具備成型材料檢測功能的三維打印的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種具備成型材料檢測功能的三維打印機(jī)，包括機(jī)架、成型座、熔融式打印頭和向打印頭供應(yīng)可熔融成型材料的供料機(jī)構(gòu)，成型材料當(dāng)中至少部分含有隱形的光致發(fā)光材料，打印頭可移動(dòng)地安裝在機(jī)架上，機(jī)架上還設(shè)置有用于照射成型座上的成型材料的發(fā)光檢測元件。本實(shí)用新型三維打印機(jī)通過在機(jī)體上設(shè)置發(fā)光檢測元件，以便在打印成型的過程中對成型座上的成型材料或三維實(shí)體進(jìn)行照射，根據(jù)成型材料或三維實(shí)體是否發(fā)光來檢測和鑒別所述成型材料的真?zhèn)?，從而能夠?qū)Τ尚筒牧系膩碓催M(jìn)行有效的管控，以便確保所使用的成型材料符合打印頭的要求，防止打印頭堵塞，保證了打印質(zhì)量。
【專利說明】 具備成型材料檢測功能的三維打印機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及三維打印【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種具備成型材料檢測功能的三維打印機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]三維打印又稱3D打印，屬于快速成形技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用成型材料，通過逐層堆疊累積的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)(即“積層造形法”)。過去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造。
[0003]三維打印的過程首先是通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)或計(jì)算機(jī)動(dòng)畫建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，再根據(jù)分析截面信息得到加工路徑，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印。作為三維打印技術(shù)的代表，F(xiàn)DM(Fused Deposit1n Modeling,熔融沉積成型)是一種通過熔融材料疊加堆積而形成三維實(shí)體模型的工藝，一般采用逐層固化成型方法，使打印后的樹脂一層一層地變成固體，從而產(chǎn)生固體成像產(chǎn)品。其中常見的成型材料包括ABS、PLA等，基本上是通過從三維打印機(jī)的打印頭上端輸入線狀的成型材料，然后經(jīng)打印頭內(nèi)高溫熔融再從打印頭出口擠出約0.Γ0.2mm左右的絲狀材料，然后把這種絲狀材料按照程序，規(guī)律地布置在打印托板上，從而實(shí)現(xiàn)三維成型。
[0004]現(xiàn)階段，三維打印技術(shù)快速發(fā)展并已逐漸進(jìn)入各個(gè)領(lǐng)域，一臺(tái)三維打印機(jī)可以采用多種材料進(jìn)行打印，例如，使用ABS材料的三維打印機(jī)，還可使用一些與ABS相近的材料如尼龍等材料進(jìn)行打印。而且，三維打印機(jī)進(jìn)行打印時(shí)可采用多種顏色的材料直接打印出彩色的三維實(shí)體。在使用過程中，成型材料一般會(huì)容納在打印盒內(nèi)，而打印盒安裝在三維打印機(jī)的打印盒安裝架上，通過出料口向三維打印頭提供成型材料。
[0005]由于目前三維打印所采用的打印頭噴嘴很小，因此對其采用的成型材料的要求比較高，如果采用的成型材料不符合要求，則很容易導(dǎo)致打印頭堵塞，進(jìn)而影響打印質(zhì)量，因此在三維打印過程中對成型材料的來源進(jìn)行檢測和鑒別就顯得尤為必要了，而目前市場上尚未出現(xiàn)具備成型材料檢測功能的三維打印機(jī)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種具備成型材料檢測功能的三維打印機(jī)，以便對成型材料的來源進(jìn)行有效的管控，從而確保所使用的成型材料符合打印頭的要求。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下的技術(shù)方案:設(shè)計(jì)一種具備成型材料檢測功能的三維打印機(jī)，包括機(jī)架、成型座、打印頭和用于向所述打印頭供應(yīng)至少部分含有隱形光致發(fā)光材料的可熔融成型材料的供料機(jī)構(gòu)，所述打印頭可移動(dòng)地安裝在所述機(jī)架上，所述打印頭為可向所述成型座逐層噴射熔融成型材料的熔融式打印頭，所述機(jī)架上還設(shè)置有用于照射所述成型座上的成型材料的發(fā)光檢測元件。
[0008]由上述方案可見，本實(shí)用新型的三維打印機(jī)利用含有隱形光致發(fā)光材料的成型材料在三維打印機(jī)上進(jìn)行三維打印成型，然后通過在三維打印機(jī)的機(jī)體上設(shè)置發(fā)光檢測元件，以便在打印成型的過程中對成型座上的成型材料進(jìn)行照射，或者對成型材料固化形成的三維實(shí)體進(jìn)行照射，根據(jù)成型材料或三維實(shí)體是否發(fā)光來檢測和鑒別所述成型材料的真?zhèn)危瑥亩軌驅(qū)Τ尚筒牧系膩碓催M(jìn)行有效的管控，以便確保所使用的成型材料符合打印頭的要求，防止打印頭堵塞，保證了打印質(zhì)量。
