[发明专利]一种彩色三维打印机与打印方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印，尤其涉及的是，一种彩色三维打印机与彩色三维打印方法。

背景技术

三维打印（3D printing），是一种快速成形技术，以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用，比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件等，已经有使用这种技术打印而成的零部件。由于物品通过材料一层层的累积被打印出来，该技术也被称为累积制造（Additive manufacturing）。

3D打印最常用的是熔融沉积快速成型（Fused Deposition Modeling，FDM）技术，熔融沉积又叫熔丝沉积，是将丝状热熔性材料加热融化，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来，热熔材料融化后从喷嘴喷出，沉积在制作面板或者前一层已固化的材料上，温度低于固化温度后开始固化，通过材料的层层堆积形成最终成品。其通常使用ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料）或PLA（聚乳酸）等作为材料。但是，现有的熔融挤出型3D打印机都只能打印单色的耗材，因其主要工作原理是通过步进电机驱动耗材丝进入挤出头，所以不能打印彩色的物体三维物体。

三维粉末粘接（Three Dimensional Printing and Gluing，3DP）技术的原料使用粉末材料，如陶瓷粉末、金属粉末、塑料粉末等，3DP技术工作原理是，先铺一层粉末，然后使用喷嘴将粘合剂喷在需要成型的区域，让材料粉末粘接，形成零件截面，然后不断重复铺粉、喷涂、粘接的过程，层层叠加，获得最终打印出来的零件。3DP技术的优势在于成型速度快、无需支撑结构，而且能够输出彩色打印产品，这是目前其他技术都比较难以实现的。但是，其结构复杂、价格高昂，单价往往在10万以上、甚至百万以上，难以普及应用。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新型的、能够大规模普及应用的彩色三维打印机与彩色三维打印方法。

本发明的技术方案如下：一种彩色三维打印机，其包括安装架、电动搅拌机、耗材喷室、以及至少三耗材步进电机；各所述耗材步进电机分别固定设置于所述安装架，其设置耗材固定位，用于容置外部的耗材；所述耗材喷室设置于所述安装架，其设置电动搅拌机入口以及至少三耗材入口；所述电动搅拌机入口用于穿过所述电动搅拌机的搅拌轴，每一耗材入口用于穿过一所述耗材步进电机所传送的耗材；各所述耗材步进电机分别与所述耗材喷室邻近且非接触设置，用于受控将所述耗材步进传送至所述耗材喷室内部；所述电动搅拌机固定设置于所述安装架，其搅拌部设置于所述耗材喷室内部，用于受控搅拌，所述搅拌部通过所述搅拌轴连接所述电动搅拌机的本体；所述耗材喷室还设置耗材喷嘴，用于受控挤喷所述耗材喷室内部经过搅拌的混合耗材。

优选的，所述彩色三维打印机还包括耗材加热管以及耗材热电偶；所述耗材加热管的加热部设置于所述耗材喷室内部，用于加热；所述耗材热电偶的测温部设置于所述耗材喷室内部，用于测温；所述耗材喷室还设置耗材加热管入口与耗材热电偶入口；所述耗材加热管入口用于穿过所述耗材加热管的加热部，所述耗材热电偶入口用于穿过所述耗材热电偶的测温部。

优选的，所述耗材加热管的加热部通过一安装管安装于所述耗材加热管的本体；所述耗材加热管入口用于穿过所述安装管；所述耗材热电偶的测温部通过一连接管安装于所述热电偶的本体；所述热电偶入口用于穿过所述连接管。

优选的，所述彩色三维打印机还包括载物台、载物台步进电机、二耗材喷室步进电机；各所述耗材喷室步进电机分别固定设置于所述安装架，并分别固定所述耗材喷室，用于控制所述耗材喷室分别沿两个相互垂直的方向步进移动；该两个相互垂直的方向形成一平面；所述载物台步进电机固定设置于所述安装架，并固定所述载物台，用于控制所述载物台沿垂直于所述平面方向步进移动；所述载物台用于承载打印的物体。

优选的，所述彩色三维打印机还包括三耗材喷室步进电机；各所述耗材喷室步进电机分别固定设置于所述安装架，并分别固定所述耗材喷室，用于控制所述耗材喷室分别沿三个相互垂直的方向步进移动。

优选的，所述彩色三维打印机中，所述电动搅拌机包括一搅拌步进电机、传动装置、以及所述搅拌轴、所述搅拌部。