本技术涉及3d打印机的,特指一种多材料单喷头3d打印机。
背景技术:
1、3d打印主要分为单材料打印以及多材料打印,其中单材料打印主要用于单种材料的成型件的打印,而多材料打印则是用于多种材料成型工件的打印,其中,目前的多材料3d打印机都是通过在打印机上安装有不同打印材料的多个打印喷头,才用序列化打印的方法,实现多材料打印。
2、但是由于需要逐层打印,如果采用不同的材料需要切换不同喷头,导致打印时间比较长,效率低下,且完全不同的两个材料之间的粘合性存在问题,打印出来的产品可能在使用过程中出现开裂、脱层或弱粘结等问题。
技术实现思路
1、本实用新型考虑了前述问题而做出,实用新型的目的是提供一种多材料单喷头3d打印机,采用单喷头就能实现多材料打印,可以提高打印效率,同时由于材料在经过喷头的出料口时存在轻微的混合,可以增加两个材料之间的粘结性,提高成型产品的质量。
2、为实现上述目的,本实用新型提供一种多材料单喷头3d打印机,包括机架、打印机构、x轴移动机构、y轴移动机构、z轴升降机构以及供料机构,所述打印机构包括打印平台以及喷头,所述打印平台通过x轴移动机构可移动的设置在所述机架上,所述z轴升降机构设置在所述机架的一侧,所述喷头通过所述y轴移动机构可移动的设置在所述z轴升降机构上;
3、所述喷头上设有第一进料道、第二进料道以及出料道,所述第一进料道与所述第二进料道均与所述出料道连通;
4、所述供料机构包括气动组件、第一注射器以及第二注射器,所述第一注射器的出料口与所述第一进料道连通,所述第二注射器的出料口与所述第二进料道连通,所述气动组件同时与所述第一注射器以及所述第二注射器连通,并可控制所述第一注射器注射或所述第二注射器注射。
5、据上所述的一种多材料单喷头3d打印机,所述气动组件包括位于所述机架底部的气动盒以及设置在所述气动盒内的第一气动阀组以及第二气动阀组,所述第一气动阀组包括第一气源、第一气压调节阀以及第一电磁阀,所述第一气压调节阀的进口与所述第一气源的出口连通,所述第一气压调节阀的出口与所述第一电磁阀的进口连通,所述第一电磁阀的出口与所述第一注射器连通;
6、所述第二气动阀组包括第二气源、第二气压调节阀以及第二电磁阀,所述第二气压调节阀的进口与所述第二气源的出口连通,所述第二气压调节阀的出口与所述第二电磁阀的进口连通,所述第二电磁阀的出口与所述第二注射器连通。
7、据上所述的一种多材料单喷头3d打印机,所述气动组件还包括真空发生器以及消音器,所述真空发生器同时与所述第一电磁阀以及所述第二电磁阀连通,并可用于抽取所述第一电磁阀以及所述第二电磁阀内的气体,所述消音器设置在所述真空发生器的一侧,并用于降低所述真空发生器发出的声音。
8、据上所述的一种多材料单喷头3d打印机,所述气动组件还包括第一压力表以及第二压力表,所述第一压力表与所述第一气压调节阀相接,并用于监控所述第一气动阀组内的气压,所述第二压力表与所述第二气压调节阀相接,并用于监控所述第二气动阀组内的气压。
9、据上所述的一种多材料单喷头3d打印机,所述x轴移动机构包括第一驱动电机、第一丝杆、第一直线导轨以及第一导轨滑块,两个所述第一直线导轨沿x轴的方向铺设在所述机架对称的两侧上,所述第一导轨滑块的两端分别与两个所述第一直线导轨滑动相接,所述第一驱动电机固定在所述机架上,所述第一丝杆的一端与所述第一驱动电机相接,且所述第一丝杆的另一端与所述第一导轨滑块的底部啮合相接,所述打印平台固定在所述第一导轨滑块上。
10、据上所述的一种多材料单喷头3d打印机,所述z轴升降机构包括对称分布在所述机架两侧的两个第二驱动电机、第二丝杆、第二直线导轨以及第二导轨滑块,两个所述第二直线导轨沿z轴方向位于所述机架对称的两侧,两个所述第二导轨滑块分别可滑动的与一个所述第二直线导轨相接,两个所述第二丝杆的一端分别与一个所述第二驱动电机相接,且两个所述第二丝杆的另一端分别与一个所述第二导轨滑块啮合,所述y轴移动机构固定在两个所述第二导轨滑块之间。
11、据上所述的一种多材料单喷头3d打印机,所述y轴移动机构包括第三驱动电机、第三丝杆、第三直线导轨以及第三导轨滑块,所述第三直线导轨沿y轴方向铺设在两个所述第二导轨滑块之间,所述喷头通过所述第三导轨滑块可滑动的与所述第三直线导轨相接,所述第三驱动电机固定在所述第二导轨滑块上,所述第三丝杆的一端与所述第三驱动电机相接,并与所述第三导轨滑块啮合,所述喷头固定在所述第三导轨滑块上。
12、据上所述的一种多材料单喷头3d打印机,所述供料机构还包括第三注射器,所述喷头上还设有第三进料道,所述第三进料道与所述出料道连通,所述第三注射器与所述第三进料道连通。
13、一种据上所述的多材料单喷头3d打印机的打印方法,包括步骤:
14、s1:建模与选型:通过计算机建立多材料打印工件的三维模型,根据三维模型进行打印路径规划与分层,并根据三维模型选取对应的不同材料分别放置在第一注射器与第二注射器中;
