雙級(jí)3d打印機(jī)的制作方法
【專利摘要】一臺(tái)雙級(jí)3D打印機(jī)包括：一個(gè)框架；一個(gè)帶噴嘴的擠出裝置，噴嘴用于擠出原材料；一個(gè)位于擠出裝置下方的堆壘基板裝置，堆壘基板裝置接收原材料以逐層打印物體；一個(gè)位于擠出裝置和堆壘基板裝置之間的切割裝置，切割裝置用于碾碎或切割在堆壘基板裝置上打印的物體，其中框架與堆壘基板裝置、擠出裝置和切割裝置的外部相連，堆壘基板裝置和切割裝置沿著框架垂直移動(dòng)，噴嘴在平面上移動(dòng)。
【專利說明】雙級(jí)3D打印機(jī)
[0001 ] 本申請(qǐng)要求以下韓國專利申請(qǐng)的權(quán)利:韓國專利申請(qǐng)?zhí)?0-2015-0008761，2015年I月19日提交至韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)辦公室，韓國專利申請(qǐng)?zhí)?0-2015-0020296，2015年2月10日提交至韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)辦公室，韓國專利申請(qǐng)?zhí)?0-2015-0054503，2015年4月17日提交至韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)辦公室，專利申請(qǐng)全部公開內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]一個(gè)以上與雙級(jí)3D打印機(jī)相關(guān)的示范性實(shí)施例，更具體地說，一臺(tái)雙級(jí)3D打印機(jī)包括一臺(tái)擠出裝置、一個(gè)堆皇基板裝置和一臺(tái)位于堆皇基板裝置上方的切割裝置，其中，擠出裝置和切割裝置的間距、切割裝置和堆皇基板裝置的間距是可變的，這樣可以在逐層打印的同時(shí)進(jìn)行切割或碾碎操作。
【背景技術(shù)】
[0003]近來，3D打印機(jī)被廣泛應(yīng)用于各種不同的領(lǐng)域，很多應(yīng)用領(lǐng)域都考慮使用3D打印機(jī)。過去一兩年中，3D打印機(jī)在韓國非常流行，韓國很多商店都有出售，如網(wǎng)店等。在其他國家，3D打印機(jī)的連鎖反應(yīng)和廣泛關(guān)注度使其被認(rèn)為是新工業(yè)革命打印機(jī)。
[0004]雖然3D打印機(jī)的技術(shù)發(fā)展迅速，但是想要精確地使用3D打印機(jī)將物體打印成所要求的形狀仍有困難。而且3D打印機(jī)的打印速度相當(dāng)慢。由于3D打印機(jī)使用原材料逐層打印，所打印的物體的層級(jí)間通常會(huì)形成階梯狀的部分，結(jié)果就需要進(jìn)行額外的切割或碾碎操作以移除這些階梯狀的部分。
[0005]因此，原材料被逐層打印成物體后，一般需要單獨(dú)進(jìn)行切割操作，這樣就會(huì)產(chǎn)生額外的時(shí)間和成本。因此，我們需要3D打印機(jī)在逐層打印物體的同時(shí)能夠進(jìn)行切割操作。
[0006][相關(guān)技術(shù)文檔]
[0007][專利文檔]韓國專利申請(qǐng)公開發(fā)表編號(hào):10-2014-0036285

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]一個(gè)以上示范性實(shí)施例包括一臺(tái)雙級(jí)3D打印機(jī)，該雙級(jí)3D打印機(jī)包括一臺(tái)擠出裝置、一個(gè)堆皇基板裝置和一臺(tái)位于堆皇基板裝置上方的切割裝置，其中，擠出裝置和切割裝置的間距、切割裝置和堆皇基板裝置的間距是可變的，這樣可以在逐層打印的同時(shí)進(jìn)行切割或碾碎操作。
[0009]其他方面一部分將在下列描述中作詳盡地解釋，一部分在描述中顯而易見，或通過運(yùn)用所展示的實(shí)施例得以體現(xiàn)。
[0010]根據(jù)一個(gè)以上示范性實(shí)施例，一臺(tái)雙級(jí)3D打印機(jī)包括:一臺(tái)用于擠出原材料的擠出裝置;一個(gè)位于擠出裝置下方、用于接收原材料的堆皇基板裝置，這樣物體在堆皇基板裝置上逐層打印，擠出裝置和堆皇基板裝置之間為一臺(tái)切割裝置，用于碾碎或切割在堆皇基板裝置上打印的物體，擠出裝置和切割裝置的間距、切割裝置和堆皇基板裝置的間距均可變動(dòng)。
[0011]該3D打印機(jī)還包括一個(gè)框架，該框架位于擠出裝置、切割裝置和堆皇基板裝置之夕卜，并且可以垂直伸展，用于連接擠出裝置、切割和裝置和堆皇基板裝置中的一個(gè)或多個(gè)，這樣擠出裝置、切割裝置和堆皇基板裝置可沿著框架垂直移動(dòng)。
[0012]該框架包括多個(gè)垂直伸展的主導(dǎo)梁，多個(gè)主導(dǎo)梁內(nèi)側(cè)各自形成主導(dǎo)軌，主導(dǎo)向件位于擠出裝置、切割裝置和堆皇基板裝置中的一個(gè)或多個(gè)的外部，分別連接主導(dǎo)軌，這樣擠出裝置、切割裝置和堆皇基板裝置可沿著主導(dǎo)軌垂直移動(dòng)。
[0013]該框架還包括:一個(gè)外框，外框含多個(gè)排列成圓形的外導(dǎo)梁;一個(gè)可旋轉(zhuǎn)框架，可旋轉(zhuǎn)框架包括一個(gè)以上可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)梁，其中可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)梁排列在外導(dǎo)梁形成的圓圈內(nèi)部，這樣切割裝置連接可旋轉(zhuǎn)框架內(nèi)部并且可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)梁可以垂直伸展，這樣，切割裝置可沿著可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)梁垂直移動(dòng)，可旋轉(zhuǎn)框架在外框內(nèi)繞著外部導(dǎo)梁形成的圓圈中心旋轉(zhuǎn)，因此切割裝置可移動(dòng)。
[0014]可旋轉(zhuǎn)框架還包括一個(gè)環(huán)形連接件，環(huán)形連接件連接可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)梁較低的部位并且與外部導(dǎo)梁形成的圓圈同軸，外框包括一個(gè)圓柱形連接件，圓柱形連接件連接外部導(dǎo)梁較低的部位并且插入環(huán)形連接件中，環(huán)形連接件在圓柱形連接件上旋轉(zhuǎn)以帶動(dòng)可旋轉(zhuǎn)框架旋轉(zhuǎn)。
[0015]堆皇基板裝置包括一個(gè)高度調(diào)整裝置，該裝置位于堆皇基板裝置下方的圓柱形連接件上，用于調(diào)整堆皇基板裝置的高度。
[0016]堆皇基板裝置包括:一個(gè)具有一定面積的第一鉆模;一個(gè)位于第一鉆模上方的基床，基床用于接收從擠出裝置擠出的原材料，其中基床上可形成多個(gè)支撐孔。
[0017]該基床包括第一到第三塊具有一定面積的、依次被堆皇的造板，第一到第三造板分別包括第一到第三支撐孔，這樣第一到第三造板可各自與第一到第三支撐孔垂直對(duì)齊或錯(cuò)位以平行移動(dòng)。
[0018]該3D打印機(jī)還包括一個(gè)位于第一鉆模較低部位的高度調(diào)整裝置，該裝置用于垂直移動(dòng)第一鉆模。
[0019]該高度調(diào)整裝置垂直長度是可變的，這樣可以垂直移動(dòng)第一鉆模和基床。
[0020]第一主導(dǎo)向件可位于第一鉆模的外部，連接主導(dǎo)軌，第一個(gè)鉆?？裳刂鲗?dǎo)軌垂直移動(dòng)。
[0021]擠出裝置包括:一個(gè)與框架相連的第二鉆模，以及第二鉆模所包含的空間；一個(gè)位于第二鉆模內(nèi)的擠出機(jī)，其中第二鉆模包括一個(gè)位于其空間內(nèi)的第一導(dǎo)梁，第一導(dǎo)梁至少可朝一個(gè)方向伸展，擠出機(jī)包括一個(gè)第二導(dǎo)梁，第二導(dǎo)梁與第一導(dǎo)梁相連且垂直于第一導(dǎo)梁伸展，第二導(dǎo)梁沿著第一導(dǎo)梁以第一導(dǎo)梁伸展的方向移動(dòng)，同時(shí)，將一個(gè)噴嘴連接于第二導(dǎo)梁，噴嘴沿著第二導(dǎo)梁以第二導(dǎo)梁伸展的方向移動(dòng)。
