[发明专利]三维打印机和三维打印方法

说明书

技术领域

本发明涉及三维成像领域，尤其涉及一种三维打印机和一种三维打印方法。

背景技术

3D打印机又称三维打印机，是一种利用快速成型技术的机器，以数字模型文件为基础，采用成型材料，通过逐层打印的方式来构造三维的实体。在打印前，需要利用计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导3D打印机逐层打印。3D打印机在产品制造业获得了广泛的应用，3D打印机的工作原理和传统打印机基本相同，由控制组件、机械组件、打印头、耗材（即成型材料）和介质等组成，打印原理也基本类似。

现有的3D打印机大都采用单打印头，当打印的模型需要彩色成像时，目前通用做法是添加多个打印头，通过多个打印头挤出不同颜色成像材料，继而实现彩色成像。然而这种具有多个打印头的打印机成本较高，而且多个打印头均设置在一个导杆上，使得该导杆受重力较大，从而导致导杆容易发生变形，进而导致打印物体精度低，误差较大，而且多打印头也不利于运输保护，容易遭受损坏。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种结构简单且稳定性高的彩色成像三维打印机。

本发明的第二目的是提供一种操作简单且稳定性高的彩色成像三维打印方法。

为了实现本发明的第一目的，本发明提供一种三维打印机，三维打印机包括多个线材轮、打印头、成型座、移动电机组件和耗材供给电机组件，一个线材轮卷绕有一种成像材料，打印头用于挤出成像材料，成型座用于承载成像材料，移动电机组件用于移动打印头，耗材供给电机组件包括多个电机，一个电机用于驱动一种成像材料输送到打印头中，其中，三维打印机在耗材供给电机组件和打印头之间设置有换线装置，换线装置设置有多个丝料输入端和一个丝料输出端，丝料输出端与打印头连接，换线装置在每一个丝料输入端和丝料输出端之间连通有一个导孔。

由上述方案可见，通过在换线装置内开设多个连接于丝料输入端和丝料输出端之间的导孔，可通过对耗材供给电机组件的控制，使得不同颜色或不同种类的线材可通过导孔地进入打印头内，继而实现彩色成像，由于采用了在换线装置内开设多个导孔引导成像线材的进退，所以有利于提高成像的稳定性，避免线材的错位，也可避免外界尘土的污染，同时通过换线装置使单一打印头便可实现多色实体成像，使得本发明三维打印机结构更为简单和成本低。

更进一步的方案是，多个导孔呈树杈状地分布。

由上可见，由于只有一个丝料输出端与打印头连接，所以需要将导孔的分布设置为树杈状，通过呈树杈状地分布可尽可能地减少丝料输入端与丝料输出端的水平偏离，从而进一步提高进线或退线的顺畅度，继而提高成像稳定性。

更进一步的方案是，丝料输入端上安装有铁氟龙管。

由上可见，铁氟龙管具有较低的摩擦系数、优良的抗粘性、良好的阻燃性等特点，使得线材不仅可顺畅地从铁氟龙管进退，且受热的线材不容易粘上铁氟龙管，可更进一步地提高成像的稳定性。

更进一步的方案是，打印头包括喷嘴和加热器，加热器套在喷嘴外，丝料输出端上设置有安装孔，安装孔沿喷嘴的径向设置有定位孔，喷嘴安装在安装位中，螺钉穿过定位孔与喷嘴邻接。

由上可见，通过定位孔可方便地使用螺钉对喷嘴实现固定。

更进一步的方案是，在每一个导孔设置有位置检测装置。

由上可见，通过位置检测装置可对线材进退时的位置进行检测，从而可保证切换线材时顺利，避免两种线材堵塞在丝料输出端口。

为了实现本发明的第二目的，本发明提供一种三维打印方法，其中，三维打印机包括多个线材轮、打印头、成型座、移动电机组件和耗材供给电机组件，一个线材轮卷绕有一种成像材料，打印头用于挤出成像材料，成型座用于承载成像材料，移动电机组件用于移动打印头，耗材供给电机组件包括多个电机，一个电机用于驱动一种成像材料输送到打印头中，三维打印机在耗材供给电机组件和打印头之间设置有换线装置，换线装置设置有多个丝料输入端和一个丝料输出端，丝料输出端与打印头连接，换线装置在每一个丝料输入端和丝料输出端之间连通有一个导孔，三维打印方法包括：第一电机驱动第一成像材料经过第一导孔输入到打印头中；打印头对第一成像材料打印完毕后；第一电机驱动第一成像材料离开打印头并返回第一导孔中的限定位置；第二电机驱动第二种成像材料经过第二个导孔输入到打印头中；打印头对第二成像材料进行打印。