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一種并行多工位式3D打印機(jī)的制造方法與工藝

文檔序號(hào):11693955閱讀:349來(lái)源:國(guó)知局
一種并行多工位式3D打印機(jī)的制造方法與工藝
本發(fā)明屬于快速成型技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種新型并行多工位式工業(yè)生產(chǎn)3D打印機(jī)。

背景技術(shù):
快速成型技術(shù)是近年來(lái)快速發(fā)展起來(lái)的基于三維CAD模型數(shù)據(jù)通過(guò)逐層制造生產(chǎn)產(chǎn)品的技術(shù)總稱,是第三次工業(yè)革命的代表性技術(shù)之一。它的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在數(shù)字化制造和降維分層堆積制造,所以大大降低了制造的難度,對(duì)于內(nèi)部結(jié)構(gòu)越復(fù)雜的零件產(chǎn)品,其優(yōu)勢(shì)也越明顯。目前快速成型技術(shù)廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)療、航空航天、汽車制造等領(lǐng)域,但尚未應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)制造,主要原因是現(xiàn)有的快速成型工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)還不成熟,制造成本高,生產(chǎn)效率低等。其實(shí)不論是國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展還是制造業(yè)的改革,其對(duì)于這種快速成型技術(shù)工業(yè)化生產(chǎn)的潛在要求都是巨大的。因此,應(yīng)當(dāng)著力研究一種適合于快速成型技術(shù)工業(yè)生產(chǎn)的新型并行多工位式3D打印機(jī),大力提高生產(chǎn)效率,加速推進(jìn)快速成型技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用。快速成型技術(shù)是利用快速成型設(shè)備直接將數(shù)字模型轉(zhuǎn)化為實(shí)物成品的一種生產(chǎn)制造方式。所謂快速成型設(shè)備,則是一種可以直接將任意數(shù)字模型轉(zhuǎn)化為最終實(shí)物成品的機(jī)器。目前主流快速成型技術(shù)其基本原理都是疊層制造,由快速原型機(jī)在X-Y平面內(nèi)通過(guò)掃描形式形成工件的截面形狀,而在Z坐標(biāo)間斷地作層面厚度的位移,最終形成三維制件,主要有以下幾種方式:3DP技術(shù):采用3DP技術(shù)的3D打印機(jī)使用標(biāo)準(zhǔn)噴墨打印技術(shù),通過(guò)將液態(tài)連結(jié)體鋪放在粉末薄層上,以打印橫截面數(shù)據(jù)的方式逐層創(chuàng)建各部件,創(chuàng)建三維實(shí)體模型,采用這種技術(shù)打印成型的樣品模型與實(shí)際產(chǎn)品具有同樣的色彩,還可以將彩色分析結(jié)果直接描繪在模型上,模型樣品所傳遞的信息較大。FDM熔融層積成型技術(shù):FDM熔融層積成型技術(shù)是將絲狀的熱熔性材料加熱融化,同時(shí)三維噴頭在計(jì)算機(jī)的控制下,根據(jù)截面輪廓信息,將材料選擇性地涂敷在工作臺(tái)上,快速冷卻后形成一層截面。一層成型完成后,機(jī)器工作臺(tái)下降一個(gè)高度(即分層厚度)再成型下一層,直至形成整個(gè)實(shí)體造型。其成型材料種類多,成型件強(qiáng)度高、精度較高,主要適用于成型小塑料件。