[0022]第二鉆模還包括第三主導(dǎo)向件，第三主導(dǎo)向件與主導(dǎo)軌相連，這樣第二鉆模可沿著主導(dǎo)軌移動(dòng)。
[0023]切割裝置包括:一個(gè)包括第二主導(dǎo)向件的第三鉆模，以及第三鉆模所包含的空間，第二主導(dǎo)向件位于第三鉆模的外部，與主導(dǎo)軌相連，這樣第三鉆?？裳刂鲗?dǎo)軌垂直移動(dòng)；一個(gè)位于第三鉆模內(nèi)的切割機(jī);一個(gè)連接第三鉆模和切割裝置的連接裝置，其中連接包裝置包括一條以上支柱，支柱的結(jié)構(gòu)是可變的，這樣切割機(jī)可在第三鉆模內(nèi)移動(dòng)。
[0024]第三鉆模還包括一條沿著其內(nèi)圓形成的內(nèi)導(dǎo)軌，連接裝置還包括一個(gè)內(nèi)導(dǎo)向件，內(nèi)導(dǎo)向件與內(nèi)導(dǎo)軌相連并且沿著內(nèi)導(dǎo)軌移動(dòng)，一條以上支柱與內(nèi)導(dǎo)向件相連，同時(shí)，切割機(jī)隨著內(nèi)導(dǎo)向件的移動(dòng)在第三鉆模內(nèi)移動(dòng)。
[0025]第三鉆模的形狀為具有預(yù)定曲率半徑的環(huán)形，這樣環(huán)形內(nèi)的空間是圓形的，沿著第三鉆模的內(nèi)圓形成具有預(yù)定曲率半徑的內(nèi)導(dǎo)軌，內(nèi)導(dǎo)向件的曲率半徑與內(nèi)導(dǎo)軌的曲率半徑相同，這樣內(nèi)導(dǎo)向件可沿著內(nèi)導(dǎo)軌移動(dòng)。
[0026]每條支柱包括一個(gè)單鏈環(huán)或多個(gè)串聯(lián)鏈環(huán)，單鏈環(huán)或多個(gè)串聯(lián)鏈環(huán)可伸展到預(yù)定的長度以連接內(nèi)導(dǎo)向件和切割機(jī)，多鏈環(huán)末端相互連接并在第三鉆模內(nèi)的平面上旋轉(zhuǎn)，這樣切割機(jī)可以在平面上移動(dòng)。
[0027]可以準(zhǔn)備三條支柱，將三條支柱的一端連接切割機(jī)、另一端連接內(nèi)導(dǎo)向件使三條支柱并行連接。
[0028]連接裝置包括一條第一支柱，一條第二支柱和一條第三支柱，第二支柱位于第一支柱和第三支柱之間，第一支柱包括第一鏈環(huán)和第二鏈環(huán)，第一鏈環(huán)和第二鏈環(huán)通過鉸鏈相互旋轉(zhuǎn)連接，第二支柱包括第三鏈環(huán)，第三支柱包括第四鏈環(huán)和第五鏈環(huán)，第四鏈環(huán)和第五鏈環(huán)通過鉸鏈相互旋轉(zhuǎn)連接。
[0029]至少一條支柱的長度是可變的，這樣切割機(jī)可以在第三鉆模內(nèi)移動(dòng)。
[0030]切割裝置包括:一個(gè)環(huán)形鉆模，環(huán)形鉆模含一個(gè)中心軸、半徑和此內(nèi)的空間的；多個(gè)徑向連接環(huán)形鉆模外部的支架，這樣環(huán)形鉆?？梢岳@中心軸旋轉(zhuǎn);一個(gè)位于環(huán)形鉆模內(nèi)的切割機(jī);一個(gè)連接環(huán)形鉆模和切割機(jī)的連接裝置，其中多個(gè)支架分別連接主導(dǎo)梁，支架包括形位于其外部的第二主導(dǎo)向件，第二主導(dǎo)向件連接主導(dǎo)軌，這樣支架可沿著主導(dǎo)軌垂直移動(dòng)，連接裝置包括一條以上結(jié)構(gòu)可變的支柱，這樣切割機(jī)可在環(huán)形鉆模內(nèi)移動(dòng)。
[0031]支架還包括位于其內(nèi)部的曲線導(dǎo)軌，曲線導(dǎo)軌與環(huán)形鉆模相連，且曲線導(dǎo)軌的曲率半徑與環(huán)形鉆模的曲率半徑相同，這樣環(huán)形鉆?？裳刂€導(dǎo)軌旋轉(zhuǎn)。
[0032]每條支柱包括一個(gè)單鏈環(huán)或多個(gè)串聯(lián)鏈環(huán)，單鏈環(huán)或多個(gè)串聯(lián)鏈環(huán)可伸展到預(yù)定的長度以連接環(huán)形鉆模和切割機(jī)，多個(gè)串聯(lián)鏈環(huán)末端相互連接，并且在環(huán)形鉆模內(nèi)的平面上旋轉(zhuǎn)，這樣切割機(jī)可在平面上移動(dòng)。
[0033]可以準(zhǔn)備三條支柱，將三條支柱的一端連接切割機(jī)、另一端連接環(huán)形鉆模，這樣三條支柱并行連接。
[0034]連接裝置包括一條第一支柱、一條第二支柱和一條第三支柱，第二支柱位于第一支柱和第三支柱中間，第一支柱包括第一鏈環(huán)和第二鏈環(huán)，第一鏈環(huán)和第二鏈環(huán)通過鉸鏈相互旋轉(zhuǎn)連接，第二支柱包括第三鏈環(huán)，第三支柱包括第四鏈環(huán)和第五鏈環(huán)，第四鏈環(huán)和第五鏈環(huán)通過鉸鏈相互旋轉(zhuǎn)連接。
[0035]至少一條支柱的長度是可變的，這樣切割機(jī)可以在空間內(nèi)移動(dòng)。
[0036]切割機(jī)還包括:一個(gè)用于連接一條或多條支柱的外罩;一個(gè)用于連接外罩的切割工具，其中用于連接外罩的切割工具可繞與鏈環(huán)旋轉(zhuǎn)的平面平行的中心軸向上或向下旋轉(zhuǎn)。
[0037]切割機(jī)還包括:一個(gè)鉆頭，一個(gè)用于吹風(fēng)的鼓風(fēng)機(jī)。
[0038]框架包括多個(gè)垂直伸展的主導(dǎo)梁，可以有四個(gè)主導(dǎo)梁以排列成正方形，堆皇基板裝置連接至某個(gè)垂直伸展的主導(dǎo)梁，切割裝置連接至其他垂直伸展的主導(dǎo)梁，堆皇基板裝置和切割裝置沿著主導(dǎo)軌垂直移動(dòng)。
【附圖說明】
[0039]下面通過實(shí)施例和附圖進(jìn)行舉例說明，以使上述內(nèi)容易于理解。
[0040]圖1和圖2根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例舉例說明一臺(tái)雙級(jí)3D打印機(jī)；
[0041 ]圖3通過另一個(gè)示范性實(shí)施例舉例說明該雙級(jí)3D打印機(jī)；
[0042]圖4通過另一個(gè)示范性實(shí)施例舉例說明該雙級(jí)3D打印機(jī)；
[0043 ]圖5至圖7通過另一個(gè)示范性實(shí)施例舉例說明該雙級(jí)3D打印機(jī)；
[0044]圖8和圖13通過一個(gè)示范性實(shí)施例舉例說明該雙級(jí)3D打印機(jī)的堆皇基板裝置；
[0045]圖14和圖16通過另一個(gè)示范性實(shí)施例舉例說明該雙級(jí)3D打印機(jī)的堆皇基板裝置；
[0046]圖17至圖20通過另一個(gè)示范性實(shí)施例舉例說明該雙級(jí)3D打印機(jī)的堆皇基板裝置；
[0047]圖21和圖24通過另一個(gè)示范性實(shí)施例舉例說明該雙級(jí)3D打印機(jī)的堆皇基板裝置；
[0048]圖25和圖26通過另一個(gè)示范性實(shí)施例舉例說明該雙級(jí)3D打印機(jī)的擠出裝置；
[0049]圖27至圖32通過一個(gè)示范性實(shí)施例舉例說明該雙級(jí)3D打印機(jī)的切割裝置；
[0050]圖33和圖34通過另一個(gè)示范性實(shí)施例舉例說明該雙級(jí)3D打印機(jī)的切割裝置；
[0051 ]圖35至圖39通過另一個(gè)示范性實(shí)施例舉例說明該雙級(jí)3D打印機(jī)的切割裝置；
[0052]圖40通過一個(gè)示范性實(shí)施例舉例說明該雙級(jí)3D打印機(jī)堆皇基板裝置的一個(gè)支架；
[0053]圖41至圖48通過另一個(gè)實(shí)施例舉例說明該雙級(jí)3D打印機(jī)；
[0054]圖49舉例說明雙級(jí)3D打印機(jī)將打印的一個(gè)示范性目標(biāo)物體；
[0055]圖50至圖57通過一個(gè)示范性實(shí)施例舉例說明雙級(jí)3D打印機(jī)打印一個(gè)目標(biāo)物體的過程。
[0056]圖58通過該示范性實(shí)施例舉例說明雙級(jí)3D打印機(jī)打印的一個(gè)示范性物體。
【具體實(shí)施方式】