[0009]進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述發(fā)光檢測元件可移動(dòng)地安裝在所述機(jī)架上。采用此結(jié)構(gòu)能便于配合檢測打印形成的三維實(shí)體，可實(shí)現(xiàn)在打印過程中檢測。此外，所述發(fā)光檢測元件還可以設(shè)置在所述打印頭上，與打印頭形成一體結(jié)構(gòu)，工作時(shí)一起移動(dòng)。
[0010]優(yōu)選地，所述發(fā)光檢測元件為紫外線燈，所述光致發(fā)光材料為紫外熒光材料。
[0011 ] 在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述成型材料當(dāng)中全部含有所述光致發(fā)光材料。采用此方案可使檢測更方便，在成型的任何時(shí)間都可以進(jìn)行檢測。
[0012]在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述成型材料為固態(tài)絲狀成型材料。采用固態(tài)絲狀成型材料更便于材料輸送到打印頭，而且便于運(yùn)輸，用戶操作也更方便。
[0013]進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述供料機(jī)構(gòu)包括打印盒安裝架和安裝在所述打印盒安裝架內(nèi)的至少一個(gè)打印盒,所述打印盒包括成型材料容納部和出料口，所述成型材料容納部內(nèi)的成型材料通過所述出料口被提供至所述打印頭。
[0014]進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述機(jī)架包括水平設(shè)置的上支架、下支架和豎直設(shè)置的螺桿，所述成型座固定在所述下支架上，所述螺桿支撐在所述下支架上，所述上支架可升降地設(shè)置于所述螺桿；所述上支架上設(shè)有可在上支架確定的平面內(nèi)前后移動(dòng)的第一滑架和第二滑架，所述打印頭可左右移動(dòng)地設(shè)置于所述第一滑架，所述發(fā)光檢測元件可左右移動(dòng)地設(shè)置于所述第二滑架。采用此結(jié)構(gòu)能便于配合檢測打印形成的三維實(shí)體，可實(shí)現(xiàn)在打印過程中檢測，而且不影響打印頭的工作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的一種三維打印機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是圖1所不二維打印機(jī)的打印方法工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將詳細(xì)描述本實(shí)用新型的各種實(shí)施方式，其中的實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行說明并在下文中描述。盡管本實(shí)用新型將結(jié)合示例性實(shí)施方式進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型不限于這些示例性實(shí)施方式。相反，本實(shí)用新型不僅包括這些實(shí)施方式，而且還包括各種變形、改進(jìn)。
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型的一種具備成型材料檢測功能的三維打印機(jī)，包括機(jī)架、供料機(jī)構(gòu)、成型座1、打印頭2、發(fā)光檢測元件3以及未示出的控制單元，所述機(jī)架包括水平設(shè)置的上支架4、下支架5和豎直設(shè)置的螺桿6，成型座I固定在下支架5上，螺桿6支撐在下支架5上，上支架4可沿螺桿6上下移動(dòng)。所述上支架4上設(shè)有可在上支架4確定的平面內(nèi)前后移動(dòng)的第一滑架7和第二滑架8。打印頭2可左右移動(dòng)地設(shè)置于第一滑架7，發(fā)光檢測元件3可左右移動(dòng)地設(shè)置于第二滑架8。在其它實(shí)施例中，發(fā)光檢測元件3還可以設(shè)置在打印頭2上，與打印頭2形成一體結(jié)構(gòu)，工作時(shí)一起移動(dòng)。
[0019]所述供料機(jī)構(gòu)包括打印盒安裝架9和安裝在打印盒安裝架9內(nèi)的打印盒10，打印盒10包括呈圓形的成型材料容納部(未示出)和位于該成型材料容納部頂部的出料口 12，成型材料容納部內(nèi)容納有呈固態(tài)絲狀的可熔融成型材料13，該成型材料13當(dāng)中可以部分含有隱形的光致發(fā)光材料，也可以是全部含有隱形的光致發(fā)光材料。成型材料13通過出料口 12被提供至打印頭2，成型材料12在打印頭2內(nèi)熔融，熔融后的成型材料經(jīng)由打印頭2的噴嘴14向成型座I逐層噴射，從而在成型座I上打印出三維實(shí)體11?？梢岳斫獾氖?，不同的三維打印機(jī)結(jié)構(gòu)有所不同，以上僅以示例的方式描述打印機(jī)的結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型并不僅限于具有上述結(jié)構(gòu)的三維打印機(jī)。
