本發(fā)明涉及3d打印技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種3d打印機及打印方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，對于3d打印都是采用沿x軸、y軸、z軸三個方向的運動機構(gòu)帶動打印平臺及打印噴嘴的移動，實現(xiàn)根據(jù)設(shè)定路徑進行工件的打印。但是單個噴嘴的打印效率低下。而目前有采用多個噴嘴同時進行的3d打印機，如中國專利申請，專利申請?zhí)枮椋?016104073439的發(fā)明專利申請，其中在一個圓盤的連接件上設(shè)六個噴嘴，每個噴嘴可以沿半徑方向移動，同時圓盤的連接件可以轉(zhuǎn)動，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動60°，即可完成對整個圓周的打印，但是在打印不規(guī)則的部件時，會出現(xiàn)有些噴嘴打印的量大，有些噴嘴打印的量小，造成部分噴嘴需要等待，效率雖然有所提升，但還是比較慢；另外，控制器需要控制的設(shè)備多，造成控制難度大，成本高；最重要的一點是，每個噴嘴在移動至圓盤連接件的中心時，噴嘴的中心無法到達(dá)中心，從而造成了打印的盲區(qū)，打印性能差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)的不足而提供一種結(jié)構(gòu)簡單，能極大的提高打印效率的3d打印機及打印方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的一種3d打印機，它包括機架及設(shè)置在機架上沿三維空間中x軸方向往復(fù)運動的第一運動機構(gòu)、沿y軸方向往復(fù)運動的第二運動機構(gòu)、沿z軸方向往復(fù)運動的升降機構(gòu)，還包括設(shè)置在機架上的控制器，所述的第二運動機構(gòu)固定在機架的上端，整個第一運動機構(gòu)設(shè)置在第二運動機構(gòu)上，且第二運動機構(gòu)帶動第一運動機構(gòu)沿y軸方向往復(fù)運動，在機架上設(shè)置一根豎直方向的導(dǎo)向桿，在導(dǎo)向桿上滑動連接有打印平臺，所述的打印平臺與升降機構(gòu)連接，升降機構(gòu)帶動打印平臺在z軸方向往復(fù)運動；在第一運動機構(gòu)上設(shè)置有安裝架，第一運動機構(gòu)帶動安裝架在x軸方向往復(fù)運動；在安裝架上設(shè)置有一個旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的輸出軸豎直向下，在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的輸出軸上通過連接板固定有噴嘴安裝板，在噴嘴安裝板上安裝有至少兩個噴嘴，且其中一個噴嘴的中心線與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的輸出軸的中心線重合；在噴嘴的出口一端設(shè)置有加熱塊，每個噴嘴穿過加熱塊且加熱塊與噴嘴之間能實現(xiàn)熱量傳遞，在加熱塊上設(shè)置有加熱裝置，在機架上或者安裝架上設(shè)置有送料電機，送料電機為對應(yīng)的噴嘴供應(yīng)打印原料。上述方案中控制器用于控制第一運動機構(gòu)、第二運動機構(gòu)、升降機構(gòu)、送料電機、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)等。同時第一運動機構(gòu)、第二運動機構(gòu)的運動方向可以相互交換，效果等同。

所述的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括設(shè)置在安裝架旋轉(zhuǎn)電機和輸出軸，輸出軸豎直向下設(shè)置，在旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)軸上設(shè)置主動齒輪，在輸出軸上設(shè)置從動齒輪，主動齒輪與從動齒輪之間傳動連接。上述方案中，通過第一運動機構(gòu)、第二運動機構(gòu)帶動與輸出軸的中心線重合的噴嘴作為主噴嘴進行打印，同時通過升降機構(gòu)帶動打印平臺升降，主噴嘴側(cè)邊的一個噴嘴作為輔助噴嘴，其余噴嘴為第三噴嘴；在打印工件壁時，主噴嘴和輔助噴嘴同時打印工件壁，第一運動機構(gòu)和第二運動機構(gòu)帶動主噴嘴沿設(shè)定路線打印，而輔助噴嘴在第一運動機構(gòu)、第二運動機構(gòu)帶動下并通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)濺起旋轉(zhuǎn)一定角度實現(xiàn)輔助噴嘴打印的工件壁與主噴嘴打印的工件壁始終貼合；打印支撐材料和填充材料時，在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的轉(zhuǎn)動下，使主噴嘴、輔助噴嘴、第三噴嘴在與運動方向相垂直的豎直平面內(nèi)的投影間的間隔相同，主噴嘴、輔助噴嘴及第三噴嘴同時打印。通過上述機構(gòu)的設(shè)計及打印的方式，能實現(xiàn)兩個噴嘴同時打印工件壁，打印一次即可完成兩次的壁厚，提高了打印效率。另外在打印支撐材料、填充材料時效率更高。同時每個噴嘴打印的粗細(xì)度可降低，提高打印精度。