[0057]以下內(nèi)容將結(jié)合【附圖說明】示范性實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)、特征以及其實(shí)施方法。然而，實(shí)施例形式各異，因此不得被解讀為僅限于此文所描述的實(shí)施例。當(dāng)然，我們提供這些實(shí)施例以求全面完整地展示雙級(jí)3D打印機(jī)，并且向所屬領(lǐng)域技術(shù)人員全面?zhèn)鬟f該發(fā)明性概念。因此，本發(fā)明概念的范圍通過以下權(quán)利要求進(jìn)行定義。在本專利公開中，相同參考數(shù)據(jù)始終指代相同元素。
[0058]空間位置相關(guān)的術(shù)語，如“下方”“下面” “較低的” “上方” “上面” “側(cè)邊” “側(cè)面”等等，在下文中被應(yīng)用以方便描述附圖舉例說明的一個(gè)零件或要素與另一零件或要素的位置關(guān)系?？梢岳斫鉃檫@些空間位置相關(guān)的術(shù)語意在表示一個(gè)正在使用或操作中的零件除附圖所示方位外的其他不同的方位。例如，如果將附圖中的零件進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，一個(gè)本來位于另一零件“上方”的零件則隨后被描述為位于另一零件的“下方”。因此，術(shù)語“上方”可能被視為“上方”或“下方”。零件也可能有其他方位，這樣的話空間位置相關(guān)的術(shù)語應(yīng)相應(yīng)地進(jìn)行解讀。
[0059]在下列說明中，技術(shù)性術(shù)語僅用于解釋示范性實(shí)施例，不起限制性的作用。除非特別說明，單數(shù)形式的術(shù)語可包含復(fù)數(shù)形式?！鞍被颉坝?。。。包含”的意思是指一個(gè)元素、步驟、流程、操作和/或一個(gè)零件，但不排除其他元素、步驟、流程、操作或零件。
[0060]除非特別說明，所有術(shù)語(包括技術(shù)性術(shù)語和科學(xué)性術(shù)語)同其在一般技術(shù)中所表示的意思相同。可以進(jìn)一步理解為術(shù)語，比如一般字典中定義的術(shù)語，除非特別說明，不得被解釋為理想主義或過度形式主義。
[0061]在附圖中，元素或零件的厚度、尺寸或形狀為方便說明和闡述將被放大、省略或如附圖所示。也就是說每一元素的尺寸和面積與其實(shí)際的尺寸和面積可能不同。
[0062]另外，文中解釋結(jié)構(gòu)時(shí)所提及的方向都基于附圖。因此，如下文未明確指出方向的參考點(diǎn)或位置關(guān)系，請(qǐng)參考附圖。
[0063 ]圖1和圖2通過一個(gè)示范性實(shí)施例舉例說明一臺(tái)雙級(jí)3D打印機(jī)。
[0064]該雙級(jí)3D打印機(jī)包括:一臺(tái)擠出原材料的擠出裝置300;—個(gè)位于擠出裝置300下方的堆皇基板裝置200，堆皇基板裝置200將原材料接收至其表面并逐層打?。灰慌_(tái)位于堆皇基板裝置200和擠出裝置300之間的切割裝置400，切割裝置400用于碾碎或切割在堆皇基板裝置200上打印的物體，其中擠出裝置300與切割裝置400的間距、切割裝置400與堆皇基板裝置200的間距是可變的。
[0065]擠出裝置300擠出原材料，因此需要將一個(gè)原材料供應(yīng)裝置連接擠出裝置300以提供原材料，擠出裝置300包括一個(gè)噴嘴340，原材料從噴嘴擠出。原材料可以是固體材料、凝膠或適合打印一定物體的液體物料。當(dāng)然，原材料不局限于此。噴嘴340擠出原材料后，原材料在堆皇基板裝置200上逐層堆皇(后文將作詳細(xì)描述)。此時(shí)，原材料逐層擠出的位置可通過平移擠出裝置300上的噴嘴340進(jìn)行調(diào)整。
[0066]堆皇基板裝置200位于擠出裝置300的下方，其形狀類似于一個(gè)架子，這樣，擠出裝置300擠出來的原材料在堆皇基板裝置200上逐層排列以打印成物體。
[0067]切割裝置400位于擠出裝置300和堆皇基板裝置200之間。切割裝置400在擠出裝置300和堆皇基板裝置200之間移動(dòng)的同時(shí)切割或碾碎在堆皇基板裝置200上打印的物體。
[0068]切割裝置400位于擠出裝置300和堆皇基板裝置200之間。切割裝置400在擠出裝置300和堆皇基板裝置200之間移動(dòng)的同時(shí)切割或碾碎在堆皇基板裝置200上打印的物體。
[0069]擠出裝置300和切割裝置400的間距、切割裝置400和堆皇基板裝置200的間距是可變的。也就是說，從擠出裝置300擠出的原材料在堆皇基板裝置200上逐層排列，擠出裝置300和堆皇基板裝置200之間的距離被調(diào)整，切割裝置400在擠出裝置300和堆皇基板裝置200之間移動(dòng)的同時(shí)切割或碾碎物體。通過這種方式，擠出和排列原材料的同時(shí)可以對(duì)打印物體進(jìn)行切割或碾碎操作。
[0070]如上文所述，該示范性實(shí)施例中的3D打印機(jī)具有雙級(jí)結(jié)構(gòu)。也就是說，擠出裝置300、切割裝置400和堆皇基板裝置200依次向下排列，切割裝置400對(duì)在堆皇基板裝置200上堆皇原材料而逐層打印的物體進(jìn)行切割或碾碎。因此，堆皇操作和切割操作可同時(shí)進(jìn)行。
[0071]擠出裝置300、堆皇基板裝置200和切割裝置400通過一個(gè)框架100連接并得到支撐。下文將根據(jù)框架100說明示范性實(shí)施例。
[0072]框架100位于堆皇基板裝置200、擠出裝置300和切割裝置400的外面，連接堆皇基板裝置200、擠出裝置300和切割裝置400中的一個(gè)或多個(gè)并可以垂直伸展。因此，堆皇基板裝置200、擠出裝置300、切割裝置400可沿著切割裝置400垂直移動(dòng)，同時(shí)，在框架100內(nèi)，堆皇基板裝置200、擠出裝置300和切割裝置400可正確地放置以擠出原材料、逐層打印并進(jìn)行切割操作。
[0073]例如，根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例，堆皇基板裝置200和切割裝置400可沿著框架100垂直移動(dòng)。具體來說，如圖1和圖2所示，擠出裝置300固定在框架100較上的位置并擠出原材料，原材料在堆皇基板裝置200上排列以逐層打印物體。此時(shí)，堆皇基板裝置200垂直移動(dòng)并將物體打印成目標(biāo)形狀。另外，切割裝置400在垂直移動(dòng)的同時(shí)切割和碾碎物體部分。
[0074]此時(shí)，當(dāng)位于較上位置的擠出裝置300的垂直位置被固定的時(shí)候，噴嘴340開始移動(dòng)。噴嘴340平面移動(dòng)的時(shí)候在某個(gè)特定位置的平面上擠出原材料。另外，堆皇基板裝置200在垂直移動(dòng)的同時(shí)接收原材料，這樣物體可以輕松地打印成目標(biāo)形狀。特別地，擠出原材料的噴嘴340具有固定的高度并進(jìn)行平面移動(dòng)，堆皇基板裝置200進(jìn)行垂直移動(dòng)。因此，3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)是簡單的。
[0075]上述實(shí)施例中，堆皇基板裝置200和切割裝置400沿著框架100垂直移動(dòng)。然而，本發(fā)明概念不局限于此。
[0076]例如，根據(jù)另一個(gè)示范性實(shí)施例，所有擠出裝置300、切割裝置400和堆皇基板裝置200與框架100相連(如圖3所示)并垂直移動(dòng)。在另一個(gè)示范性實(shí)施例中，只有切割裝置400與框架100相連并垂直移動(dòng)，堆皇基板裝置200可通過單獨(dú)的高度調(diào)整裝置進(jìn)行垂直移動(dòng)。
[0077].具體來說，根據(jù)該示范性實(shí)施例，框架100的設(shè)置如下:框架100包括多個(gè)垂直伸展的主導(dǎo)梁110，主導(dǎo)梁110內(nèi)部分別形成多個(gè)垂直伸展的主導(dǎo)軌112。與主導(dǎo)軌112分別相連的主導(dǎo)向件位于堆皇基板裝置200、擠出裝置300和切割裝置400中的一個(gè)或多個(gè)的外部。因此，堆皇基板裝置200、擠出裝置300和切割裝置400可沿著主導(dǎo)軌112垂直移動(dòng)。