[0020]在本實(shí)施例中，打印盒10以裝有固態(tài)絲狀成型材料的打印盒為例進(jìn)行說明，可以理解的是，成型材料也可為粉末狀、液態(tài)等形態(tài)，容納不同形態(tài)成型材料的打印盒的結(jié)構(gòu)有所不同。
[0021]在本實(shí)施例中，打印盒安裝架9內(nèi)安裝有一個(gè)提供單色成型材料的打印盒10，可以理解的是，打印盒安裝架9內(nèi)還可安裝多個(gè)分別提供不同顏色成型材料的打印盒，且打印盒上設(shè)置有防裝錯(cuò)結(jié)構(gòu)，與打印盒安裝架9上的防裝錯(cuò)結(jié)構(gòu)相配合，不同顏色打印盒的防裝錯(cuò)結(jié)構(gòu)不同，從而使打印盒不可安裝至打印盒安裝架9的與其不匹配的部分內(nèi)。
[0022]在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述發(fā)光檢測元件3為紫外線燈，所述成型材料13內(nèi)的光致發(fā)光材料為紫外熒光材料。在三維實(shí)體11打印過程中，紫外線燈發(fā)出紫外線并照射在打印頭2噴出的成型材料或固化后的三維實(shí)體11上，由于成型材料內(nèi)含有紫外熒光材料，在紫外線照射下，紫外熒光材料發(fā)出熒光，從而實(shí)現(xiàn)對所述成型材料13的真?zhèn)芜M(jìn)行檢測。
[0023]如圖2，上述三維打印機(jī)的打印方法包括以下步驟:
[0024]I)在計(jì)算機(jī)內(nèi)制作出需要打印的三維實(shí)體的立體模型；
[0025]2)對所述立體模型進(jìn)行切片分層，得到每層的成型數(shù)據(jù)，并將所述成型數(shù)據(jù)提供給所述控制單元；
[0026]3)由所述控制單元控制所述供料機(jī)構(gòu)向所述熔融式打印頭供應(yīng)所述成型材料，并控制所述熔融式打印頭向所述成型座逐層噴射熔融后的成型材料，所述成型材料逐層疊加固化而形成所需的三維實(shí)體；
[0027]4)由所述發(fā)光檢測元件發(fā)出光線照射所述成型座上的成型材料或三維實(shí)體，根據(jù)所述成型材料或三維實(shí)體是否發(fā)光來檢測所述成型材料的真?zhèn)?當(dāng)成型材料當(dāng)中部分含有隱形的光致發(fā)光材料時(shí)，打印頭噴射出的成型材料或其固化后形成的三維實(shí)體11的特定局部在發(fā)光檢測元件的照射下呈現(xiàn)熒光的效果；而當(dāng)成型材料當(dāng)中全部含有隱形的光致發(fā)光材料時(shí)，打印頭噴射出的成型材料或其固化后形成的三維實(shí)體11的整體在發(fā)光檢測元件的照射下都呈現(xiàn)熒光的效果。
[0028]以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.具備成型材料檢測功能的三維打印機(jī)，包括機(jī)架、成型座、打印頭和用于向所述打印頭供應(yīng)至少部分含有隱形光致發(fā)光材料的可熔融成型材料的供料機(jī)構(gòu)，所述打印頭可移動(dòng)地安裝在所述機(jī)架上，所述打印頭為可向所述成型座逐層噴射熔融成型材料的熔融式打印頭，其特征在于，所述三維打印機(jī)還包括用于照射所述成型座上的成型材料的發(fā)光檢測元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維打印機(jī)，其特征在于:所述發(fā)光檢測元件可移動(dòng)地安裝在所述機(jī)架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維打印機(jī)，其特征在于:所述發(fā)光檢測元件設(shè)置在所述打印頭上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維打印機(jī)，其特征在于:所述發(fā)光檢測元件為紫外線燈，所述光致發(fā)光材料為紫外熒光材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維打印機(jī)，其特征在于:所述成型材料當(dāng)中全部含有所述光致發(fā)光材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維打印機(jī)，其特征在于:所述成型材料為固態(tài)絲狀成型材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維打印機(jī)，其特征在于:所述供料機(jī)構(gòu)包括打印盒安裝架和安裝在所述打印盒安裝架內(nèi)的至少一個(gè)打印盒，所述打印盒包括成型材料容納部和出料口，所述成型材料容納部內(nèi)的成型材料通過所述出料口被提供至所述打印頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維打印機(jī)，其特征在于:所述機(jī)架包括水平設(shè)置的上支架、下支架和豎直設(shè)置的螺桿，所述成型座固定在所述下支架上，所述螺桿支撐在所述下支架上，所述上支架可升降地設(shè)置于所述螺桿；所述上支架上設(shè)有可在上支架確定的平面內(nèi)前后移動(dòng)的第一滑架和第二滑架，所述打印頭可左右移動(dòng)地設(shè)置于所述第一滑架，所述發(fā)光檢測元件可左右移動(dòng)地設(shè)置于所述第二滑架。
【文檔編號】G01N21/63GK204036857SQ201420469872
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】張濤, 何永剛 申請人:珠海天威飛馬打印耗材有限公司