SLA立體平版印刷技術(shù):SLA立體平版印刷技術(shù)以光敏樹脂為原料,通過(guò)計(jì)算機(jī)控制激光按零件的各分層截面信息在液態(tài)的光敏樹脂表面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描,被掃描區(qū)域的樹脂薄層產(chǎn)生光聚合反應(yīng)而固化,形成零件的一個(gè)薄層。一層固化完成后,工作臺(tái)下移一個(gè)層厚的距離,然后在原先固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態(tài)樹脂,直至得到三維實(shí)體模型。該方法成型速度快,自動(dòng)化程度高,可成形任意復(fù)雜形狀,尺寸精度高,主要應(yīng)用于復(fù)雜、高精度的精細(xì)工件快速成型。SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù):SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)是通過(guò)預(yù)先在工作臺(tái)上鋪一層粉末材料(金屬粉末或非金屬粉末),然后讓激光在計(jì)算機(jī)控制下按照界面輪廓信息對(duì)實(shí)心部分粉末進(jìn)行燒結(jié),然后不斷循環(huán),層層堆積成型。該方法制造工藝簡(jiǎn)單,材料選擇范圍廣,成本較低,成型速度快,主要應(yīng)用于鑄造業(yè)直接制作快速模具。DLP激光成型技術(shù):DLP激光成型技術(shù)和SLA立體平版印刷技術(shù)比較相似,不過(guò)它是使用高分辨率的數(shù)字光處理器(DLP)投影儀來(lái)固化液態(tài)光聚合物,逐層的進(jìn)行光固化,由于每層固化時(shí)通過(guò)幻燈片似的片狀固化,因此速度比同類型的SLA立體平版印刷技術(shù)速度更快。該技術(shù)成型精度高,在材料屬性、細(xì)節(jié)和表面光潔度方面可匹敵注塑成型的耐用塑料部件。UV紫外線成型技術(shù):UV紫外線成型技術(shù)和SLA立體平版印刷技術(shù)比較相似類似,不同的是它利用UV紫外線照射液態(tài)光敏樹脂,一層一層由下而上堆棧成型,成型的過(guò)程中沒(méi)有噪音產(chǎn)生,在同類技術(shù)中成型的精度最高,通常應(yīng)用于精度要求高的珠寶和手機(jī)外殼等行業(yè)。但上述快速成型技術(shù)有打印速度慢,無(wú)法有效滿足生產(chǎn)的需求;難以批量成產(chǎn),成產(chǎn)成本過(guò)高;使用的材料受打印形式的限制等問(wèn)題,而且打印出來(lái)的零件往往需要進(jìn)行人工后期處理,工作效率不高。目前市面上常用的三維切片軟件有Cura、Makerbot、Kisslicer等,但它們的功能均只局限于對(duì)模型進(jìn)行單一的由下而上地切片,然后把切片數(shù)據(jù)發(fā)送到打印機(jī)進(jìn)行打印,不能對(duì)模型的打印時(shí)間進(jìn)行平均分配,并把相應(yīng)時(shí)間段對(duì)應(yīng)的切片分別發(fā)送到不同的打印機(jī)進(jìn)行打印。流水線又稱為裝配線,是一種工業(yè)上的生產(chǎn)方式,指每一個(gè)生產(chǎn)單位只專注處理某一個(gè)片段的工作,以提高工作效率及產(chǎn)量;按照流水線的輸送方式大體可以分為:皮帶流水裝配線、板鏈線、倍速鏈、插件線、網(wǎng)帶線、懸掛線及滾筒流水線這七類流水線。一般包括牽引件、承載構(gòu)件、驅(qū)動(dòng)裝置、漲緊裝置、改向裝置和支承件等組成。流水線可擴(kuò)展性高,可按需求設(shè)計(jì)輸送量、輸送速度、裝配工位等,在現(xiàn)有的企業(yè)中已得到廣泛應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求,本發(fā)明提供了一種新型的適合于快速成型技術(shù)的并行多工位式3D打印機(jī),其目的在于提高3D打印生產(chǎn)批量產(chǎn)品時(shí)的效率,由此解決傳統(tǒng)3D打印生產(chǎn)效率低下的技術(shù)問(wèn)題。