一种可调整喷墨量及喷墨分辨率的3D打印喷头及打印方法与流程

专利检索2025-05-27  7


本发明涉及增材制造,特别地,涉及一种可调整喷墨量及喷墨分辨率的3d打印喷头及打印方法。


背景技术:

1、3dp成型方法是典型的粉末(颗粒)材料3d打印技术,该技术的具体过程为先在平台上均匀的铺一层粉末,打印头扫描并在特定区域内喷射一种液料,使得喷射部位的粉末粘结在一起,此时平台下降一定的层厚距离,重复上述步骤,直至完成所有层的铺粉打印工作。

2、对于3dp类型的打印机,需要先将颗粒状物料加入铺粉器中,然后铺粉器在升降底板上铺设一层粉末材料,然后用刮板等工具将粉末刮平,最后喷头按照三维模型的x-y截面形状,将粘结材料有选择性地喷射到已铺好的粉末上,使原型截面有实体区域内的粉末粘结在一起,形成截面轮廓,一层打印完后,工作台下降到一个截面的高度,然后重复上面的步骤,直至原型打印完成,如此逐层打印累积成型所需工件。

3、在当前的技术中,3dp类型的打印机所安装的喷头均有固定的分辨率,这个分辨率分为x、y方向,其中x方向为喷头运动方向,其分辨率由运动的速度决定;y方向的分辨率由喷头自身的喷孔间距决定,目前常用的喷头分辨率有100dpi、400dpi、600dpi、1200dpi等,这就意味着从打印开始到结束,始终只能用一种固定的dpi进行喷墨打印。

4、一般,在打印工作开始前,需要对三维模型按照一定的层厚进行切片处理,切片后模型的典型截面如图1至图4所示。其中,图2为三维模型切片后的圆弧面剖视图,图3则为竖直面剖视图,图4则为倾斜面剖视图。在打印过程中,发明人发现在针对竖直面喷墨时往往需要更大的墨量,来提高该处连接的强度以及表面的硬度;而针对圆弧面、倾斜面喷墨时则需要更精细的喷墨分辨率,来保证该处表面的光滑性以及表面精度。显然,现有的喷头难以满足调节墨量与分辨率的需求,进而导致打印的零件精度与质量不佳。


技术实现思路

1、本发明的第一个目的在于克服现有技术的不足,提供一种可调整喷墨量及喷墨分辨率的3d打印喷头。

2、本发明的第一个目的是通过以下技术方案来实现的:

3、一种可调整喷墨量及喷墨分辨率的3d打印喷头,包括壳体,所述壳体内沿横向设置有若干喷管,所述喷管可沿纵向进行滑动,所述喷管的底部沿纵向均匀开设有若干喷孔,滑动所述喷管能够改变所述喷管的纵向位置,以使得若干所述喷孔在纵向上呈错位分布。

4、通过上述技术方案,若干喷管在相同的纵向位置进行喷墨时,3d打印喷头处于多倍喷墨量模式;而滑动喷管使得若干喷管处于不同的纵向位置进行喷墨时,3d打印喷头处于多倍分辨率模式。与现有技术相比,本发明的3d打印喷头通过在横向设置多个喷管实现了多倍喷墨量的打印,并可滑动喷管切换至多倍分辨率模式进行打印,如此可满足相同零件不同部位的不同打印需求,进而使得打印而出的零件精度与质量更高。

5、优选的,所述壳体上设置有调节装置,通过所述调节装置能够推动所述喷管进行滑动。

6、通过上述技术方案,当3d打印喷头需要切换打印模式时,工作人员可通过调节装置控制喷管的滑动来切换3d打印喷头的打印模式。3d打印喷头的易用性得到提高。

7、优选的,所述调节装置包括螺纹连接在所述壳体上的若干调节螺栓,若干所述调节螺栓与若干所述喷管一一相对,旋拧所述调节螺栓能够推动所述喷管进行滑动。

8、通过上述技术方案,工作人员可旋拧调节螺栓来推动喷管滑动至所需的纵向位置,以实现3d打印喷头打印模式的切换。而根据调节螺栓旋拧的螺纹圈数可较为精准的控制喷管滑动的距离,3d打印喷头的打印精度得到保障。

