本發(fā)明涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種3D打印設(shè)備的正負(fù)壓供墨系統(tǒng)及其工作方法。

背景技術(shù)：

近年來，3D打印技術(shù)蓬勃發(fā)展，其中以3DP即三維打印工藝技術(shù)為基礎(chǔ)的打印機(jī)，因其成形速度快、成形材料價(jià)格低、成形過程不需要支撐等優(yōu)勢，極具大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的潛力。

3DP打印技術(shù)與傳統(tǒng)噴墨打印技術(shù)類似，打印設(shè)備最關(guān)鍵的部件在于打印頭，打印頭影響著打印效率、打印質(zhì)量等。與傳統(tǒng)噴墨打印不同的是，工業(yè)級(jí)3DP三維打印設(shè)備的打印頭打印環(huán)境惡劣，打印過程容易發(fā)生堵塞。

現(xiàn)有技術(shù)中，與本發(fā)明最接近的3D打印設(shè)備的供墨系統(tǒng)記載的名稱為“3D打印機(jī)供墨系統(tǒng)”的一項(xiàng)實(shí)用新型專利。該專利申請日期為2014年11月4日，公開（公告）號(hào)為204196455U。其公開了一種3D打印機(jī)供墨系統(tǒng)，它包含墨袋、水性電磁閥、二級(jí)墨盒、液位傳感器、蝶形過濾器、噴頭、墨管、氣管以及負(fù)壓。由負(fù)壓系統(tǒng)和二級(jí)墨盒相連對(duì)其提供一定的負(fù)壓從而控制二級(jí)墨盒內(nèi)墨水的流量，來完成噴頭在工作時(shí)對(duì)墨水的需求。墨袋放在打印機(jī)的墨架上，墨水靠自重通過水性電磁閥流向二級(jí)墨盒，再通過蝶形過濾器到達(dá)噴頭。當(dāng)?shù)揭欢ㄒ何粫r(shí)，二級(jí)墨盒中的液位傳感器傳給控制板卡信號(hào)，控制板卡發(fā)出信號(hào)到水性電磁閥，水性電磁閥關(guān)閉，墨水將不會(huì)流向二級(jí)墨盒。隨著二級(jí)墨盒中墨水用量逐漸減少，液位傳感器發(fā)給板卡復(fù)位信號(hào)，控制水性電磁閥打開，墨水再次流經(jīng)水性電磁閥流向二級(jí)墨盒，以此往復(fù)循環(huán)供墨。該專利提供了一種負(fù)壓供墨系統(tǒng)，但其忽略了長時(shí)間負(fù)壓可能造成打印頭吸附塵埃堵塞的問題，同時(shí)其敘述的墨水靠自重通過水性電磁閥流向二級(jí)墨盒的技術(shù)方案，由于未考慮墨水的粘度及液管中的氣泡等因素，無法滿足環(huán)境惡劣的工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中3DP三維打印設(shè)備中打印環(huán)境惡劣，打印頭容易堵塞的問題，提供一種3D打印設(shè)備的正負(fù)壓供墨系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)3D打印過程中穩(wěn)定供墨的同時(shí)可對(duì)噴頭進(jìn)行定期清洗，防止噴頭堵塞，延長噴頭的使用壽命。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種3D打印設(shè)備的正負(fù)壓供墨系統(tǒng)，包括通過供墨管依次連接的液體箱、供墨泵、一級(jí)過濾器、二級(jí)過濾器、墨盒和噴頭，所述墨盒內(nèi)設(shè)有液位傳感器，所述液位傳感器與供墨泵連接用于控制供墨泵的啟停以保證墨盒內(nèi)供打印的墨量，所述墨盒通過兩位三通閥連接有正負(fù)壓系統(tǒng)，所述正負(fù)壓系統(tǒng)分時(shí)段為墨盒提供噴頭打印時(shí)的負(fù)壓和噴頭清洗時(shí)的正壓。