在進(jìn)行單件小批量式生產(chǎn)時(shí),能夠保證所有工位上的打印機(jī)任務(wù)能夠平均分配,并且能夠使工人能夠?qū)Υ蛴⊥瓿傻牧悴考M(jìn)行平均有序的后處理,相比起集中打印集中后處理更加協(xié)調(diào)。本發(fā)明所提出的一種并行多工位式3D打印機(jī),其特征在于,包括計(jì)算機(jī)101、支架103、3D打印機(jī)組104和輸送帶系統(tǒng)106;其中3D打印機(jī)組104是根據(jù)需要并排放置多個(gè)工位的3D打印機(jī);所述3D打印機(jī)還包括位置檢測(cè)傳感器214,用于模型在各個(gè)工位的準(zhǔn)確定位;3D打印機(jī)組104、輸送帶系統(tǒng)106均安裝在支架103上;輸送帶系統(tǒng)106包括伺服電機(jī)和傳送帶300;伺服電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)傳送帶;傳送帶300表面每隔一段距離有一對(duì)卡槽301,該卡槽301用于給打印基板定位;在每個(gè)卡槽之間的傳送帶300表面安裝有一塊定位磁鐵302,定位磁鐵302上吸附安裝一個(gè)打印基板210,用于放置打印模型,打印基板為磁性材料;打印基板210側(cè)邊緣中心點(diǎn)設(shè)有定位標(biāo)記303;位置檢測(cè)傳感器214用于檢測(cè)每塊打印基板210的位置,以第一個(gè)工位的打印基板210為基準(zhǔn),通過(guò)檢測(cè)其余工位上的定位標(biāo)記303的位置確定后續(xù)3D打印機(jī)中打印基板210的位置相對(duì)于設(shè)定位置的偏離量;計(jì)算機(jī)101與3D打印機(jī)組104的各個(gè)3D打印機(jī)相連,計(jì)算機(jī)101用于發(fā)送操作指令,并將三維模型切片,生成一系列帶有序號(hào)的截面輪廓圖,轉(zhuǎn)換成3D打印機(jī)能夠識(shí)別的代碼,送至各個(gè)3D打印機(jī)進(jìn)行打印作業(yè);工作時(shí),在計(jì)算機(jī)101中設(shè)定打印速度v,即噴頭移動(dòng)速度,根據(jù)3D打印機(jī)組104中3D打印機(jī)的數(shù)量N,將打印模型分塊為N個(gè)打印時(shí)間均等的模型子塊;將每個(gè)模型子塊數(shù)據(jù)生成打印機(jī)能夠識(shí)別的代碼,分別發(fā)送到3D打印機(jī)組104中每一工位的打印機(jī)中;啟動(dòng)打印流程,打印基板在輸送帶系統(tǒng)106的作用下慢慢移動(dòng)到各個(gè)工位3D打印機(jī)下方,每個(gè)工位的打印機(jī)開始執(zhí)行各自的打印任務(wù);當(dāng)所有工位的打印機(jī)都完成打印任務(wù),傳送帶300繼續(xù)前進(jìn);最后一個(gè)工位打印機(jī)完成打印時(shí),基板運(yùn)動(dòng)到輸送帶末端工位,該工位對(duì)應(yīng)輸送帶上的定位磁鐵302斷電消磁,將模型推送到操作平臺(tái)105上;取出操作平臺(tái)105上的輸出模型,完成打印作業(yè)。進(jìn)一步的,所述的并行多工位式3D打印機(jī)中的計(jì)算機(jī)1根據(jù)噴頭移動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)路徑,算出打印每個(gè)模型子塊所需時(shí)間,再把所有模型子塊打印時(shí)間相加獲得打印零部件總時(shí)間T,根據(jù)生產(chǎn)線上工位打印機(jī)的數(shù)量N,重新劃分模型子塊,使每個(gè)模型子塊打印時(shí)間為T/N。進(jìn)一步的,所述的并行多工位式3D打印機(jī),其打印原料采用熱塑性材料。進(jìn)一步的,所述的并行多工位式3D打印機(jī),其定位標(biāo)記303為一條黑色條帶或一段凸臺(tái),與打印基板210側(cè)邊緣其他地方產(chǎn)生顏色或形狀差異,能夠讓位置檢測(cè)傳感器214識(shí)別。