[0078]例如，如圖1和圖2所示，四個(gè)主導(dǎo)梁110位于四個(gè)方向。然而，這只是案例所示，主導(dǎo)梁110的數(shù)量也可以多于四個(gè)或少于四個(gè)。主導(dǎo)梁110根據(jù)預(yù)定的排列方式相互并行排列。
[0079]框架100內(nèi)所有主導(dǎo)梁110與擠出裝置300、切割裝置400和堆皇基板裝置200相連這一設(shè)置只是一個(gè)非限制案例。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，如圖4所示，四個(gè)主導(dǎo)梁IlOA和IlOB排列在四個(gè)位置。四個(gè)主導(dǎo)梁中一對(duì)相互面對(duì)面(第一主導(dǎo)梁110A)的IlOA和IlOB連接堆皇基板裝置400，另一對(duì)相互面對(duì)面(第一主導(dǎo)梁110B)連接切割裝置400。也就是說，主導(dǎo)梁110可以有選擇性地連接擠出裝置300、切割裝置400和堆皇基板裝置200中的一個(gè)或多個(gè)。
[0080]主導(dǎo)梁110上形成的主導(dǎo)軌112分別垂直伸展。另外，連接主導(dǎo)軌112的主導(dǎo)向件位于擠出裝置300、堆皇基板裝置200和切割裝置400中的一個(gè)或多個(gè)的外面，這樣擠出裝置300、堆皇基板裝置200和切割裝置400可沿著主導(dǎo)軌112垂直移動(dòng)。主導(dǎo)軌112和主導(dǎo)向件并不局限于特別的結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)橹鲗?dǎo)軌112和主導(dǎo)向件相互連接且允許導(dǎo)向移動(dòng)。例如，主導(dǎo)向件可位于堆皇基板裝置200、擠出裝置300和切割裝置400的外面，堆皇基板裝置200、擠出裝置300和切割裝置400中的一個(gè)、兩個(gè)或全部的主導(dǎo)向件可連接至主導(dǎo)軌112。
[0081]另外，還可以用一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置和一個(gè)控制裝置移動(dòng)和停止堆皇基板裝置200和切割裝置400?；谏衔乃鼋Y(jié)構(gòu)，堆皇基板裝置200、擠出裝置300和切割裝置400可以輕松地沿著主導(dǎo)梁110垂直移動(dòng)。
[0082]如圖5到圖7所示，根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，下文將闡述框架100的示范性結(jié)構(gòu)。
[0083]例如，框架100包括:一個(gè)外框架120，外框架包括多個(gè)以圓形排列的外導(dǎo)梁122; —個(gè)可旋轉(zhuǎn)框架130，可旋轉(zhuǎn)框架包括多個(gè)位于外導(dǎo)梁122所形成的圓圈內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)梁132。切割裝置400連接旋轉(zhuǎn)框架130內(nèi)部，每一個(gè)可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)梁132垂直伸展，這樣切割裝置400可沿著可旋轉(zhuǎn)框架130垂直移動(dòng)。位于外框架120內(nèi)部的可旋轉(zhuǎn)框架130可繞外導(dǎo)梁122所形成的圓圈中心旋轉(zhuǎn)。在這種方式中，切割裝置400的位置是可變動(dòng)的。
[0084]根據(jù)該示范性實(shí)施例，框架100由外框架120和位于外框架120內(nèi)部的可旋轉(zhuǎn)框架130組成。
[0085]圖7舉例說明外框架120。外框架120包括以圓形排列的外導(dǎo)梁122，外導(dǎo)梁122沿著圓周排列，同時(shí)，外框架120可垂直伸展。
[0086]圖6舉例說明可旋轉(zhuǎn)框架130?？尚D(zhuǎn)框架130包括排列在外導(dǎo)梁122形成的圓圈內(nèi)部的可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)梁132?？尚D(zhuǎn)導(dǎo)梁132垂直伸展，并沿著由外導(dǎo)梁122形成的圓圈中心旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)非局限性案例中，多個(gè)可旋轉(zhuǎn)框架130與外導(dǎo)梁122形成的環(huán)形同軸排列。
[0087]輔導(dǎo)軌134可在可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)梁132內(nèi)部垂直伸展。主導(dǎo)軌134的功能與上述主導(dǎo)軌112的功能相似。也就是說，切割裝置400的第二主導(dǎo)向件141連接輔導(dǎo)軌134，這樣切割裝置400可垂直移動(dòng)。
[0088]更具體地說，可旋轉(zhuǎn)框架130包括一個(gè)環(huán)形連接零件136，環(huán)形連接件136連接可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)梁132較低的部位并與外導(dǎo)梁122形成的圓圈同軸?？尚D(zhuǎn)框架130的形狀見圖5至圖7?？尚D(zhuǎn)導(dǎo)梁132的較低的部位連接環(huán)形連接件136。
[0089]另外，外框架120包括一個(gè)圓柱形連接件124，圓柱形連接件連接外導(dǎo)梁122較低的部位并插入環(huán)形連接件136之中。圓柱形連接件124的外徑與環(huán)形連接件136的內(nèi)徑相呼應(yīng)。外導(dǎo)梁122較低的部位連接一個(gè)具有預(yù)定面積的鉆模，而該鉆模的上方可放置圓柱連接件124，由此可見外導(dǎo)梁122與圓柱形連接件124并未直接相連。
[0090]可旋轉(zhuǎn)框架130通過在圓柱形連接件124上旋轉(zhuǎn)環(huán)形連接件136而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在本實(shí)施例中，可以用一個(gè)驅(qū)動(dòng)件來旋轉(zhuǎn)可旋轉(zhuǎn)框架130，比如馬達(dá)。
[0091]堆皇基板裝置200位于圓柱形連接件124的上方，一個(gè)高度可調(diào)整裝置202位于堆皇基板裝置200的較低的部位以調(diào)整堆皇基板裝置200的垂直位置。例如，高度調(diào)整裝置202的垂直長度可變?yōu)榇怪币苿?dòng)堆皇基板裝置200。后文將在闡述堆皇基板裝置220的過程中詳細(xì)描述這種結(jié)構(gòu)。
[0092]切割裝置400連接到可旋轉(zhuǎn)框架130的內(nèi)部。具體來說，切割裝置400連接可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)梁132并沿著可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)梁132垂直移動(dòng)。另外，切割裝置400在可旋轉(zhuǎn)框架130旋轉(zhuǎn)的平面上移動(dòng)。因此，切割裝置400可以適當(dāng)切割或碾碎所打印的物體。
[0093]如圖8至圖24所示，下文將詳細(xì)描述堆皇基板裝置200。
[0094]堆皇基板裝置200包括:一個(gè)具有預(yù)定面積的第一鉆模210，一個(gè)位于第一鉆模210上方的基床220，基床220用于接收擠出裝置300擠出的原材料。基床220上形成多個(gè)支撐孔222。
[0095]圖8至圖9舉例說明與框架100相連的堆皇基板裝置200。堆皇基板裝置200的第一鉆模210為平板形狀而且具有預(yù)定的面積。根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例，第一主導(dǎo)向件212位于第一鉆模210的側(cè)面并且連接框架100。
[0096]基床220位于第一鉆模210之上并接收擠出裝置300擠出的原材料。基床220的結(jié)構(gòu)和面積適合逐層打印物體。支撐孔222形成于基床220上而且支撐孔222的直徑和深度可以接收足夠的原材料。