本發(fā)明的3D打印設(shè)備的正負(fù)壓供墨系統(tǒng)，液位傳感器適時(shí)檢測墨盒內(nèi)的液位信號(hào)，并將該信號(hào)及時(shí)反饋給供墨泵，控制供墨泵適時(shí)向墨盒內(nèi)加墨，以保證墨盒內(nèi)打印的墨量；并且墨盒通過兩位三通閥與正壓系統(tǒng)和負(fù)壓系統(tǒng)分時(shí)段連通，以便于提供噴頭打印時(shí)的負(fù)壓和噴頭清洗時(shí)的正壓，從而保證3D打印設(shè)備的穩(wěn)定供墨和適時(shí)清洗功能，以防止噴頭堵塞，提高打印質(zhì)量，延長噴頭的使用壽命。

為便于實(shí)現(xiàn)和清洗功能，所述噴頭打印時(shí)，兩位三通閥的輸入端與負(fù)壓系統(tǒng)連通，所述噴頭清洗時(shí)，兩三通閥與正壓系統(tǒng)連通。

為便于實(shí)現(xiàn)墨盒對(duì)多路噴頭的供墨，所述墨盒與噴頭之間還設(shè)有分油器。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種3D打印設(shè)備的正負(fù)壓供墨系統(tǒng)的工作方法，包括正壓供墨過程、負(fù)壓打印過程、正壓清洗過程；

所述正壓供墨過程中，供墨泵啟動(dòng)，墨水經(jīng)一級(jí)過濾器、二級(jí)過濾器向墨盒供墨，此時(shí)墨盒處于常壓下，墨水在液體輸送壓力和自重力的作用下從噴頭自動(dòng)滴墨并逐步排空墨盒及管道中的氣體，直至液位傳感器檢測墨盒中的墨量達(dá)到高液位時(shí)，供墨泵停止供墨，開始負(fù)壓打印過程；

所述負(fù)壓打印過程中，兩位三通閥與負(fù)壓系統(tǒng)連通，為墨盒提供負(fù)壓，當(dāng)負(fù)壓值達(dá)到噴頭工作的負(fù)壓值時(shí)，噴頭與墨盒之間壓力平衡，噴頭停止滴墨同時(shí)噴頭與墨盒之間的供墨管無回墨，噴頭啟動(dòng)，噴頭在自身內(nèi)部激勵(lì)電壓的作用下開始噴墨打印工作；當(dāng)液位傳感器檢測到墨盒內(nèi)的墨量達(dá)到下限量時(shí)，供墨泵再次開啟，向墨盒供墨直至達(dá)到高液位，供墨泵停止，同時(shí)噴頭持續(xù)噴墨打印，如此供墨泵反復(fù)供墨，噴頭持續(xù)噴墨打??；

正壓清洗過程，當(dāng)噴頭工作一段時(shí)間需要清洗時(shí)，噴頭停止工作，兩位三通閥切換至與正壓系統(tǒng)連通，向墨盒內(nèi)通正壓，使墨盒內(nèi)的墨水在壓力作用下從噴頭噴出，同時(shí)沖洗出噴頭內(nèi)的堵塞物實(shí)現(xiàn)噴頭的清洗。

本發(fā)明的D打印設(shè)備的正負(fù)壓供墨系統(tǒng)的工作方法，可以實(shí)現(xiàn)3D打印設(shè)備正常穩(wěn)定的供墨過程以保證噴頭持續(xù)打印的需要，同時(shí)根據(jù)打印工作量和噴頭的工作時(shí)間，適時(shí)對(duì)噴頭進(jìn)行清洗，以防止噴頭堵塞而影響打印質(zhì)量，降低噴頭使用壽命。

防保證打印質(zhì)量，所述噴頭設(shè)有工作位和停機(jī)位，所述負(fù)壓打印過程中，噴頭處于工作位，所述正壓供墨過程和正壓清洗過程，噴頭處于停機(jī)位。