進(jìn)一步的,所述的并行多工位式3D打印機(jī)在打印作業(yè)中,各工位上3D打印機(jī)的位置檢測(cè)傳感器214采用光電傳感器,其安裝中心與該工位上3D打印機(jī)的打印原點(diǎn)平行重合。進(jìn)一步的,所述的并行多工位式3D打印機(jī)在打印作業(yè)中,計(jì)算機(jī)101對(duì)每個(gè)工位打印機(jī)的打印軌跡在偏離方向上進(jìn)行相等距離的補(bǔ)償,使每個(gè)工位的3D打印機(jī)打印的部分不會(huì)與上一工位3D打印機(jī)打印的部分產(chǎn)生錯(cuò)位。進(jìn)一步的,所述的并行多工位式3D打印機(jī)在打印作業(yè)中,當(dāng)?shù)谝还の簧系奈恢脵z測(cè)傳感器214對(duì)準(zhǔn)一塊打印基板210上的定位標(biāo)記303時(shí),傳送帶300停止傳動(dòng),其余工位上的位置檢測(cè)傳感器214檢測(cè)其余打印基板210的偏移距離并在計(jì)算機(jī)101中進(jìn)行打印軌跡的補(bǔ)償。本發(fā)明提出的打印機(jī)有以下特點(diǎn):1.改變現(xiàn)有間歇式作業(yè)方案,將產(chǎn)品分多個(gè)環(huán)節(jié)打印,一條生產(chǎn)線上各個(gè)工位打印機(jī)分別打印同一個(gè)零件的不同部分;2.有一套配套的產(chǎn)品傳遞機(jī)構(gòu),用于將已完成該環(huán)節(jié)打印任務(wù)的產(chǎn)品通過(guò)基板自給方式傳送到下一環(huán)節(jié)進(jìn)行打?。?.有一套自動(dòng)下料機(jī)構(gòu),用于在打印材料不足時(shí)向計(jì)算機(jī)發(fā)出信號(hào),通過(guò)控制系統(tǒng)完成自動(dòng)下料。4.有一套檢測(cè)識(shí)別裝置,不同模型有不同識(shí)別碼,該裝置用于識(shí)別當(dāng)前打印的模型,并有序地完成打印;5.有一臺(tái)計(jì)算機(jī),操作員能利用該計(jì)算機(jī)對(duì)整個(gè)批量式生產(chǎn)進(jìn)行控制;總體而言,通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比,由于采用3D打印機(jī)組打印并結(jié)合控制軟件對(duì)打印過(guò)程進(jìn)行合理有序的分工及控制,能夠取得下列有益效果:1、模型批量式打印,該并行多工位式3D打印機(jī)徹底改變了現(xiàn)有的模式,批量式打印更加符合現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn),能充分利用人力、物力資源。2、能夠觀察整個(gè)打印過(guò)程。該并行多工位式3D打印機(jī)下工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,模型的打印完全透明化,能夠很明確地觀察到各部分的打印過(guò)程,方便在自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)剛出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決,避免了出現(xiàn)大批量問(wèn)題產(chǎn)品的可能。3、實(shí)現(xiàn)不同部位打印不同材料。在一個(gè)實(shí)際的產(chǎn)品中,由于各部分的實(shí)際功用不同,對(duì)其強(qiáng)度、硬度、美觀等要求都不太一樣,在該并行多工位式3D打印機(jī)中能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)控制在不同部位打印具有不同性質(zhì)的材料,最大程度降低打印成本和時(shí)間。4、靠識(shí)別碼識(shí)別模型,實(shí)現(xiàn)完全個(gè)性自動(dòng)化生產(chǎn)。在本發(fā)明中,提出用唯一標(biāo)識(shí)碼標(biāo)識(shí)每個(gè)模型。