15、s2:复位:通过x轴驱动机构驱动打印平台沿x轴方向运动进行归零,通过y轴驱动机构驱动喷头沿y轴方向运动进行归零,并通过z轴升降机构驱动喷头沿z轴方向运动至预设高度;
16、s3:打印:根据打印路径,当打印工件第一层时,先通过气动组件控制第一注射器将将料挤出至第一进料道中,并通过出料道喷出至打印平台上,当第一层打印完成后,若下一层打印材料改变,则通过气动组件控制第二注射器将料挤出至第二进料道中,并通过出料道喷出至第一层上,并根据下一层的打印材料判断,再选择第一注射器或第二注射器进行料的挤出。
17、据上所述的一种多材料单喷头3d打印机的打印方法,在步骤s3中,在每层的打印过程中,需要根据打印路径,通过x轴驱动机构调节打印平台的位置,并通过y轴驱动机构调节喷头的位置,当打印完一层时,需要通过z轴升降机构调节喷头的高度。
18、本实用新型具有以下有益效果:
19、1、在喷头上设有第一进料道、第二进料道以及出料道,通过第一注射器可以向第一进料道内供料,通过第二注射器可以向第二进料道内供料,进而实现通过单喷头打印多材料工件,再切换材料时,不需要更换喷头,提高工作效率;
20、2、第一进料道与第二进料道内的材料均需要通过出料道喷出进行打印,即交替挤出,在切换材料时,后一种材料经过出料道时会粘上前一种材料,从而在打印成型时,两层之间可以更好的粘结在一起,保证其粘结性;
21、3、通过气动组件不仅可以控制第一注射器与第二注射器的材料挤出是否,还可以控制注入第一注射器与第二注射器内的气压大小,进而可以控制第一注射器与第二注射器的材料挤出量,可以控制材料提供精度,进而保证打印精度;
22、4、在不需要第一注射器或第二注射器挤出材料时,可以通过真空发生器将与第一注射器连通的第一电磁阀内或与第二注射器连通的第二电磁阀内的气体抽掉,保证不会有气体作用到第一注射器或第二注射器内,进而保证准确性。
1.一种多材料单喷头3d打印机,其特征在于,包括机架、打印机构、x轴移动机构、y轴移动机构、z轴升降机构以及供料机构,所述打印机构包括打印平台以及喷头,所述打印平台通过x轴移动机构可移动的设置在所述机架上,所述z轴升降机构设置在所述机架的一侧,所述喷头通过所述y轴移动机构可移动的设置在所述z轴升降机构上;
2.根据权利要求1所述的一种多材料单喷头3d打印机,其特征在于,所述气动组件包括位于所述机架底部的气动盒以及设置在所述气动盒内的第一气动阀组以及第二气动阀组,所述第一气动阀组包括第一气源、第一气压调节阀以及第一电磁阀,所述第一气压调节阀的进口与所述第一气源的出口连通,所述第一气压调节阀的出口与所述第一电磁阀的进口连通,所述第一电磁阀的出口与所述第一注射器连通;
3.根据权利要求2所述的一种多材料单喷头3d打印机,其特征在于,所述气动组件还包括真空发生器以及消音器,所述真空发生器同时与所述第一电磁阀以及所述第二电磁阀连通,并可用于抽取所述第一电磁阀以及所述第二电磁阀内的气体,所述消音器设置在所述真空发生器的一侧,并用于降低所述真空发生器发出的声音。
4.根据权利要求2所述的一种多材料单喷头3d打印机,其特征在于,所述气动组件还包括第一压力表以及第二压力表,所述第一压力表与所述第一气压调节阀相接,并用于监控所述第一气动阀组内的气压,所述第二压力表与所述第二气压调节阀相接,并用于监控所述第二气动阀组内的气压。
5.根据权利要求1所述的一种多材料单喷头3d打印机,其特征在于,所述x轴移动机构包括第一驱动电机、第一丝杆、第一直线导轨以及第一导轨滑块,两个所述第一直线导轨沿x轴的方向铺设在所述机架对称的两侧上,所述第一导轨滑块的两端分别与两个所述第一直线导轨滑动相接,所述第一驱动电机固定在所述机架上,所述第一丝杆的一端与所述第一驱动电机相接,且所述第一丝杆的另一端与所述第一导轨滑块的底部啮合相接,所述打印平台固定在所述第一导轨滑块上。
6.根据权利要求1所述的一种多材料单喷头3d打印机,其特征在于,所述z轴升降机构包括对称分布在所述机架两侧的两个第二驱动电机、第二丝杆、第二直线导轨以及第二导轨滑块,两个所述第二直线导轨沿z轴方向位于所述机架对称的两侧,两个所述第二导轨滑块分别可滑动的与一个所述第二直线导轨相接,两个所述第二丝杆的一端分别与一个所述第二驱动电机相接,且两个所述第二丝杆的另一端分别与一个所述第二导轨滑块啮合,所述y轴移动机构固定在两个所述第二导轨滑块之间。
7.根据权利要求6所述的一种多材料单喷头3d打印机,其特征在于,所述y轴移动机构包括第三驱动电机、第三丝杆、第三直线导轨以及第三导轨滑块,所述第三直线导轨沿y轴方向铺设在两个所述第二导轨滑块之间,所述喷头通过所述第三导轨滑块可滑动的与所述第三直线导轨相接,所述第三驱动电机固定在所述第二导轨滑块上,所述第三丝杆的一端与所述第三驱动电机相接,并与所述第三导轨滑块啮合,所述喷头固定在所述第三导轨滑块上。
8.根据权利要求6所述的一种多材料单喷头3d打印机,其特征在于,所述供料机构还包括第三注射器,所述喷头上还设有第三进料道,所述第三进料道与所述出料道连通,所述第三注射器与所述第三进料道连通。