在噴嘴安裝板上設(shè)置有四個噴嘴，其中一個噴嘴的中心線與輸出軸的中心線重合，四個噴嘴在某一豎直平面內(nèi)的投影之間的間距相同。該結(jié)構(gòu)能更好的實現(xiàn)對支撐材料及填充材料的打印，使得支撐材料及填充材料的打印更加均勻。

四個噴嘴沿一條直線間隔設(shè)置或者四個噴嘴呈邊長相同的菱形設(shè)置。根據(jù)實際情況選擇即可，可控制各個噴嘴之間的間隙。

所述的輸出軸為中空結(jié)構(gòu)，送料電機輸送的打印原料穿過輸出軸后送入噴嘴。

作為優(yōu)化，在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)輸出軸上的噴嘴安裝板上設(shè)置兩個噴嘴，其中一個噴嘴的中心線與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的輸出軸的中心線重合；在安裝架上或者輸出軸上設(shè)置有一個或多個第二旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，第二旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上分別連接一個用于安裝噴嘴的連接桿，在連接桿的端部設(shè)置一個噴嘴，所有的噴嘴的出料點處于同一水平內(nèi)或者部分噴嘴的出料點之間的高度差為打印一層材料的厚度。該結(jié)構(gòu)的設(shè)計，能實現(xiàn)多個噴嘴同時打印工件壁，通過各個第二旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的角度變化，實現(xiàn)各個噴嘴打印的工件壁始終與主噴嘴打印的工件壁形狀一致，且逐層貼合，一次性打印的壁厚得到增加，極大的提高了打印效率。

作為優(yōu)化，在噴嘴安裝板上安裝有兩個噴嘴，且其中一個噴嘴的中心線與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的輸出軸的中心線重合；兩個噴嘴的出料點的高度差為打印一層材料的厚度。該結(jié)構(gòu)的設(shè)計，能在打印時多個噴嘴在z軸方向一次性打印多層，也能提高打印效率。

一種使用上述3d打印機的打印方法，通過第一運動機構(gòu)、第二運動機構(gòu)帶動與輸出軸的中心線重合的噴嘴作為主噴嘴進行打印，同時通過升降機構(gòu)帶動打印平臺升降，主噴嘴側(cè)邊的一個噴嘴作為輔助噴嘴，其余噴嘴為第三噴嘴；在打印工件壁時，主噴嘴和輔助噴嘴同時打印工件壁，第一運動機構(gòu)和第二運動機構(gòu)帶動主噴嘴沿設(shè)定路線打印，而輔助噴嘴在第一運動機構(gòu)、第二運動機構(gòu)帶動下并通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)一定角度實現(xiàn)輔助噴嘴打印的工件壁與主噴嘴打印的工件壁始終貼合；打印支撐材料和填充材料時，在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的轉(zhuǎn)動下，使主噴嘴、輔助噴嘴、第三噴嘴在與運動方向相垂直的豎直平面內(nèi)的投影間的間隔相同，主噴嘴、輔助噴嘴及第三噴嘴同時打印。

本發(fā)明所得到的一種3d打印機及打印方法，通過主噴嘴與輸出軸的中心線重合，并利用選機構(gòu)帶動輔助噴嘴轉(zhuǎn)動，使得輔助噴嘴打印的工件壁與在該位置處主噴嘴打印的工件壁之間貼合，一次打印壁厚加倍且精度不變，極大的提高了打印效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例2的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)與噴嘴連接處的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例2的噴嘴設(shè)置示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例3的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)與噴嘴連接處的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。