在打印時(shí),打印機(jī)上的標(biāo)識(shí)裝置先對(duì)標(biāo)識(shí)碼進(jìn)行識(shí)別確認(rèn),然后按照相應(yīng)軌跡打印模型,實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化生產(chǎn),同時(shí)可隨時(shí)更換識(shí)別碼來(lái)打印其他模型,更加符合個(gè)性化生產(chǎn)的需求。5.當(dāng)打印材料不足時(shí),由打印機(jī)自動(dòng)發(fā)出信號(hào)到計(jì)算機(jī),并由計(jì)算機(jī)通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)下料。6.當(dāng)某一工位打印機(jī)打印出現(xiàn)故障時(shí)(如電機(jī)卡住或原料不足等),控制系統(tǒng)能夠自動(dòng)識(shí)別并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行反饋,所在工位有一推送裝置把基板自動(dòng)推出傳送帶,避免該基板進(jìn)入下一工位。7.并行多工位式生產(chǎn)節(jié)省時(shí)間。在傳統(tǒng)模式下,打印機(jī)的工作是間歇式作業(yè),一臺(tái)打印機(jī)打印一個(gè)完整的模型,整個(gè)模型打印完后再進(jìn)行后續(xù)加工形成產(chǎn)品,這樣人力和打印機(jī)的閑置時(shí)間就比較多,也延長(zhǎng)了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期,提高了生產(chǎn)成本。同時(shí),傳統(tǒng)模式中是由人工備料并下料,務(wù)必延長(zhǎng)了材料準(zhǔn)備周期。而在本發(fā)明所提出的并行多工位式3D打印機(jī)中,一臺(tái)打印機(jī)只打印模型的一部分,然后傳送到下一個(gè)環(huán)節(jié)打印,這樣模型打印的周期就被多個(gè)環(huán)節(jié)分解縮短了,同時(shí)改變了傳統(tǒng)的間歇式作業(yè)方式,而且由自動(dòng)下料裝置完成備料過(guò)程,縮短了材料準(zhǔn)備及上下料的周期,大大提高了生產(chǎn)效率。即原來(lái)的打印周期是一整個(gè)模型的打印時(shí)間,而在本發(fā)明的生產(chǎn)并行多工位式3D打印機(jī)中打印周期只是一個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間,打印機(jī)采用不間斷作業(yè)方式,備料過(guò)程智能自動(dòng)。打印完后即可立即進(jìn)行后續(xù)加工,在降低了打印周期的同時(shí),也提高了人力資源和打印機(jī)的利用率。附圖說(shuō)明圖1是并行多工位式3D打印機(jī)示意圖;圖2是單臺(tái)3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖;圖3是輸送帶系統(tǒng)示意圖;圖4是檢測(cè)傳感器對(duì)準(zhǔn)定位標(biāo)記時(shí)3D打印機(jī)的工作示意圖;圖5是檢測(cè)傳感器檢測(cè)到定位標(biāo)記有偏差時(shí)3D打印機(jī)的工作示意圖;圖6是3D打印機(jī)組工作示意圖;圖7是模型分塊示意圖;圖8是3D打印機(jī)噴頭打印軌跡;在所有附圖中,相同的附圖標(biāo)記用來(lái)表示相同的元件或結(jié)構(gòu),其中:圖1中各個(gè)部件名稱為:101-計(jì)算機(jī),102-控制電柜,103-支架,104-3D打印機(jī)組,105-操作平臺(tái),106-輸送帶系統(tǒng)。圖2中各個(gè)部件名稱為:201-打印機(jī)外殼,202-Z向升降絲杠,203-Z向升降電機(jī),204-送料導(dǎo)管,205-料桶,206-打印頭固定架,207-X向移動(dòng)絲杠,208—X向平移電機(jī),209-Y向直線導(dǎo)軌,210-打印基板,211-Y向平移同步帶,212-Y向平移電機(jī),213-打印頭,214-位置檢測(cè)傳感器。