔融沉積快速成型)的結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0024]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的多功能組裝式3D打印裝置(熔融沉積快速成型)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的多功能組裝式3D打印裝置(粉末粘合劑的三維打印技術(shù))的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的多功能組裝式3D打印裝置(選擇性激光燒結(jié)技術(shù))的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0027]圖5為本發(fā)明實(shí)施例三提供的多功能組裝式3D打印裝置的另一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖中:圓形底盤1、液壓泵站2、工作臺(tái)3、伸縮桿4、第二液壓缸5、旋轉(zhuǎn)電機(jī)6、圓周旋轉(zhuǎn)電機(jī)7、絲管8、原料盒9、齒輪環(huán)10、第一液壓缸11、噴嘴或激光發(fā)生器12、加熱器13、工作臺(tái)支架14、升降桿15、感光片16、信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置17、升降機(jī)架18。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面通過具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0030]實(shí)施例一
[0031]參見圖1、圖2和圖3，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多功能組裝式3D打印裝置，包括圓形底盤1、多個(gè)工作臺(tái)3、旋轉(zhuǎn)電機(jī)6、齒輪環(huán)10、單體打印組件；
[0032]所述圓形底盤I的中心設(shè)有安裝孔，所述安裝孔與所述安裝孔內(nèi)的齒輪環(huán)10同軸，多個(gè)工作臺(tái)3沿圓周方向間隔固定(具體通過工作臺(tái)支架14)在所述齒輪環(huán)10的側(cè)壁上；所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)6用于驅(qū)動(dòng)所述齒輪環(huán)10旋轉(zhuǎn)(需要說明的是，由于齒輪環(huán)被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而可以帶動(dòng)齒輪環(huán)側(cè)壁上固定連接的多個(gè)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn))；
[0033]多個(gè)單體打印組件位于所述安裝孔內(nèi)，每個(gè)單體打印組件均包括豎直升降機(jī)構(gòu)、圓周旋轉(zhuǎn)電機(jī)7、水平伸縮機(jī)構(gòu)以及打印頭；所述豎直升降機(jī)構(gòu)包括豎直設(shè)置在所述安裝孔內(nèi)部的第一液壓缸11和升降桿15 ;所述第一液壓缸11的活塞桿(即伸出端)與所述升降桿15固定連接；所述水平伸縮機(jī)構(gòu)包括水平設(shè)置的第二液壓缸5和伸縮桿4 ;所述第二液壓缸的活塞桿與所述伸縮桿固定連接；所述圓周旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)置在所述升降桿與所述第二液壓缸之間，所述圓周旋轉(zhuǎn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述第二液壓缸沿所述升降桿的同軸方向旋轉(zhuǎn)；所述伸縮桿與多個(gè)打印頭固定連接(即水平伸縮機(jī)構(gòu)在圓周旋轉(zhuǎn)電機(jī)的作用下可以在水平面沿垂直于圓盤半徑方向上移動(dòng))。
[0034]需要說明的是，分析上述結(jié)構(gòu)可知:該多功能組裝式3D打印裝置包括了多個(gè)單體打印組件，每個(gè)單體打印組件均由驅(qū)動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)裝置固定連