[0097]支撐孔222形成于基床220上，原材料打印物體時(shí)，所打印的物體可以安全地固定在基床220上。也就是說，擠出的原材料首先填充支撐孔222然后繼續(xù)打印成物體。因此，所打印的物體的較低的部位插入支撐孔222中使打印的物體得到支撐。這樣，物體可以在無需額外復(fù)雜的結(jié)構(gòu)或裝置的前提下得到支撐，盡管在切割裝置400切割物體的時(shí)候會(huì)受到一股外力，由于得到支撐，物體仍然可以穩(wěn)定地固定在基床上。
[0098]第一鉆模210可垂直移動(dòng)。
[0099]根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例，如圖8至圖13所示，第一主導(dǎo)向件212位于第一鉆模210的側(cè)面并連接框架100上的主導(dǎo)軌134，這樣，第一鉆模210和堆皇基板裝置200可沿著主導(dǎo)軌134進(jìn)彳丁垂直移動(dòng)。
[0100]在另一個(gè)示范性實(shí)施例中，如圖14至圖20所示，第一鉆模210通過位于其較低部位的高度調(diào)整裝置202進(jìn)行垂直移動(dòng)。
[0101]在這個(gè)實(shí)施例中，第一鉆模210通過調(diào)整高度調(diào)整裝置202的長度(如箭頭U所示)進(jìn)行垂直移動(dòng)。根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例，如圖14至圖16所示，第一主導(dǎo)向件212位于第一鉆模210的側(cè)面并連接主導(dǎo)軌134。
[0102]根據(jù)另一個(gè)示范性實(shí)施例，如圖17至圖20所示，第一鉆模210的側(cè)面未放置第一主導(dǎo)向件212，第一鉆模210的側(cè)面未連接主導(dǎo)軌134。甚至在這個(gè)實(shí)施例中，第一鉆模210通過調(diào)整高度調(diào)整裝置202的長度(如箭頭U所示)進(jìn)行垂直移動(dòng)。示范性實(shí)施例中的這些結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于圖5至圖7所示的示范性實(shí)施例中。如圖20所示，外框架120和可旋轉(zhuǎn)框架130通過圓柱形連接件124和環(huán)形連接件135相互連接。在這個(gè)實(shí)施例中，高度調(diào)整裝置202位于圓柱形連接件124之上。因?yàn)槎鸦驶逖b置200的側(cè)面未與框架100連接，因此與切割裝置400相連的可旋轉(zhuǎn)框架130可單獨(dú)旋轉(zhuǎn)。
[0103]高度調(diào)整裝置202較低的部位連接框架100，高度調(diào)整裝置202較上的部位連接第一鉆模210較低的表面部位。由于高度調(diào)整裝置202的垂直長度是可變的，因此第一鉆模210和基床220可垂直移動(dòng)。也就是說，由于具有塔形結(jié)構(gòu)的高度調(diào)整裝置202位于第一鉆模210較低的部位，第一鉆模210的高度可通過調(diào)整高度調(diào)整裝置202的高度進(jìn)行調(diào)整。
[0104]圖21至圖24根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例舉例說明雙級(jí)3D打印機(jī)的堆皇基板裝置200上的基床220。
[0105]基床220包括第一到第三造板230、240和250，這三塊造板面積預(yù)定且依次被堆皇，第一到第三造板230、240和250分別包括第一到第三支撐孔234、244和254。第一到第三造板230、240和250與第一到第三個(gè)支撐孔垂直對(duì)齊或錯(cuò)位進(jìn)行橫向移動(dòng)。
[0106]如圖21至圖24所示，基床220包括具有預(yù)定面積的由第一到第三造板230、240和250所堆皇的堆板。第一到第三造板230、240和250各自有預(yù)定的面積和厚度并且相互堆皇。第一到第三孔234、244和254分別形成于第一到第三造板230、240和250之上，第一到第三支撐孔234、244和254以相同的方式排列。
[0107]第一到第三造板230、240和250與第一到第三支撐孔垂直對(duì)齊或錯(cuò)位相互橫向移動(dòng)。也就是說，第一到第三支撐孔234、244和254互相對(duì)齊以形成穿透孔或相互錯(cuò)位以在垂直方向鎖住第一到第三支撐孔234、244和254中的某個(gè)支撐孔。
[0108]首先，如圖21所示，當(dāng)原材料從擠出裝置300擠出來后，第一和第二造板230和240的上第一和第二支撐孔234和244相互對(duì)齊。然后，原材料填充第一和第二支撐孔234和244，然后在第一和第二支撐孔234和244的上方排列。隨著原材料在第一和第二支撐孔234和244中硬化，原材料通過第一和第二支撐孔234和244得到支撐。此時(shí)，第三支撐孔254與第一和第二支撐孔234和244不對(duì)齊。
[0109]然后，如果第一造板230如圖22箭頭G所示方向移動(dòng)，第一和第二支撐孔234和244發(fā)生位移，在第一和第二支撐孔234和244中硬化的原材料被切割。也就是說，如圖22所示，在第一和第二支撐孔234和244中硬化的原材料在第一支撐孔234中被切割至位置S1、在第二支撐孔244中被切割至位置S2。
[0110]接下來，如果第二造板240或第三造板250移動(dòng)至與第二和第三支撐孔244和254相互對(duì)齊(如圖23所示)，這樣，位于第二支撐孔244中的位置S2如圖24箭頭H所示的方向落入第三支撐孔254。因此，支撐部分可輕易地從打印物體中移除，所打印的物體可以輕松地從第一到第三支撐孔234、244和254中分離。
[0111]圖25和圖26根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例舉例說明雙級(jí)3D打印機(jī)的擠出裝置300。參照?qǐng)D25和圖26，下文將詳細(xì)介紹擠出裝置300。
[0112]根據(jù)該示范性實(shí)施例，擠出裝置300包括:一個(gè)連接框架100的第二鉆模310，以及第二鉆模310內(nèi)的空間316;—個(gè)位于空間316內(nèi)的擠出機(jī)320。第二鉆模310包括位于空間316內(nèi)的第一導(dǎo)梁312和314并且可至少沿一個(gè)方向伸展。擠出機(jī)320包括:連接第一導(dǎo)梁312和314的第二導(dǎo)梁330，第二導(dǎo)梁沿第一導(dǎo)梁312和314垂直伸展，第二導(dǎo)梁330沿著第一導(dǎo)梁312和314以第一導(dǎo)梁312和314伸展的方向移動(dòng);還包括連接第二導(dǎo)梁330的噴嘴340且噴嘴340可沿著第二導(dǎo)梁330伸展的方向移動(dòng)。
[0113]第二鉆模310與框架100相連。例如，如圖1和圖2所示，第二鉆模310可固定在框架100較上的部位。在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，第二鉆模310包括連接主導(dǎo)軌112的第二主導(dǎo)向件302，這樣第二鉆模310可沿著連接終端1120垂直移動(dòng)。
[0114]空間316形成于第二鉆模310內(nèi)部且具有預(yù)定的面積，擠出裝置320(包括噴嘴340)位于空間316內(nèi)，擠出裝置320通過噴嘴340擠出原材料并且在空間316內(nèi)移動(dòng)。
[0115]第一導(dǎo)梁312和314位于空間316之內(nèi)。第一導(dǎo)梁312和314可跨過空間316沿一個(gè)方向伸展。第一導(dǎo)梁312和314的數(shù)量可為一個(gè)或多個(gè)。例如，如圖25和圖26所示，一個(gè)以上第一導(dǎo)梁312和314在空間316的每一側(cè)部區(qū)域相互并行伸展。
[0116]擠出裝置320包括第二導(dǎo)梁330和噴嘴340。第二導(dǎo)梁330連接第一導(dǎo)梁312和314并垂直于第一導(dǎo)梁312和314沿著一個(gè)方向移動(dòng)。第二導(dǎo)梁330沿著第一導(dǎo)梁312和314以第一導(dǎo)梁312和314伸展的方向移動(dòng)。在這個(gè)實(shí)施例中，連接件322和324以移動(dòng)的方式將第二導(dǎo)梁330連接至第一導(dǎo)梁312和314。.