圖3中各個(gè)部件名稱為:300-傳送帶,301-卡槽,302-定位磁鐵,303-定位標(biāo)記。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。此外,下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。如圖1所示,本實(shí)施例中的3D打印機(jī)包含8個(gè)模塊,101為計(jì)算機(jī)。102為系統(tǒng)的控制電柜。103為支架,104是3D打印機(jī)組,根據(jù)系統(tǒng)的需要并排放置多個(gè)工位的打印機(jī),下面實(shí)施例中3D打印機(jī)組共有四臺(tái)3D打印機(jī)。105是操作平臺(tái)。106是輸送帶系統(tǒng),由一端的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。3D打印機(jī)組104、操作平臺(tái)105、輸送帶系統(tǒng)106均固定在支架103上。圖2所示為打印機(jī)組中每一臺(tái)打印機(jī)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖。打印機(jī)結(jié)構(gòu)包括:打印機(jī)外殼201,Z向升降絲杠202,Z向升降電機(jī)203,送料導(dǎo)管204,料桶205,料桶中自帶送料電機(jī)和送料機(jī)械機(jī)構(gòu),打印頭固定架206,X向移動(dòng)絲杠207,X向平移電機(jī)208,Y向直線導(dǎo)軌209,打印基板210,本實(shí)施例中采用不銹鋼作為基板材料,Y向平移同步帶,Y向平移電機(jī)212,打印頭213,位置檢測(cè)傳感器214。傳送帶300結(jié)構(gòu)如圖3所示,同步帶表面每隔一段距離(與打印機(jī)工位之間距離嚴(yán)格對(duì)應(yīng))有一對(duì)卡槽301,用于給打印基板定位,在每個(gè)卡槽之間、傳送帶300表面安裝有定位磁鐵302,用于給打印基板貼緊傳送帶300表面。打印基板210側(cè)邊緣中心點(diǎn)上有定位標(biāo)記303,本實(shí)施例中定位標(biāo)記采用激光打標(biāo)的黑色條紋,寬度為0.5mm,用于給位置檢測(cè)傳感器214檢測(cè)每個(gè)工位的位置,本實(shí)施例中位置檢測(cè)傳感器采用光電傳感器,用于校準(zhǔn)每個(gè)工位的打印機(jī)打印軌跡。本發(fā)明實(shí)施的具體步驟如下:如圖1所示,在計(jì)算機(jī)中,先用三維切片軟件將三維模型(本實(shí)施例采用Cura軟件,輸入模型格式為STL格式)進(jìn)行切片,由計(jì)算機(jī)按層分解,具體實(shí)現(xiàn)原理為計(jì)算機(jī)對(duì)模型由下至上按一定的層厚截取橫截面,生成由下至上一系列帶有序號(hào)的截面輪廓圖,以本實(shí)施為例,輸入模型為一個(gè)底面直徑為60mm,高度為70mm的圓錐,三維切片軟件在高度方向上每隔0.1mm對(duì)模型進(jìn)行切片,共產(chǎn)生700張截面輪廓圖,截面輪廓圖采用黑白BMP格式保存。在三維切片軟件中設(shè)定打印速度,即噴頭移動(dòng)速度,本實(shí)施例中為120mm/s。對(duì)每一個(gè)截面,打印機(jī)噴頭的運(yùn)動(dòng)路徑采用輪廓偏置方式打印,如圖8。并在三維切片軟件中添加任務(wù)分配模塊,具體實(shí)施方式為:根據(jù)噴頭移動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)路徑,三維切片軟件算出打印每一個(gè)切片層所需時(shí)間Ti,再把所有單層時(shí)間相加獲得打印零部件總時(shí)間T,本實(shí)施例中單獨(dú)打印一個(gè)完整圓錐模型共需要20分鐘。根據(jù)生產(chǎn)線上工位(打印機(jī))的數(shù)量(本實(shí)施例中為四臺(tái)),把打印時(shí)間分為4個(gè)等份,相對(duì)應(yīng)地將模型分塊為a、b、c、d四個(gè)部分,四個(gè)工位上3D打印機(jī)分別打印四個(gè)模塊,每個(gè)工位打印時(shí)間為T/4,本實(shí)施例中為5分鐘,如圖7所示。