實施例1：

如圖1所示，本實施例描述的一種3d打印機，它包括機架1及設(shè)置在機架1上沿三維空間中x軸方向往復(fù)運動的第一運動機構(gòu)2、沿y軸方向往復(fù)運動的第二運動機構(gòu)3、沿z軸方向往復(fù)運動的升降機構(gòu)4，還包括設(shè)置在機架1上的控制器，所述的第二運動機構(gòu)3固定在機架1的上端，整個第一運動機構(gòu)2設(shè)置在第二運動機構(gòu)3上，且第二運動機構(gòu)3帶動第一運動機構(gòu)2沿y軸方向往復(fù)運動，在機架1上設(shè)置一根豎直方向的導(dǎo)向桿5，在導(dǎo)向桿5上滑動連接有打印平臺6，所述的打印平臺6與升降機構(gòu)4連接，升降機構(gòu)4帶動打印平臺6在z軸方向往復(fù)運動；在第一運動機構(gòu)2上設(shè)置有安裝架13，第一運動機構(gòu)2帶動安裝架13在x軸方向往復(fù)運動；在安裝架13上設(shè)置有一個旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7的輸出軸8豎直向下，在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7的輸出軸8上通過連接板固定有噴嘴安裝板9，在噴嘴安裝板9上安裝有兩個噴嘴10，且其中一個噴嘴10的中心線與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7的輸出軸8的中心線重合；在噴嘴10的出口一端設(shè)置有加熱塊12，每個噴嘴10穿過加熱塊12且加熱塊12與噴嘴10之間能實現(xiàn)熱量傳遞，在加熱塊12上設(shè)置有加熱裝置11，在機架1上或者安裝架13上設(shè)置有送料電機17，送料電機17為對應(yīng)的噴嘴10供應(yīng)打印原料。

所述的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7包括設(shè)置在安裝架13旋轉(zhuǎn)電機14和輸出軸8，輸出軸8豎直向下設(shè)置，在旋轉(zhuǎn)電機14的轉(zhuǎn)軸上設(shè)置主動齒輪16，在輸出軸8上設(shè)置從動齒輪15，主動齒輪16與從動齒輪15之間傳動連接。

實施例2：

如圖1、圖2、圖3所示，本實施例描述的一種3d打印機，它包括機架1及設(shè)置在機架1上沿三維空間中x軸方向往復(fù)運動的第一運動機構(gòu)2、沿y軸方向往復(fù)運動的第二運動機構(gòu)3、沿z軸方向往復(fù)運動的升降機構(gòu)4，還包括設(shè)置在機架1上的控制器，所述的第二運動機構(gòu)3固定在機架1的上端，整個第一運動機構(gòu)2設(shè)置在第二運動機構(gòu)3上，且第二運動機構(gòu)3帶動第一運動機構(gòu)2沿y軸方向往復(fù)運動，在機架1上設(shè)置一根豎直方向的導(dǎo)向桿5，在導(dǎo)向桿5上滑動連接有打印平臺6，所述的打印平臺6與升降機構(gòu)4連接，升降機構(gòu)4帶動打印平臺6在z軸方向往復(fù)運動；在第一運動機構(gòu)2上設(shè)置有安裝架13，第一運動機構(gòu)2帶動安裝架13在x軸方向往復(fù)運動；在安裝架13上設(shè)置有一個旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7的輸出軸8豎直向下，在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7的輸出軸8上通過連接板固定有噴嘴安裝板9，在噴嘴安裝板9上安裝四個噴嘴10，且其中一個噴嘴10的中心線與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7的輸出軸8的中心線重合；在噴嘴10的出口一端設(shè)置有加熱塊12，每個噴嘴10穿過加熱塊12且加熱塊12與噴嘴10之間能實現(xiàn)熱量傳遞，在加熱塊12上設(shè)置有加熱裝置11，在機架1上設(shè)置有送料電機17，送料電機17為對應(yīng)的噴嘴10供應(yīng)打印原料。

所述的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7包括設(shè)置在安裝架13旋轉(zhuǎn)電機14和輸出軸8，輸出軸8豎直向下設(shè)置，在旋轉(zhuǎn)電機14的轉(zhuǎn)軸上設(shè)置主動齒輪16，在輸出軸8上設(shè)置從動齒輪15，主動齒輪16與從動齒輪15之間傳動連接。

在噴嘴安裝板9上設(shè)置有四個噴嘴10，其中一個噴嘴10的中心線與輸出軸8的中心線重合，四個噴嘴10在某一豎直平面內(nèi)的投影之間的間距相同。四個噴嘴10呈邊長相同的菱形設(shè)置。