[0117]噴嘴340連接第二導(dǎo)梁330并沿著第二導(dǎo)梁330以第二導(dǎo)梁330伸展的方向移動(dòng)。噴嘴340通過擠出孔342擠出原材料。
[0118]由于上述結(jié)構(gòu)，噴嘴340和第二導(dǎo)梁330沿著第一導(dǎo)梁312和314伸展的方向移動(dòng)，噴嘴340也沿著第二導(dǎo)梁330伸展的方向移動(dòng)。也就是說，噴嘴340可移動(dòng)至平面上任意位置，因此，原材料可以通過噴嘴340擠出至所要求的位置。
[0119]下面詳細(xì)介紹切割裝置400。
[0120]圖27和圖32通過一個(gè)示范性實(shí)施例舉例說明雙級(jí)3D打印機(jī)的切割裝置400。
[0121 ]根據(jù)該示范性實(shí)施例，切割裝置400包括:一個(gè)第三鉆模410，第三鉆模410包括第二主導(dǎo)向件414，第二主導(dǎo)向件位于第三鉆模410的外部，與主導(dǎo)軌112相連并沿著主導(dǎo)軌112垂直移動(dòng)，第三鉆模410中形成空間416;—個(gè)位于空間416之內(nèi)的切割機(jī)470; —個(gè)連接裝置420連接第三鉆模410和切割機(jī)470。連接裝置420包括一個(gè)以上可變支柱，用于移動(dòng)空間416內(nèi)的切割機(jī)470。
[0122]第三鉆模410包括位于第三鉆模410外部的第二主導(dǎo)向件414。第二主導(dǎo)向件414連接主導(dǎo)軌112，指導(dǎo)第三鉆模410進(jìn)行垂直移動(dòng)。第三鉆模410內(nèi)的空間416具有預(yù)定的面積，切割機(jī)470和連接裝置420位于空間416內(nèi)。
[0123]因此，如圖27所示，第三鉆模410的形狀為圓環(huán)形。然而，第三鉆模410的形狀不局限于此。第三鉆模410也可以有其他形狀，如橢圓形或多邊形等。
[0124]切割機(jī)470和連接裝置420位于空間416之內(nèi)。切割機(jī)470用于切割或碾碎所打印的物體，連接裝置420用于連接切割機(jī)470和第三鉆模410。
[0125]連接裝置420包括一個(gè)以上支柱，支柱將切割機(jī)470連接至第三鉆模410。
[0126]第三鉆模410包括一個(gè)內(nèi)導(dǎo)軌412。內(nèi)導(dǎo)軌412有一個(gè)沿著第三鉆模內(nèi)環(huán)伸展的槽形，足夠指導(dǎo)內(nèi)導(dǎo)向件430移動(dòng)(見下文詳細(xì)描述)。
[0127]連接裝置420還包括連接內(nèi)導(dǎo)軌412的內(nèi)導(dǎo)向件430，內(nèi)導(dǎo)向件430可沿著內(nèi)導(dǎo)軌412移動(dòng)。支柱連接內(nèi)導(dǎo)向件430，切割機(jī)470在空間416內(nèi)根據(jù)內(nèi)導(dǎo)向件430的移動(dòng)而移動(dòng)。
[0128]如上所述，內(nèi)導(dǎo)向件430連接內(nèi)導(dǎo)軌412并沿著內(nèi)導(dǎo)軌412在空間416內(nèi)移動(dòng)。例如，內(nèi)導(dǎo)向件430連接內(nèi)導(dǎo)軌412并沿著內(nèi)導(dǎo)軌412旋轉(zhuǎn)。也就是說，內(nèi)導(dǎo)向件430可沿著第三鉆模410的內(nèi)圓旋轉(zhuǎn)。支柱的一端連接內(nèi)導(dǎo)向件430，另一端連接切割機(jī)470。因此，切割機(jī)470在空間416旋轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行移動(dòng)。例如，根據(jù)第三鉆模410的形狀和連接裝置420的支柱的數(shù)量，切割機(jī)470的移動(dòng)是有限的。
[0129]如圖29至圖32所示，內(nèi)導(dǎo)向件430可沿著內(nèi)導(dǎo)軌412移動(dòng)。例如，第三鉆模410形狀為一個(gè)具有預(yù)定曲率半徑的圓環(huán)形，這樣空間416的形狀為圓形。在這個(gè)實(shí)施例中，沿著圓環(huán)形第三鉆模410的內(nèi)圓形成的內(nèi)導(dǎo)軌412具有預(yù)定的曲率半徑，這樣內(nèi)導(dǎo)向件430的曲率半徑與內(nèi)導(dǎo)軌的曲率半徑相同，因此內(nèi)導(dǎo)向件430可沿著內(nèi)導(dǎo)軌412移動(dòng)。例如，內(nèi)導(dǎo)向件430形狀為圓形，或帶有曲線部分的圓形，或其他形狀可變的結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，內(nèi)導(dǎo)向件430的形狀不局限于此。
[0130]每條支柱包括一個(gè)以上具有預(yù)定長度的鏈環(huán)，鏈環(huán)連接內(nèi)導(dǎo)向件430和切割機(jī)470。鏈環(huán)的末端相互連接，鏈環(huán)在空間416內(nèi)的一個(gè)平面上旋轉(zhuǎn)，這樣切割機(jī)470可以在平面上移動(dòng)。
[0131]如圖27至圖32所示，第一支柱包括一個(gè)以上具有預(yù)定長度的鏈環(huán)，且在平面上以旋轉(zhuǎn)的方式連接，這樣切割機(jī)470可以在平面上旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)。例如，使用一條包括一個(gè)以上可旋轉(zhuǎn)鏈環(huán)的支柱使切割機(jī)470在平面上移動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，多條支柱(每條支柱包括一個(gè)以上鏈環(huán))可以通過相互關(guān)聯(lián)的方式操作以改變切割機(jī)470的位置。
[0132]切割機(jī)470通過鏈環(huán)的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)而移動(dòng)，內(nèi)導(dǎo)向件430沿著內(nèi)導(dǎo)軌412移動(dòng)。因此，切割裝置400進(jìn)行切割操作時(shí)，其可移動(dòng)的平面范圍是寬廣的。
[0133]例如，可以準(zhǔn)備三條支柱，將三條支柱的一端連接切割機(jī)470、另一端連接內(nèi)導(dǎo)向件430使三條支柱并行連接。
[0134]也就是說，三條以上的支柱可在內(nèi)導(dǎo)向件430和切割機(jī)470之間并行連接，這樣可以增加切割機(jī)470的操作效率，提高精確度。
[0135]例如，如圖31和圖32所示，連接裝置420包括一條第一支柱440、一條第二支柱450和一條第三支柱460。第二支柱450位于第一支柱440和第三支柱460之間。第一支柱440包括第一鏈環(huán)442和第二鏈環(huán)444，第一鏈環(huán)442和第二鏈環(huán)444通過鉸鏈相互旋轉(zhuǎn)連接。第二支柱450包括第三鏈環(huán)452 ο第三支柱460包括第四鏈環(huán)462和第五鏈環(huán)464，第四鏈環(huán)462和第五鏈環(huán)464通過鉸鏈相互旋轉(zhuǎn)連接。
[0136]在這個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)裝置分別位于用于旋轉(zhuǎn)鏈環(huán)的鏈環(huán)旋轉(zhuǎn)連接點(diǎn)處。如果鏈環(huán)通過驅(qū)動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)，則切割機(jī)470作相應(yīng)移動(dòng)。我們可以通過切割機(jī)470的移動(dòng)選擇是否將驅(qū)動(dòng)裝置放置于鏈環(huán)的旋轉(zhuǎn)連接點(diǎn)之中。
[0137]切割機(jī)470包括一個(gè)連接支柱的外罩472和一個(gè)連接外罩472的切割工具474。切割工具474以這種方式連接外罩472，使切割工具474可沿著一個(gè)與鏈環(huán)旋轉(zhuǎn)平面并行的中心軸向上或向下移動(dòng)。
[0138]如圖33至圖35所示，切割機(jī)470包括一個(gè)連接支柱的外罩472和執(zhí)行切割和碾碎操作的切割工具474，切割工具474垂直旋轉(zhuǎn)與外罩472相連。因此，切割和碾碎的操作范圍很廣。
[0139]例如，切割機(jī)470通過支柱鏈環(huán)的旋轉(zhuǎn)在平面上移動(dòng)至目標(biāo)位置，切割工具474可以垂直旋轉(zhuǎn)以有選擇性地在目標(biāo)位置進(jìn)行切割或碾碎操作。
[0140]切割工具474包括一個(gè)用于切割的鉆頭476和用于吹風(fēng)的鼓風(fēng)機(jī)478。如圖33和圖35所示，鉆頭476旋轉(zhuǎn)切割和碾碎，鼓風(fēng)機(jī)478向切割位置吹風(fēng)。因此，廢料或毛刺在切割和碾碎過程中可輕松地去除。
[0141]圖35至圖39通過另一個(gè)示范性實(shí)施例舉例說明雙級(jí)3D打印機(jī)的切割裝置400。
[0142]連接裝置420不局限于上述結(jié)構(gòu)。例如，連接裝置420的結(jié)構(gòu)可以是多鏈環(huán)支柱形成的多接點(diǎn)結(jié)構(gòu)。例如，如圖34所示，連接裝置420所有支柱的結(jié)構(gòu)為多鏈環(huán)多接點(diǎn)結(jié)構(gòu)。
[0143]在另一個(gè)實(shí)施例中，連接裝置420至少有一條支柱的長度是可變的。例如，如圖36所示，連接裝置420的一條支柱的長度是可變的。
[0144]在另一個(gè)實(shí)施例中，連接裝置420可以是一條由多個(gè)可旋轉(zhuǎn)鏈環(huán)串聯(lián)組成的支柱。例如，如圖37所示，一條支柱包括多個(gè)可旋轉(zhuǎn)串聯(lián)鏈環(huán)。
