[发明专利]三维打印机及其打印方法

说明书

技术领域

本发明涉及打印领域，尤其是涉及一种三维打印机以及这种三维打印机的工作方法。

背景技术

打印机是一种常见的打印设备，现有的打印机都是针对各种平面材质表面进行打印，如纸张、皮革、塑料、玻璃、金属等，这种打印机已经广泛应用于办公及家庭用途，这种打印机被称为二维打印机，即只能打印二维的图像或文字。

二维打印机的工作是在被打印物体的表面按相对打印头作输送运动(或打印头实际运动，被打印表面静止)，同时打印头沿与被打印物体相对输送运动垂直方向扫描移动，并进行打印。

随着人们对打印的要求越来越高，并且希望打印出立体的物体，因此，出现了越来越多的三维打印机，即能够打印出三维物体的打印机。如公开号为CN102941738A的中国发明专利申请公开了一种名为“打印头”的发明创造，该打印头被安装在一个立体打印设备内，构成一个三维打印机，该三维打印机如图1所示。

三维打印机10具有一块底板11以及设置在底板11上的成型座12，从底板11竖直向上延伸有四根螺杆13，框架14套设在螺杆13上，并可沿螺杆13沿Z轴方向，即铅垂方向做直线运动，这样，框架14可以沿螺杆13上下运动。框架14上设有导杆15，导杆15可在框架14上沿Y轴方向做直线运动。打印头16套设在导杆15上，并可沿X轴方向做直线运动。

打印头16上设有多个腔体17，每一个腔体17分别容纳有打印材料，这些腔体17内可以容纳不同颜色的打印材料，或者容纳不同类型的打印材料，根据不同的打印要求喷射成不同打印材料。在打印头17的下端设有出料口18，腔体17内的打印材料可以穿过出料口18流出，并在成型座12上打印出特定形状的物体。

三维打印机10工作时，通过对框架14、导杆15、打印头16的控制，打印头16在X、Y、Z轴三个方向上均能实现移动，进而实现预期的立体打印。 

但是，该三维打印机10需要使用框架14、导杆15实现打印头16的移动，导致三维打印机10的结构复杂、体积庞大，不利于三维打印机的生产、运输、携带，往往导致三维打印机10只能放置在特定的地方使用，使三维打印机10的应用极为不便。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种体积小且使用方便的三维打印机。

本发明的另一目的是提供一种灵活、方便的三维打印机的打印方法。

为实现上述的主要目的，本发明提供的三维打印机具有壳体，壳体内设有一个容纳打印材料的腔体，腔体的下端设有出料口，壳体内还设有用于控制打印材料喷出出料口的控制器，其中，出料口设置在壳体的底壁，在铅垂方向上，出料口的下端面高于壳体的下端面，并且，壳体内还设有摄像装置，摄像装置的镜头朝下设置。

由上述方案可见，在三维打印机内设置摄像装置，拍摄三维打印机壳体底壁下的图像，根据所拍摄的图像计算三维打印机的位置，则使用者可以用手移动三维打印机，三维打印机根据当前的位置以及待打印物体的形状，喷出相应打印材料。这样，三维打印机无线设置复杂的移动机构，体积较小，结构简单，使用者可以方便地携带三维打印机，且方便地实现打印操作。

三维打印机的打印是一层一层地打印，三维打印机每打印一层后，使用者将三维打印机放置在已打印的层上，即可继续打印下一层，打印操作简单、方便。

一个优选的方案是，壳体内还设有数据收发装置，摄像装置及控制器均与数据收发装置进行数据交换。

由此可见，控制器可以通过数据收发装置与外部的计算机进行数据交换，由打印机根据摄像装置拍摄的图像计算三维打印机的位置，并向控制器发送控制信号，控制打印材料的喷出。这样，可以由计算机实现复杂的计算与控制，减小控制器的运算量。

另一个优选的方案是，摄像装置与控制器电连接，并将获取的图像信息传输至控制器。

可见，控制器直接获取摄像装置所拍摄的图像，并计算三维打印机的位置，同时控制打印材料的喷出，无需将数据传输至计算机进行处理，使打印操作更为灵活、方便。

为实现上述的另一目的，本发明提供的三维打印机的打印方法中，该三维打印机的壳体内设有容纳印材料的腔体，腔体的下端设有出料口，壳体内还设有控制器，且壳体内还设有摄像装置，摄像装置的镜头朝下设置，三维打印机的壳体内还设有数据收发装置，该打印方法是：摄像装置连续拍摄打印介质的图像或已打印物体的图像，将拍摄的图像通过数据收发装置传输至计算机，计算机根据图像计算并确定三维打印机的位置，并根据待打印物体的形状生成控制信号，通过数据收发装置向控制器发送控制信号，控制器根据控制信号控制出料口的启闭。