本發(fā)明屬于3D打印領(lǐng)域，具體地說是涉及一種基于自蔓延反應(yīng)的3D打印設(shè)備。

背景技術(shù)：
3D打印機(jī)是屬于快速成形技術(shù)的一種機(jī)器，它以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運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。運用三維打印機(jī)打印模型，無需傳統(tǒng)的切削加工機(jī)床和模具，在計算機(jī)的控制下根據(jù)工件的三維模型，通過由點到線、由線到面、由面到體的分層離散與堆積過程，快速實現(xiàn)復(fù)雜三維實體的制造成形。英國《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志認(rèn)為，3D打印技術(shù)與其它數(shù)字化生產(chǎn)模式一起，將推動并實現(xiàn)第三次工業(yè)革命。目前，市場上已有各種商業(yè)化的3D打印方法及其裝備，包括光固化法、熔融沉積法、選區(qū)激光燒結(jié)法等。但現(xiàn)有的3D打印設(shè)備多是利用粉末激光燒結(jié)，成本高，打印速率慢，打印周期長，且需要持續(xù)供能以支持激光燒結(jié)。申請?zhí)枮?01310690756.9，公開號為103640221A的專利“一種3D打印設(shè)備”，內(nèi)置多根平行設(shè)置的矩形細(xì)管，并安裝截面為格狀的成型部件，主要解決的技術(shù)問題是克服目前3D打印設(shè)備擠出的物料的形狀和尺寸無法變化的缺陷。申請?zhí)枮?01310165946.9，公開號為103222528A的專利“3D打印設(shè)備及其送料系統(tǒng)”，包括：儲料罐；設(shè)置于所述儲料罐上，以加熱所述儲料罐內(nèi)物料至熔融狀態(tài)的加熱裝置；以及設(shè)置在所述儲料罐的出料口以對打印模型進(jìn)行冷卻的噴氣冷卻裝置；以及，與儲料罐相連，以驅(qū)動所述儲料罐內(nèi)熔融狀態(tài)物料被排出的排料驅(qū)動設(shè)備，主要解決的技術(shù)問題是提供一種3D打印設(shè)備的送料系統(tǒng)，以實現(xiàn)膠狀物或熔融后膠狀物的3D打印，從而拓展3D打印產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。這些技術(shù)無法快速獲得打印部件。受燒結(jié)溫度限制，備選材料較少。耗能高且批量生產(chǎn)能力較差。自蔓延是利用化學(xué)反應(yīng)自身放熱合成材料的一種技術(shù)，又被稱為燃燒合成（CombustionSynthesis）。自蔓延技術(shù)利用化學(xué)反應(yīng)自身放熱，完全（或部分）不需要外熱源。通過自動波快速燃燒的自維持反應(yīng)得到所需要的成分和結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。通過改變熱的釋放和傳輸速度來控制過程的速度、溫度、轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的成分及結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低廉、可快速打印的3D打印設(shè)備。為達(dá)上述目的，本發(fā)明這樣實現(xiàn)：包括打印部分、工作臺部分和機(jī)架；所述打印部分包括打印背板，所述打印背板通過燕尾槽與機(jī)架連接，與滾珠絲杠福配合，可上下移動；所述打印背板上固定第二控制器、點火裝置、流液口支撐板，所述流液口支撐板與熔液流液口過盈配合；所述打印背板還與粉末倉托板通過燕尾槽連接，所述粉末倉托板與滾珠絲杠副配合，可左右移動，所述粉末倉托板上裝卡數(shù)個自蔓延反應(yīng)粉末倉；所述工作臺部分包括第一控制器，還包括大托板，所述大托板通過燕尾槽與機(jī)架連接，與滾珠絲杠副配合，可左右移動；小托板通過燕尾槽與大托板連接，與滾珠絲杠副配合，可前后移動；在小托板上固定工作臺；所述第一控制器控制工作臺前后左右移動與打印背板的上下移動，所述第二控制器控制點火裝置點火與粉末倉托板左右移動。所述粉末倉托板與打印背板由燕尾槽配合，由電機(jī)通過齒輪組帶動絲杠轉(zhuǎn)動，所述電機(jī)固定于粉末倉托板上，所述絲杠轉(zhuǎn)動帶動粉末倉托板橫向移動，實現(xiàn)自蔓延粉末倉為熔液流液口供粉。所述小托板由燕尾槽與大托板配合，由電機(jī)通過齒輪組帶動絲杠轉(zhuǎn)動，所述電機(jī)固定于大托板上，所述絲杠轉(zhuǎn)動帶動小托板前后移動。所述打印部分由電機(jī)通過齒輪組帶動絲杠轉(zhuǎn)動，所述電機(jī)固定于機(jī)架上，所述絲杠轉(zhuǎn)動帶動打印背板上下移動。所述工作臺部分由電機(jī)通過齒輪組帶動絲杠轉(zhuǎn)動，所述電機(jī)固定于機(jī)架上，所述絲杠轉(zhuǎn)動帶動大托板左右移動。