[0145]上述實(shí)施例僅作舉例說明之用。也就是說，連接裝置420可以有多種多樣的結(jié)構(gòu)。
[0146]圖38和圖39通過另一個(gè)示范性實(shí)施例舉例說明切割裝置400。圖40舉例說明在其他示范性實(shí)施例中使用的支架490。
[0147]根據(jù)另一個(gè)示范性實(shí)施例，切割裝置400包括:一個(gè)環(huán)形鉆模480，環(huán)形鉆模包括一個(gè)中心軸和一個(gè)預(yù)定的半徑，環(huán)形鉆模480內(nèi)形成空間482;多個(gè)支架490徑向連接環(huán)形鉆模480的外部，這樣環(huán)形鉆模480可以繞其中心軸旋轉(zhuǎn)。
[0148]切割機(jī)470位于空間482之內(nèi)，連接裝置420連接環(huán)形鉆模480和切割機(jī)470。
[0149]和第三鉆模410—樣，環(huán)形鉆模480的形狀為具有一個(gè)中心軸和一個(gè)預(yù)定半徑的圓環(huán)形狀。環(huán)形鉆模480通過支架490連接框架100，而不是直接連接框架100。具體來說，支架490連接框架100，環(huán)形鉆模480連接支架490。，
[0150]支架490分別連接框架100的主導(dǎo)梁110。支架490包括位于其外部的第二主導(dǎo)向件492，第二主導(dǎo)向件連接框架100的主導(dǎo)軌112，這樣，支架490可沿著主導(dǎo)軌112垂直移動(dòng)。
[0151]支架490徑向連接環(huán)形鉆模480的外部，這樣環(huán)形鉆模480可繞其中心軸旋轉(zhuǎn)。也就是說，在環(huán)形鉆模480旋轉(zhuǎn)的同時(shí)通過支架490徑向連接環(huán)形鉆模480的外部以環(huán)形鉆模480得到支撐。
[0152]為此，支架490包括位于支架490內(nèi)部、連接環(huán)形鉆模480的曲線導(dǎo)軌494。曲線導(dǎo)軌494的曲率半徑與環(huán)形鉆模480的曲率半徑相同，這樣環(huán)形鉆模480可沿著曲線導(dǎo)軌494旋轉(zhuǎn)。也就是說，例如，具有預(yù)定曲率半徑的槽位于支架490內(nèi)以構(gòu)成曲線導(dǎo)軌494，將部分環(huán)形鉆模480置于曲線導(dǎo)軌494之上以連接環(huán)形鉆模480和曲線導(dǎo)軌494。因此，在環(huán)形鉆模480連接曲線導(dǎo)軌494時(shí)，環(huán)形鉆模480可如圖39箭頭R所示方向旋轉(zhuǎn)。
[0153]堆皇基板裝置200、擠出裝置300、切割裝置400和框架100的形狀和排列不局限于上文所述形狀和排列。如圖41至圖48所示，切割裝置400的第三鉆模410的形狀不同于上述環(huán)形形狀，可以為多邊形或橢圓形等。堆皇基板裝置200和擠出裝置300類似。同樣地，框架100的形狀和設(shè)置也是多變的。例如，如果堆皇基板裝置200和切割裝置400是長方形的，則框架100位于與長方形側(cè)邊相應(yīng)的位置。在這種實(shí)施例中，長方形或類似形狀的物體可以輕松打印出來，而且3D打印機(jī)的空間可有以選擇性地使用。
[0154]另外，切割機(jī)470和切割裝置400的連接裝置420的結(jié)構(gòu)是多變的。例如，如圖41和圖48所示，可以使用多點(diǎn)式連接類型的連接裝置420，這樣連接裝置420的移動(dòng)軌跡可以是三維也可以是二維的。進(jìn)一步說，除了使用鉸鏈?zhǔn)惯B接裝置420多方式移動(dòng)外，還可以使用其他旋轉(zhuǎn)機(jī)制，例如可旋轉(zhuǎn)接點(diǎn)。因此，切割裝置400可以切割和碾碎多個(gè)部分。另外，多個(gè)切割機(jī)470和連接裝置420可以在預(yù)定的范圍內(nèi)進(jìn)行切割和碾碎操作。
[0155]下文將根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例并參照附圖舉例說明使用雙級(jí)結(jié)構(gòu)3D打印物體的方法。
[0156]圖49根據(jù)一個(gè)示范性實(shí)施例舉例說明使用雙級(jí)3D打印機(jī)打印一個(gè)示范性物體。圖50至圖57根據(jù)該示范性實(shí)施例舉例說明打印過程。圖58通過該示范性實(shí)施例舉例說明所打印的示范性物體。
[0157]在該示范性實(shí)施例中，圖49展示的是使用雙級(jí)3D打印機(jī)打印的目標(biāo)物體W。
[0158]首先，如圖50所示，將堆皇基板裝置200和切割裝置400放在初始位置，這時(shí)，堆皇基板裝置200緊貼擠出裝置300，原材料被擠出至堆皇基板裝置200上的基床220上。
[0159]此時(shí)，如前文所述，原材料首先填充基床220上的支撐孔222，這樣隨后打印的物體可以獲得支撐并且通過支撐孔222進(jìn)行固定。因此，如前文所述所打印的物體如圖58所示可能在末端有尖突P。這樣，該示范性實(shí)施例中雙級(jí)3D打印機(jī)打印的物體可輕松地得到支撐，雖然在切割過程中所打印的物體會(huì)受到外力，但是因?yàn)槭艿街嗡晕矬w還是能夠保持在原來的位置。因此，物體可以按要求進(jìn)行打印。
[0160]隨后，如圖51至圖57所示，原材料從擠出裝置300中擠出的時(shí)候，堆皇基板裝置200向下移動(dòng)，切割裝置400進(jìn)行切割和碾碎操作。這時(shí)，擠出裝置300的噴嘴340在原材料擠出的地方移動(dòng)，由于堆皇基板裝置200向下移動(dòng)，這樣可以逐層打印原材料。另外，由于切割裝置400執(zhí)行切割和碾碎操作，因此可以按照目標(biāo)形狀打印物體。
[0161]如前文所述，根據(jù)一個(gè)以上的上述示范性實(shí)施例，物體可在輕松地在獲得支撐的同時(shí)進(jìn)行打印，盡管物體在切割過程中會(huì)受到外力，但是由于受到支撐，物體仍然能保持在原來的位置，因此可以按照目標(biāo)形狀打印物體。
[0162]另外，當(dāng)原材料從擠出裝置中擠出時(shí)，切割裝置同時(shí)進(jìn)行切割和碾碎操作。因此，由于切割裝置在逐層打印原材料的同時(shí)進(jìn)行切割和碾碎操作，所以物體可以很快地被打印出來。
[0163]應(yīng)當(dāng)理解的是本文中的示范性實(shí)施例僅作描述所用，當(dāng)然，3D打印機(jī)的功能不局限于此。每一個(gè)實(shí)施例所描述的特征或方面在其他實(shí)施例中其他相似的特征或方面應(yīng)同樣可以應(yīng)用。
[0164]在通過多個(gè)示范性實(shí)施例并參考附圖進(jìn)行舉例說明時(shí)，我們認(rèn)為一般技術(shù)人員都可理解這些實(shí)施例的形式和具體內(nèi)容是多變的，且未偏離下文專利申請(qǐng)所述的關(guān)于本發(fā)明概念的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一臺(tái)雙級(jí)3D打印機(jī)，該3D打印機(jī)包括: 一個(gè)用于擠出原材料的擠出部； 一個(gè)位于擠出部下方的堆皇基板部，堆皇基板上面接收原材料并逐層打??； 一個(gè)位于堆皇基板部和擠出部之間的切割部，用于碾碎或切割在堆皇基板部上打印的物體， 其中擠出部和切割部的間距、切割部和堆皇基板部的間距是相互可變的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印機(jī)，還包括一個(gè)位于擠出部、切割部和堆皇基板部外的框架，該框架可垂直伸展，連接到擠出部、切割部和堆皇基板部中的一個(gè)或多個(gè)，以使擠出部、切割部和堆皇基板部中的一個(gè)或多個(gè)沿著框架垂直移動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的3D打印機(jī)，框架包括多個(gè)垂直伸展的主導(dǎo)梁，主導(dǎo)梁內(nèi)部分別形成主導(dǎo)軌，主導(dǎo)向件位于擠出部、切割部和堆皇基板部中的一個(gè)或多個(gè)的外部，分別連接到主導(dǎo)軌，其中擠出部、切割部和堆皇基板部中的一個(gè)或多個(gè)可以沿著主導(dǎo)軌垂直移動(dòng)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的3D打印機(jī)，框架還包括:一個(gè)包括多個(gè)排列成圓形的外導(dǎo)梁的外框;一個(gè)可旋轉(zhuǎn)框架，可旋轉(zhuǎn)框架包括一個(gè)以上排列在外導(dǎo)梁所形成的圓形內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)梁，其中切割部連接到可旋轉(zhuǎn)框架的內(nèi)側(cè)，可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)梁可以垂直伸展，以使切割部沿著旋轉(zhuǎn)導(dǎo)梁垂直移動(dòng)，可旋轉(zhuǎn)框架在外框內(nèi)繞外導(dǎo)梁所形成的環(huán)形旋轉(zhuǎn)，以使切割部移動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的3D打印機(jī)，旋轉(zhuǎn)框架還包括一個(gè)環(huán)形連接件連接到可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)梁較低的部位，環(huán)形連接件與外導(dǎo)梁形成的圓形同軸，外框還包括一個(gè)圓柱形連接件連接外導(dǎo)梁較低的部位，圓柱形連接件插入環(huán)形連接件中間，以使環(huán)形連接件在圓柱形連接件上旋轉(zhuǎn)，以帶動(dòng)可旋轉(zhuǎn)框架旋轉(zhuǎn)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的3D打印機(jī)，堆皇基板部包括一個(gè)高度調(diào)整部，該高度調(diào)整部位于堆皇基板部下方的圓柱形連接件上，用于調(diào)整堆皇基板部的高度。