為保證噴頭的工作負(fù)壓，墨盒內(nèi)，噴頭工作的負(fù)壓值為0.29—0.36bar。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的3D打印設(shè)備的正負(fù)壓供墨系統(tǒng)的原理圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1所示，為本發(fā)明的3D打印設(shè)備的正負(fù)壓供墨系統(tǒng)，包括通過供墨管依次連接的液體箱、供墨泵、一級(jí)過濾器、二級(jí)過濾器、墨盒和噴頭，墨盒內(nèi)設(shè)有液位傳感器，液位傳感器用于檢測墨盒內(nèi)的墨量并與供墨泵連接用于控制供墨泵的啟停以保證墨盒內(nèi)供打印的墨量，墨盒通過兩位三通閥連接有正負(fù)壓系統(tǒng)，正負(fù)壓系統(tǒng)分時(shí)段為墨盒提供噴頭打印時(shí)的負(fù)壓和噴頭清洗時(shí)的正壓。具體地，噴頭打印時(shí)，兩位三通閥的輸入端與負(fù)壓系統(tǒng)連通，噴頭清洗時(shí)，兩位三通閥切換至與正壓系統(tǒng)連通以便于實(shí)現(xiàn)噴頭的正壓清洗；為便于實(shí)現(xiàn)墨盒對(duì)多路噴頭的供墨，墨盒與噴頭之間還設(shè)有分油器。

本發(fā)明的3D打印設(shè)備的正負(fù)壓供墨系統(tǒng)，液位傳感器可以適時(shí)檢測墨盒內(nèi)的墨量，并將該信號(hào)及時(shí)反饋給供墨泵，控制供墨泵適時(shí)向墨盒內(nèi)加墨，以保證墨盒內(nèi)打印的墨量；并且墨盒通過兩位三通閥與正壓系統(tǒng)和負(fù)壓系統(tǒng)分時(shí)段連通，以便于提供噴頭打印時(shí)的負(fù)壓和噴頭清洗時(shí)的正壓，從而保證3D打印設(shè)備的穩(wěn)定供墨和適時(shí)清洗功能，以防止噴頭堵塞，提高打印質(zhì)量，延長噴頭的使用壽命。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供一種采用上述3D打印設(shè)備的正負(fù)壓供墨系統(tǒng)的工作方法，包括正壓供墨過程、負(fù)壓打印過程、正壓清洗過程；

正壓供墨過程中，將噴頭置于停機(jī)位，供墨泵啟動(dòng)，墨水經(jīng)一級(jí)過濾器、二級(jí)過濾器向墨盒供墨，此時(shí)墨盒處于常壓下，墨水在液體輸送壓力和自重力的作用下從噴頭自動(dòng)滴墨并逐步排空墨盒及管道中的氣體，直至液位傳感器檢測墨盒中的墨量達(dá)到高液位時(shí)，供墨泵停止供墨，開始負(fù)壓打印過程；

負(fù)壓打印過程中，噴頭移至工作位，兩位三通閥與負(fù)壓系統(tǒng)連通，為墨盒提供負(fù)壓，當(dāng)負(fù)壓值達(dá)到0.29—0.36bar，達(dá)到噴頭的工作壓力，噴頭與墨盒之間壓力平衡，噴頭停止滴墨同時(shí)噴頭與墨盒之間的供墨管無回墨，噴頭啟動(dòng)，噴頭在自身內(nèi)部激勵(lì)電壓的作用下開始噴墨打印工作；當(dāng)液位傳感器檢測到墨盒內(nèi)的墨量達(dá)到下限量時(shí)，供墨泵再次開啟，向墨盒供墨直至達(dá)到高液位，供墨泵停止，同時(shí)噴頭持續(xù)噴墨打印，如此供墨泵反復(fù)供墨，噴頭持續(xù)噴墨打?。划?dāng)噴頭工作一段時(shí)間需要清洗時(shí)，噴頭停止工作并移至停機(jī)位，兩位三通閥切換至與正壓系統(tǒng)連通，向墨盒內(nèi)通正壓，使墨盒內(nèi)的墨水在壓力作用下從噴頭噴出，同時(shí)沖洗出噴頭內(nèi)的堵塞物實(shí)現(xiàn)噴頭的清洗。

本發(fā)明的D打印設(shè)備的正負(fù)壓供墨系統(tǒng)的工作方法，可以實(shí)現(xiàn)3D打印設(shè)備正常穩(wěn)定的供墨過程以保證噴頭持續(xù)打印的需要，同時(shí)根據(jù)打印工作量和噴頭的工作時(shí)間，適時(shí)對(duì)噴頭進(jìn)行清洗，以防止噴頭堵塞而影響打印質(zhì)量，降低噴頭使用壽命。