本發(fā)明裝置將自蔓延反應(yīng)與傳統(tǒng)3D打印相結(jié)合，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作安全，可移植性高，成本低廉，可以提高反應(yīng)速率，縮短打印周期，可以快速大量獲得打印產(chǎn)品，并且可應(yīng)用多種金屬粉末材料。本發(fā)明打印裝備供料部分使用自蔓延粉末熔融金屬液。工作臺部分實現(xiàn)X,Y軸向移動，控制工件形狀，打印部分實現(xiàn)Z軸移動，控制工件厚度。粉末倉托板可一次安裝數(shù)個自蔓延粉末倉，保證供料持續(xù)性。自蔓延粉末倉與熔液流液口分離，保證自蔓延粉末倉多次重復(fù)使用。本發(fā)明提供的3D打印設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單，操作安全，可移植性高，成本低廉，可以提高反應(yīng)速率，縮短打印周期，快速大量獲得打印產(chǎn)品，并且可應(yīng)用多種金屬粉末材料。附圖說明圖1為本發(fā)明裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明裝置的工作臺部分示意圖；圖3為本發(fā)明裝置的打印部分示意圖；圖4為本發(fā)明裝置的機(jī)架示意圖；圖5為本發(fā)明裝置的大托板示意圖；圖6為本發(fā)明裝置的小托板示意圖；圖7為本發(fā)明裝置的打印背板示意圖；圖8為本發(fā)明裝置的熔液流液口示意圖；圖9為本發(fā)明裝置的粉末倉托板示意圖；圖10為本發(fā)明裝置的自蔓延粉末倉示意圖；圖11為本發(fā)明裝置的工作臺示意圖；其中：1.機(jī)架；2.大托板；3.小托板；4.工作臺；5.流液口支撐板；6.熔液流液口；7.粉末倉托板；8.自蔓延粉末倉；9.打印背板；10.齒輪組；11.電機(jī)；12.絲杠；13.點火裝置；14.第一控制器；15.第二控制器。具體實施方式為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。如圖1所示，一種基于自蔓延反應(yīng)的3D打印設(shè)備，包括打印部分、工作臺部分和機(jī)架；所述打印部分包括打印背板9，所述打印背板9通過燕尾槽與機(jī)架1連接，與滾珠絲杠福配合，可上下移動；所述打印背板9上固定第二控制器15、點火裝置13、流液口支撐板5，所述流液口支撐板5與熔液流液口6過盈配合；所述打印背板9還與粉末倉托板7通過燕尾槽連接，所述粉末倉托板7與滾珠絲杠副配合，可左右移動，所述粉末倉托板7上裝卡數(shù)個自蔓延反應(yīng)粉末倉8；所述工作臺部分包括第一控制器14，還包括大托板2，所述大托板2通過燕尾槽與機(jī)架1連接，與滾珠絲杠副配合，可左右移動；小托板3通過燕尾槽與大托板2連接，與滾珠絲杠副配合，可前后移動；在小托板3上固定工作臺4；所述第一控制器14控制工作臺4前后左右移動與打印背板9的上下移動，所述第二控制器15控制點火裝置13點火與粉末倉托板7左右移動。使用本發(fā)明裝置進(jìn)行3D打印時，對需要打印的部件進(jìn)行尺寸測量及材料分析。使用計算機(jī)三維建模軟件CATIA為部件建模，并錄入測量的數(shù)據(jù)。將建成的三維模型分割成二維截面，并將截面信息傳輸給第一控制器14和第二控制器15。第一控制器14調(diào)取第一層二維截面信息，控制電機(jī)11、帶動3D打印工作臺部分工作進(jìn)行前后、左右、四個自由度的運動，使待打印部位距離熔液流液口6一定距離，且熔液流液口6相對3D打印工作臺部分移至第一層二維截面的邊緣坐標(biāo)的起始位置，設(shè)定填充率為0，層數(shù)為1，開始工作。3D打印工作臺部分移動使得熔液流液口6做相對運動，運動路徑總和構(gòu)成三維模型分割成的第一層二維截面。第一控制器14工作同時，第二控制器15通過控制電機(jī)控制自蔓延反應(yīng)部分工作，反應(yīng)部分由陶瓷材料分割成若干小倉，每一倉內(nèi)裝有鋁基自蔓延反應(yīng)金屬粉末，根據(jù)模型正在打印的第一層二維截面需要打印的高度值決定反應(yīng)金屬粉末總量，移動粉末倉托板7，使第一倉正對熔液流液口6，通過點火裝置13引燃粉末，融化粉末倉底部蓋板，使金屬液從流口流出，材料附著在待打印部位，第一倉金屬熔液用盡時，移動粉末倉托板7，使下一倉正對熔液流液口6，引燃下一倉。當(dāng)?shù)谝粚佣S截面打印完畢后，金屬熔液還處于半熔融狀態(tài)，使打印部分控制器通過電機(jī)11控制打印背板9上升一定高度，開始打印下一層。當(dāng)打印全部完成時，打印部分控制器關(guān)閉熔液流液口6，打印部分控制器將打印背板9移至Z軸最大尺寸處，計算機(jī)記錄打印時間，打印用料情況。取下打印部件，清理打印平臺，更換自蔓延粉末倉8和熔液流液口6。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。