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的3D打印機(jī)，堆皇基板部包括:一個(gè)具有一定面積的第一鉆模；一個(gè)位于第一鉆模頂部的基床，基床接收從擠出部擠出的原材料，其中基床內(nèi)形成多個(gè)支撐孔。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的3D打印機(jī)，基床包括第一到第三塊造板，造板具有一定的面積并且依次堆皇，第一到第三造板各自包括第一到第三支撐孔，第一到第三造板用于單獨(dú)橫向移動(dòng)，以第一到第三支撐孔垂直對(duì)齊或錯(cuò)位。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的3D打印機(jī)，還包括一個(gè)位于第一鉆模較低部位的高度調(diào)整部，高度調(diào)整部垂直移動(dòng)第一鉆模。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的3D打印機(jī)，其中該高度調(diào)整部的垂直長度是可變的，以使垂直移動(dòng)第一鉆模和基床。11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的3D打印機(jī)，第一主導(dǎo)向件位于第一鉆模的外部，連接到主導(dǎo)軌，以使第一鉆模沿著主導(dǎo)軌垂直移動(dòng)。12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的3D打印機(jī)，擠出部包括: 一個(gè)連接到框架的第二鉆模以及其中的空間； 一個(gè)位于該空間內(nèi)的擠出機(jī)，其中第二鉆模包括個(gè)位于該空間內(nèi)的第一導(dǎo)梁，第一導(dǎo)梁可至少朝一個(gè)方向伸展， 擠出機(jī)包括一個(gè)第二導(dǎo)梁，第二導(dǎo)梁連接到第一導(dǎo)梁，且朝著與第一導(dǎo)梁垂直的方向伸展并沿著第一導(dǎo)梁以第一導(dǎo)向伸展的方向移動(dòng)， 一個(gè)噴嘴連接到第二導(dǎo)梁并沿著第二導(dǎo)梁以第二導(dǎo)梁伸展的方向移動(dòng)。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的3D打印機(jī)，第二鉆模還包括第三主導(dǎo)向件，第三主導(dǎo)向件連接到主導(dǎo)軌，以使第二鉆模沿著主導(dǎo)軌移動(dòng)。14.根據(jù)權(quán)利要求3所述的3D打印機(jī)，切割部包括: 一個(gè)第三鉆模，第三鉆模包括第二主導(dǎo)向件以及其中的空間，第二導(dǎo)向件位于第三鉆模的外部，連接到主導(dǎo)軌，以使第三鉆模沿著主導(dǎo)軌垂直移動(dòng)； 一個(gè)位于第三鉆模內(nèi)的切割機(jī)； 一個(gè)連接第三鉆模和切割機(jī)的連接部， 其中，連接部包括一條以上結(jié)構(gòu)可變的支柱，以使切割機(jī)在第三鉆模內(nèi)移動(dòng)。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的3D打印機(jī)，第三鉆模還包括一個(gè)形成于其內(nèi)圓的內(nèi)導(dǎo)軌，連接部還包括一個(gè)內(nèi)導(dǎo)向件，內(nèi)導(dǎo)向件連接到內(nèi)導(dǎo)軌并且沿著內(nèi)導(dǎo)軌移動(dòng)，將一條以上支柱連接到內(nèi)導(dǎo)向件，以使切割機(jī)隨著內(nèi)導(dǎo)向件的移動(dòng)在第三鉆模內(nèi)移動(dòng)。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的3D打印機(jī)，第三鉆模的形狀為具有預(yù)定曲率半徑的環(huán)形，以使鉆模內(nèi)的空間為圓形，沿著第三鉆模的內(nèi)圓形成具有預(yù)定曲率半徑內(nèi)導(dǎo)軌，內(nèi)導(dǎo)向件的曲率半徑與內(nèi)導(dǎo)軌的曲率半徑相同，以使內(nèi)導(dǎo)向件沿著內(nèi)導(dǎo)軌移動(dòng)。17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的3D打印機(jī)，每條支柱包括一個(gè)單鏈環(huán)或多個(gè)串聯(lián)鏈環(huán)，單鏈環(huán)或多鏈環(huán)可伸展到預(yù)定的長度以連接到內(nèi)導(dǎo)向件和切割機(jī)，多鏈環(huán)的末端相互連接并且在第三鉆模內(nèi)的平面上旋轉(zhuǎn)，以使切割機(jī)平面上移動(dòng)。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的3D打印機(jī)，可以使用三條支柱，通過將三條支柱的一端連接到切割機(jī)、另一端連接至內(nèi)導(dǎo)向件使三條支柱并行連接。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的3D打印機(jī)，連接部包括一條第一支柱，一條第二支柱和一條第三支柱，第二支柱位于第一支柱和第三支柱之間，第一支柱包括第一鏈環(huán)和第二鏈環(huán)，第一鏈環(huán)和第二鏈環(huán)通過鉸鏈相互旋轉(zhuǎn)方式連接，第二支柱包括第三鏈環(huán)，第三支柱包括第四鏈環(huán)和第五鏈環(huán)，第四鏈環(huán)和第五鏈環(huán)通過鉸鏈相互旋轉(zhuǎn)方式連接。20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的3D打印機(jī)，其中至少一條支柱的長度是可變的，以使切割機(jī)以在第三鉆模內(nèi)移動(dòng)。21.根據(jù)權(quán)利要求3所述的3D打印機(jī)，切割部包括: 一個(gè)環(huán)形鉆模，環(huán)形鉆模包括一個(gè)中心軸、半徑以及其中的空間； 多個(gè)用于徑向連接到環(huán)形鉆模的外部的支架，以使環(huán)形鉆模繞中心軸旋轉(zhuǎn)； 一個(gè)位于環(huán)形鉆模內(nèi)的切割機(jī)； 一個(gè)連接部，連接環(huán)形鉆模和切割機(jī)， 其中支架用于各自連接到主導(dǎo)梁，支架包括形成于支架外部的第二導(dǎo)向件，第二導(dǎo)向件連接到主導(dǎo)軌，以使支架沿著主導(dǎo)軌垂直移動(dòng)，連接部包括一條以上結(jié)構(gòu)可變的支柱，以使切割機(jī)在環(huán)形鉆模內(nèi)移動(dòng)。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的3D打印機(jī)，支架還包括形成于支架內(nèi)部的曲線導(dǎo)軌，用于連接環(huán)形鉆模，曲線導(dǎo)軌的曲率半徑與環(huán)形鉆模的曲率半徑相同，以使環(huán)形鉆模沿著曲線導(dǎo)軌旋轉(zhuǎn)。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的3D打印機(jī)，其中每條支柱包括一個(gè)單鏈環(huán)或多個(gè)串聯(lián)鏈環(huán)，單鏈環(huán)或多鏈環(huán)可伸展到預(yù)定的長度以連接環(huán)形鉆模和切割機(jī)，多鏈環(huán)的末端相互連接并在環(huán)形鉆模內(nèi)的平面上旋轉(zhuǎn)，以使切割機(jī)平面上移動(dòng)。24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的3D打印機(jī)，可以使用三條支柱，通過將三條支柱的一端連接到切割機(jī)、另一端連接到環(huán)形鉆模使三條支柱并行連接。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的3D打印機(jī)，連接部包括一條第一支柱、一條第二支柱和一條第三支柱，第二支柱位于第一支柱和第三支柱之間，第一支柱包括第一鏈環(huán)和第二鏈環(huán)，第一鏈環(huán)和第二鏈環(huán)通過鉸鏈旋轉(zhuǎn)方式連接，第二支柱包括第三鏈環(huán)，第三支柱包括第四鏈環(huán)和第五鏈環(huán)，第四鏈環(huán)和第五鏈環(huán)通過鉸鏈旋轉(zhuǎn)方式連接。26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的3D打印機(jī)，其中至少一條支柱的長度是可變的，以使切割機(jī)在空間內(nèi)移動(dòng)。27.根據(jù)權(quán)利要求17或23所述的3D打印機(jī)，切割機(jī)還包括:一個(gè)連接一條以上支柱的外罩;一個(gè)連接外罩的切割工具，其中切割工具可繞一個(gè)與鏈環(huán)旋轉(zhuǎn)平面并行的中心軸向上或向下旋轉(zhuǎn)。28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的3D打印機(jī)，切割工具還包括一個(gè)鉆頭;一個(gè)用于吹風(fēng)的鼓風(fēng)機(jī)。29.根據(jù)權(quán)利要求2所述的3D打印機(jī)，框架包括多個(gè)垂直伸展的主導(dǎo)梁，主導(dǎo)梁排列成四方形，堆皇基板部連接到某個(gè)垂直伸展的主導(dǎo)梁，切割部連接到其他垂直伸展的主導(dǎo)梁，以使堆皇基板部和切割部沿著主導(dǎo)軌垂直移動(dòng)。
【文檔編號(hào)】B29C67/00GK105992689SQ201580006161
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年4月24日
【發(fā)明人】李東勛
【申請(qǐng)人】崇實(shí)大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)