[实用新型]一种带液氮制冷和三维扫描的3D打印设备

说明书

技术领域

本实用新型属于3D制造领域，具体涉及一种带液氮制冷和三维扫描的3D打印设备。

背景技术

现有的模型如建筑工程模型一般是通过手工利用铁丝或塑料搭接粘贴而成，这需要消耗大量人力、物力。特别是一些结构复杂、节点特殊的建筑模型，所消耗的工时更多，而且组装的建筑模型不稳定、易坍塌。此外，对于比较精细的建筑模型，手工制作难以实现。

在3D打印技术领域，在挤出设备根据打印需要挤出打印材料后，需要对打印材料进行快速冷却，使其尽快固定形状，满足打印的需求。现有的3D打印机一般采用制冷风扇，其冷却效果较好，应用范围相当广泛。然而制冷风扇的转动的过程中容易造成挤出喷头震动，导致打印模型表面产生波纹，从而影响打印精度的问题，同时风扇送风范围过大也会造成挤出喷头降温导致材料挤出不均匀的问题，这都会对最终的打印效果产生不利影响。

同时，3D打印机需要基于三维CAD设计图纸资料才能进行打印，其弊端也正是如此，用户要么下载其他人创建的文件，要么使用软件从头开始设计模型。而3D建模软件难以掌握，面对一个实物，大部分用户无法自行构建物体模型，所以一般只能制作出简单的物件，而想要打印复杂的产品，就需要非常专业的工业设计能力，先通过软件设计出模型，再利用3D打印机打印成型，这对于普通的用户来说，是非常困难的，导致很多用户买了3D打印机后，却不知道应该打印什么。即使是专业设计人员，制作起来效率也比较低，且不能保证完全与实物相吻合，从而影响了3D打印机的使用。而三维扫描仪可以大大改善3D打印技术的这一窘境，需要打印的实物，通过三维扫描仪扫描后，能快速形成物体模型的三维图像数据资料，从而快速实现许多物体的复制工作，为家用或手工制品提供了很好的助力。由此可见，三维扫描成为获取物品可打印的三维图像数据资料的一个便捷途径。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种带液氮制冷和三维扫描的3D打印设备。

本实用新型的技术方案如下：

一种带液氮制冷和三维扫描的3D打印设备，包括打印机本体和三维扫描装置，二者通过有线或是无线的方式通信连接；三维扫描装置包括三维扫描装置机体、扫描控制单元、图像采集模块、光束发射模块和图像处理模块；打印机本体包括处理装置、控制主板、3D打印桌面、打印机头和液氮制冷装置。

扫描控制单元与处理装置通过有线或是无线的方式通信连接，扫描控制单元控制图像采集模块、光束发射模块和图像处理模块对模型进行扫描以获得模型三维图像数据，该三维图像数据被输送至处理装置；进一步的，图像采集装置为照相机或摄像头，三维扫描装置为接触式三维扫描装置或非接触式三维扫描装置，有线连接方式为串行口、并行口、USB接口或网络接口。

处理装置用于分析三维图像数据，并按工程建造要求设置3D打印精度，并利用3D建模软件将所获得的三维图像数据进行分层切割，并把每层模型信息发送给控制主板；进一步的，处理装置为安装有3D建模软件的计算机。

控制主板根据处理装置所发送的每层模型信息，控制打印机头在水平范围内以及纵向上的位置、移动方向、速度以及3D打印材料输入，从而在3D打印桌面上逐层打印出需要打印的模型。

液氮制冷装置包括出风嘴和气泵，该气泵通过导气管连通的出风嘴，且气泵内装有液氮，该出风嘴设置于打印机头正下方；进一步的，的出风嘴包括环形本体，的环形本体内部具有中空的环形气路，的环形本体上开设有连通环形气路的若干个出气口以及至少一个进气口，的进气口通过管道连通的气泵，的出风嘴的环形本体围绕的3D打印机的打印机头设置。

进一步的，3D打印设备还包括纵向导杆、水平Y向导杆、水平X向导杆和电动机；四个的纵向导杆垂直地设置在3D打印桌面的四角；两个的水平Y向导杆分别滑动地设置在一对纵向导杆之间，并且两个的水平Y向导杆平行；水平X向导杆设置在两个的水平Y向导杆之间，并将两个的水平Y向导杆连接；电动机能够驱动水平Y向导杆沿着纵向导杆滑动，并能够驱动水平X向导杆沿着水平Y向导杆滑动；打印机头滑动地安装在水平X向导杆上；打印机头中具有电动机；打印机头中电动机驱动打印机头沿着水平X向导杆滑动；控制主板根据处理装置所发送出的每层模型信息控制电动机及打印机头中电动机的运行。

进一步的，水平Y向导杆的两端分别通过滑头滑动地安装在对应的纵向导杆上。

进一步的，水平X向导杆的两端分别通过滑头滑动地安装在对应的水平Y向导杆上。