實施例3：

本實施例描述的一種3d打印機，它包括機架1及設(shè)置在機架1上沿三維空間中x軸方向往復(fù)運動的第一運動機構(gòu)2、沿y軸方向往復(fù)運動的第二運動機構(gòu)3、沿z軸方向往復(fù)運動的升降機構(gòu)4，還包括設(shè)置在機架1上的控制器，所述的第二運動機構(gòu)3固定在機架1的上端，整個第一運動機構(gòu)2設(shè)置在第二運動機構(gòu)3上，且第二運動機構(gòu)3帶動第一運動機構(gòu)2沿y軸方向往復(fù)運動，在機架1上設(shè)置一根豎直方向的導(dǎo)向桿5，在導(dǎo)向桿5上滑動連接有打印平臺6，所述的打印平臺6與升降機構(gòu)4連接，升降機構(gòu)4帶動打印平臺6在z軸方向往復(fù)運動；在第一運動機構(gòu)2上設(shè)置有安裝架13，第一運動機構(gòu)2帶動安裝架13在x軸方向往復(fù)運動；在安裝架13上設(shè)置有一個旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7的輸出軸8豎直向下，在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7的輸出軸8上通過連接板固定有噴嘴安裝板9，在噴嘴安裝板9上安裝兩個噴嘴10，且其中一個噴嘴10的中心線與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7的輸出軸8的中心線重合；在噴嘴10的出口一端設(shè)置有加熱塊12，每個噴嘴10穿過加熱塊12且加熱塊12與噴嘴10之間能實現(xiàn)熱量傳遞，在加熱塊12上設(shè)置有加熱裝置11，在機架1上或者安裝架13上設(shè)置有送料電機17，送料電機17為對應(yīng)的噴嘴10供應(yīng)打印原料。

所述的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7包括設(shè)置在安裝架13旋轉(zhuǎn)電機14和輸出軸8，輸出軸8豎直向下設(shè)置，在旋轉(zhuǎn)電機14的轉(zhuǎn)軸上設(shè)置主動齒輪16，在輸出軸8上設(shè)置從動齒輪15，主動齒輪16與從動齒輪15之間傳動連接。

在噴嘴安裝板9上設(shè)置有兩個噴嘴10，其中一個噴嘴10的中心線與輸出軸8的中心線重合，四個噴嘴10在某一豎直平面內(nèi)的投影之間的間距相同。

如圖4所示，在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7輸出軸8上的噴嘴安裝板9上設(shè)置兩個噴嘴10，其中一個噴嘴10的中心線與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7的輸出軸8的中心線重合；在輸出軸8上設(shè)置有一個第二旋轉(zhuǎn)機構(gòu)18，第二旋轉(zhuǎn)機構(gòu)18上分別連接一個用于安裝噴嘴10的連接桿，在連接桿的端部設(shè)置一個噴嘴10，所有的噴嘴10的出料點處于同一水平內(nèi)

實施例4：

本實施例描述的一種3d打印機，它包括機架1及設(shè)置在機架1上沿三維空間中x軸方向往復(fù)運動的第一運動機構(gòu)2、沿y軸方向往復(fù)運動的第二運動機構(gòu)3、沿z軸方向往復(fù)運動的升降機構(gòu)4，還包括設(shè)置在機架1上的控制器，所述的第二運動機構(gòu)3固定在機架1的上端，整個第一運動機構(gòu)2設(shè)置在第二運動機構(gòu)3上，且第二運動機構(gòu)3帶動第一運動機構(gòu)2沿y軸方向往復(fù)運動，在機架1上設(shè)置一根豎直方向的導(dǎo)向桿5，在導(dǎo)向桿5上滑動連接有打印平臺6，所述的打印平臺6與升降機構(gòu)4連接，升降機構(gòu)4帶動打印平臺6在z軸方向往復(fù)運動；在第一運動機構(gòu)2上設(shè)置有安裝架13，第一運動機構(gòu)2帶動安裝架13在x軸方向往復(fù)運動；在安裝架13上設(shè)置有一個旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7的輸出軸8豎直向下，在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7的輸出軸8上通過連接板固定有噴嘴安裝板9，在噴嘴安裝板9上安裝兩個噴嘴10，且其中一個噴嘴10的中心線與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7的輸出軸8的中心線重合；在噴嘴10的出口一端設(shè)置有加熱塊12，每個噴嘴10穿過加熱塊12且加熱塊12與噴嘴10之間能實現(xiàn)熱量傳遞，在加熱塊12上設(shè)置有加熱裝置11，在機架1上或者安裝架13上設(shè)置有送料電機17，送料電機17為對應(yīng)的噴嘴10供應(yīng)打印原料。

所述的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7包括設(shè)置在安裝架13旋轉(zhuǎn)電機14和輸出軸8，輸出軸8豎直向下設(shè)置，在旋轉(zhuǎn)電機14的轉(zhuǎn)軸上設(shè)置主動齒輪16，在輸出軸8上設(shè)置從動齒輪15，主動齒輪16與從動齒輪15之間傳動連接。