三維切片軟件將每一部分的切片數(shù)據(jù)生成打印機(jī)能夠識(shí)別的代碼(一般為Gcode代碼),并分別發(fā)送到每一工位的打印機(jī)中。以上步驟均可通過(guò)計(jì)算機(jī)101完成。常用的三維切片軟件有Cura、Makerbot、Kisslicer等。對(duì)每一工位的打印機(jī)進(jìn)行裝料操作。往每個(gè)工位的打印機(jī)料桶205中裝入打印原料(可以為粒料、絲材或液體),本實(shí)施例3D打印機(jī)中采用PLA絲材作為料桶中的原料。打印過(guò)程中料桶中原料會(huì)由送料裝置自動(dòng)通過(guò)送料導(dǎo)管添加到打印噴頭中。啟動(dòng)控制系統(tǒng),基板在傳動(dòng)系統(tǒng)的作用下慢慢移動(dòng)到打印機(jī)下方,當(dāng)位于第一個(gè)3D打印機(jī)工位上的檢測(cè)傳感器214對(duì)準(zhǔn)一塊打印基板210上的定位標(biāo)記303時(shí),傳送帶300停止傳動(dòng)。其余3D打印機(jī)工位上的檢測(cè)傳感器214檢測(cè)各自對(duì)應(yīng)的打印基板210上的定位標(biāo)記303的偏移量并發(fā)送到計(jì)算機(jī)101中。若其余工位上的檢測(cè)傳感器均能對(duì)準(zhǔn)各自對(duì)應(yīng)的打印基板210上的定位標(biāo)記303,3D打印機(jī)組開始工作,如圖4。若其余工位上的檢測(cè)傳感器檢測(cè)到各自對(duì)應(yīng)的打印基板210上的定位標(biāo)記303的位置相對(duì)于檢測(cè)傳感器中心的偏差時(shí),檢測(cè)傳感器把偏差信號(hào)發(fā)送到計(jì)算機(jī)101,計(jì)算機(jī)101根據(jù)各個(gè)工位打印基板210的偏移量對(duì)打印軌跡進(jìn)行校準(zhǔn),具體方法為對(duì)打印軌跡進(jìn)行整體的平移,并重新發(fā)送到各個(gè)3D打印機(jī)中,確保打印軌跡無(wú)偏差,如圖5,3D打印機(jī)組開始工作,每個(gè)工位的打印機(jī)執(zhí)行各自的打印任務(wù),當(dāng)所有工位的打印機(jī)都完成打印任務(wù),計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制傳送帶300繼續(xù)前進(jìn)。如此循環(huán)往復(fù)。如圖6所示為打印過(guò)程示意圖。打印原料采用熱塑性材料,對(duì)于每一工位的打印機(jī),其剛擠出的原料因?yàn)闇囟茸銐蚋?,因此能夠與上一工位打印好的模型部分共同熔融連接,不需要額外的連接方式或手段。當(dāng)最后一個(gè)工位打印機(jī)完成打印時(shí),該工位對(duì)應(yīng)輸送帶上的電磁鐵斷電消磁,當(dāng)基板運(yùn)動(dòng)到輸送帶末端時(shí)自動(dòng)推送到操作平臺(tái)105上,由操作人員進(jìn)行取模型、清理基板、修整模型等后處理操作。在打印過(guò)程中由控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多工位任務(wù)智能分配,三維切片軟件對(duì)各個(gè)工位打印機(jī)進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃保證每個(gè)工位的打印時(shí)間相同,保證打印過(guò)程的協(xié)調(diào)性。本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解,以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
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