9、优选的,所述调节装置包括驱动单元以及若干限位单元,若干所述限位单元与若干所述喷管一一相对,所述喷管与所述壳体之间还连接有弹性件一,所述弹性件一能够在所述喷管不受外力作用时将所述喷管恢复至初始位置,所述驱动单元能够推动所述喷管进行滑动,并抵接于所述限位单元。

10、通过上述技术方案,如需在打印过程将3d打印喷头切换至多倍分辨率模式时,可控制驱动单元推动喷管进行滑动,直至喷管抵接于限位单元。此时,3d打印喷头将切换至预设的分辨率进行打印;而当3d打印喷头需要重新切换至多倍喷墨量模式时,可控制驱动单元不再作用力于喷管,此时喷管将在弹性件一的弹力作用下恢复至初始的纵向位置,从而使得3d打印喷头以多倍喷墨量模式进行打印。显然,3d打印喷头模式的切换无需工作人员手动来调节,3d打印喷头的易用性进一步提高。

11、优选的,所述限位单元包括螺纹连接在所述壳体上的限位螺栓。

12、通过上述技术方案,旋拧限位螺栓可使得限位单元在纵向上具有不同的限位位置,进而可调节3d打印喷头不同的预设分辨率,3d打印喷头的适用性较高。

13、优选的,所述驱动单元包括若干推杆,若干所述推杆与若干所述喷管一一相对,所述推杆顶出时能够推动所述喷管进行滑动。

14、通过上述技术方案,推杆能够稳定的推动喷管抵接于限位单元,3d打印喷头的可靠性较高。

15、优选的,所述推杆为气动推杆,若干所述推杆的进气端连通于同一进气管。

16、通过上述技术方案,推杆采用气动,且通过同一进气管实现进气,如此可降低调节装置的系统复杂性,进而使得3d打印喷头的生产成本得到降低。

17、优选的,所述调节装置包括转轴以及用以驱动所述转轴旋转的驱动件,所述转轴上沿轴向设置有若干凸轮,若干所述凸轮与若干所述喷管一一相对,所述凸轮上沿周向具有若干不同直径的凸起,且相邻所述凸轮相对的所述凸起之间的直径不同,所述喷管与所述壳体之间还连接有弹性件二,所述弹性件二能够在所述喷管不受外力作用时将所述喷管恢复至初始位置。

18、通过上述技术方案,当零件打印过程中需要多种分辨率进行打印时,可通过驱动件控制转轴旋转一定的角度,此时与喷管相对的凸起会抵触喷管并推动喷管进行滑动。而由于相邻喷管相对的凸起之间的直径不同,如此若干喷管将被推动至不同的纵向位置,来使得喷孔在纵向上呈错位分布(即3d打印喷头切换至多倍分辨率模式)。显然,控制转轴旋转不同的角度,不同直径的凸起可推动喷管处于不同的纵向位置,由此可实现3d打印喷头多种分辨率的切换,3d打印喷头的适用性进一步提高。

19、本发明的第二个目的在于提供一种打印方法,包括上述的3d打印喷头,还包括如下步骤:

20、对三维模型进行切片处理,并按照层厚判断每层是否属于竖直面、圆弧面、倾斜面,当切片层属于竖直面时,控制3d打印喷头以多倍喷墨量模式进行打印,当切片层属于圆弧面、倾斜面时,控制3d打印喷头以多倍分辨率模式进行打印,其中,当3d打印喷头处于多倍喷墨量模式时,若干喷管具有相同的纵向位置,当3d打印喷头处于多倍分辨率模式时,若干喷管处于不同的纵向位置。