在噴嘴安裝板9上設(shè)置有兩個噴嘴10，其中一個噴嘴10的中心線與輸出軸8的中心線重合，四個噴嘴10在某一豎直平面內(nèi)的投影之間的間距相同。四個噴嘴10呈邊長相同的菱形設(shè)置。

在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7輸出軸8上的噴嘴安裝板9上設(shè)置兩個噴嘴10，其中一個噴嘴10的中心線與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7的輸出軸8的中心線重合；在輸出軸8上設(shè)置有一個第二旋轉(zhuǎn)機構(gòu)18，第二旋轉(zhuǎn)機構(gòu)18上分別連接一個用于安裝噴嘴10的連接桿，在連接桿的端部設(shè)置一個噴嘴10，部分噴嘴10的出料點之間的高度差為打印一層材料的厚度。

實施例5：

本實施例描述的一種3d打印機，它包括機架1及設(shè)置在機架1上沿三維空間中x軸方向往復(fù)運動的第一運動機構(gòu)2、沿y軸方向往復(fù)運動的第二運動機構(gòu)3、沿z軸方向往復(fù)運動的升降機構(gòu)4，還包括設(shè)置在機架1上的控制器，所述的第二運動機構(gòu)3固定在機架1的上端，整個第一運動機構(gòu)2設(shè)置在第二運動機構(gòu)3上，且第二運動機構(gòu)3帶動第一運動機構(gòu)2沿y軸方向往復(fù)運動，在機架1上設(shè)置一根豎直方向的導(dǎo)向桿5，在導(dǎo)向桿5上滑動連接有打印平臺6，所述的打印平臺6與升降機構(gòu)4連接，升降機構(gòu)4帶動打印平臺6在z軸方向往復(fù)運動；在第一運動機構(gòu)2上設(shè)置有安裝架13，第一運動機構(gòu)2帶動安裝架13在x軸方向往復(fù)運動；在安裝架13上設(shè)置有一個旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7的輸出軸8豎直向下，在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7的輸出軸8上通過連接板固定有噴嘴安裝板9，在噴嘴安裝板9上安裝有兩個噴嘴10，且其中一個噴嘴10的中心線與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7的輸出軸8的中心線重合；在噴嘴10的出口一端設(shè)置有加熱塊12，每個噴嘴10穿過加熱塊12且加熱塊12與噴嘴10之間能實現(xiàn)熱量傳遞，在加熱塊12上設(shè)置有加熱裝置11，在機架1上或者安裝架13上設(shè)置有送料電機17，送料電機17為對應(yīng)的噴嘴10供應(yīng)打印原料。

所述的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7包括設(shè)置在安裝架13旋轉(zhuǎn)電機14和輸出軸8，輸出軸8豎直向下設(shè)置，在旋轉(zhuǎn)電機14的轉(zhuǎn)軸上設(shè)置主動齒輪16，在輸出軸8上設(shè)置從動齒輪15，主動齒輪16與從動齒輪15之間傳動連接。

在噴嘴安裝板9上安裝有兩個噴嘴10，且其中一個噴嘴10的中心線與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7的輸出軸8的中心線重合；兩個噴嘴10的出料點的高度差為打印一層材料的厚度。

實施例6：

本實施例描述的一種使用實施例2中的3d打印機的打印方法，通過第一運動機構(gòu)2、第二運動機構(gòu)3帶動與輸出軸8的中心線重合的噴嘴10作為主噴嘴10-1進行打印，同時通過升降機構(gòu)4帶動打印平臺6升降，主噴嘴10-1側(cè)邊的一個噴嘴10作為輔助噴嘴10-2，其余噴嘴10為第三噴嘴10-3；在打印工件壁時，主噴嘴10-1和輔助噴嘴10-2同時打印工件壁，第一運動機構(gòu)2和第二運動機構(gòu)3帶動主噴嘴10-1沿設(shè)定路線打印，而輔助噴嘴10-2在第一運動機構(gòu)2、第二運動機構(gòu)3帶動下并通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7旋轉(zhuǎn)一定角度實現(xiàn)輔助噴嘴10-2打印的工件壁與主噴嘴10-1打印的工件壁始終貼合；打印支撐材料和填充材料時，在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)7的轉(zhuǎn)動下，使主噴嘴10-1、輔助噴嘴10-2、第三噴嘴10-3在與運動方向相垂直的豎直平面內(nèi)的投影間的間隔相同，主噴嘴10-1、輔助噴嘴10-2及第三噴嘴10-3同時打印。