21、通过上述技术方案,采用本打印方法可对切片后的三维模型的不同部位进行不同喷墨方式的处理,从而满足了相同零件不同部位的打印要求,实现了打印工艺的优化,打印而出的零件精度与质量更高。



技术特征:

1.一种可调整喷墨量及喷墨分辨率的3d打印喷头,其特征是:包括壳体(1),所述壳体(1)内沿横向设置有若干喷管(2),所述喷管(2)可沿纵向进行滑动,所述喷管(2)的底部沿纵向均匀开设有若干喷孔(3),滑动所述喷管(2)能够改变所述喷管(2)的纵向位置,以使得若干所述喷孔(3)在纵向上呈错位分布;

2.根据权利要求1所述的一种可调整喷墨量及喷墨分辨率的3d打印喷头,其特征是:所述调节装置(4)包括驱动单元(6)以及若干限位单元(7),若干所述限位单元(7)与若干所述喷管(2)一一相对,所述喷管(2)与所述壳体(1)之间还连接有弹性件一(8),所述弹性件一(8)能够在所述喷管(2)不受外力作用时将所述喷管(2)恢复至初始位置,所述驱动单元(6)能够推动所述喷管(2)进行滑动,并抵接于所述限位单元(7)。

3.根据权利要求2所述的一种可调整喷墨量及喷墨分辨率的3d打印喷头,其特征是:所述限位单元(7)包括螺纹连接在所述壳体(1)上的限位螺栓(9)。

4.根据权利要求2所述的一种可调整喷墨量及喷墨分辨率的3d打印喷头,其特征是:所述驱动单元(6)包括若干推杆(10),若干所述推杆(10)与若干所述喷管(2)一一相对,所述推杆(10)顶出时能够推动所述喷管(2)进行滑动。

5.根据权利要求4所述的一种可调整喷墨量及喷墨分辨率的3d打印喷头,其特征是:所述推杆(10)为气动推杆(10),所述推杆(10)的进气端连通有进气管(11),且若干所述推杆(10)的进气端连通于同一所述进气管(11)。

6.根据权利要求1所述的一种可调整喷墨量及喷墨分辨率的3d打印喷头,其特征是:所述调节装置(4)包括转轴(12)以及用以驱动所述转轴(12)旋转的驱动件(13),所述转轴(12)上沿轴向设置有若干凸轮(14),若干所述凸轮(14)与若干所述喷管(2)一一相对,所述凸轮(14)上沿周向具有若干不同直径的凸起(15),且相邻所述凸轮(14)相对的所述凸起(15)之间的直径不同,所述喷管(2)与所述壳体(1)之间还连接有弹性件二(16),所述弹性件二(16)能够在所述喷管(2)不受外力作用时将所述喷管(2)恢复至初始位置。

7.一种打印方法,包括如权利要求1-6任一项所述的可调整喷墨量及喷墨分辨率的3d打印喷头,其特征是:还包括如下步骤:


技术总结
本发明公开了一种可调整喷墨量及喷墨分辨率的3D打印喷头及打印方法,3D打印喷头包括壳体,壳体内沿横向设置有若干喷管,喷管可沿纵向进行滑动,喷管的底部沿纵向均匀开设有若干喷孔,滑动喷管能够改变喷管的纵向位置,以使得若干喷孔在纵向上呈错位分布。若干喷管在相同的纵向位置进行喷墨时,3D打印喷头处于多倍喷墨量模式;而滑动喷管使得若干喷管处于不同的纵向位置进行喷墨时,3D打印喷头处于多倍分辨率模式。本发明的3D打印喷头通过在横向设置多个喷管实现了多倍喷墨量的打印,并可滑动喷管切换至多倍分辨率模式进行打印,如此可满足相同零件不同部位的不同打印需求,进而使得打印而出的零件精度与质量更高。

技术研发人员:戴玉宏,李静,罗元祺
受保护的技术使用者:成都增谊科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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