[发明专利]一种新型多功能数控3D打印设备及使用方法

权利要求书

1.一种新型多功能数控3D打印设备，包括工作台，所述工作台上设置有龙门架，其特征是：所述龙门架通过悬挂驱动机构一悬挂有加工刀具，所述龙门架通过悬挂驱动机构二悬挂有3D打印头,所述悬挂驱动机构一包括支撑座一，所述支撑座一上端设置有切削头Z轴步进电机，所述切削头Z轴步进电机连接切削头Z轴丝杠，所述支撑座一内还设置有切削头Z轴导轨，所述切削头Z轴丝杠下端连接切削头滑块，所述切削头滑块能够沿所述切削头Z轴导轨上下移动，所述切削头滑块上连接切削头主轴电机，所述切削头主轴电机的输出轴上连接所述加工刀具，所述工作台上还设置有工件夹头，所述悬挂驱动机构二包括支撑座二，所述支撑座二的上端设置有旋转塔Z向步进电机，所述旋转塔Z向步进电机的丝杠轴连接旋转塔Z向滑块，所述旋转塔Z向滑块环套在旋转塔Z向导轨上，所述旋转塔Z向滑块连接齿轮室，所述齿轮室内设置有旋转塔旋转驱动步进电机和旋转轴，所述旋转塔旋转驱动步进电机的输出轴上设置有蜗杆，所述旋转轴上设置有与所述蜗杆配合使用的涡轮齿，所述输出轴的末端通过轴承连接所述3D打印头。

2.根据权利要求1所述的新型多功能数控3D打印设备，其特征是：所述3D打印头包括至少三个面的旋转塔，所述旋转塔的每个面均设置有挤出头。

3.根据权利要求2所述的新型多功能数控3D打印设备，其特征是：所述挤出头包括小型步进马达，所述小型步进马达上设置有塑料送料机构，所述塑料送料机构的下侧连接加热块，所述加热块连接温度传感器和喷头。

4.根据权利要求3所述的新型多功能数控3D打印设备，其特征是：所述龙门架的一端设置有X向步进电机，所述龙门架的另一端设置有打印材料存放机构，所述X向步进电机连接X向丝杠，所述X向丝杠的上下两侧设置有X向导轨，所述X向丝杠上连接所述支撑座一和支撑座二，所述支撑座一和所述支撑座二能够沿所述X向导轨左右滑动，所述打印材料存放机构连通所述塑料送料机构。

5.根据权利要求4所述的新型多功能数控3D打印设备，其特征是：所述工作台的一端设置有龙门架Y向丝杠和龙门架Y向步进电机，所述工作台的两侧设置有配合所述龙门架滑动的Y向导轨。

6.根据权利要求2所述的新型多功能数控3D打印设备，其特征是：所述工件夹头包括顶针和工件三爪卡盘，所述顶针和工件三爪卡盘之间设置工件，所述工件三爪卡盘连接工件旋转控制机构。

7.一种新型多功能数控3D打印设备使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)判断是打印纯塑料产品还是带有镶嵌件的塑料产品，如果是打印纯塑料产品，转步骤(2)，如果是打印带有镶嵌件的塑料产品，转步骤(3)；

(2)打印纯塑料产品时，X向步进电机旋转，调整旋转塔的X向位置，旋转塔Z向步进电机旋转，通过旋转塔Z向导轨和旋转塔Z向滑块调节旋转塔的Z向位置，通过龙门架Y向步进电机调节旋转塔的Y向位置，旋转塔位置调节适当后，根据产品的要求，使用CAD/CAM及3D打印用的分层软件，画出3D图形，就工件的状况，分层决定喷头的运行路径后，编译出专用的数控指令，旋转塔旋转驱动步进电机驱动旋转塔旋转，让不同材料或不同颜色塑料依设计方案挤出完成型，如果需要后加工，则调整切削头主轴电机到适当位置后，通过驱动加工刀具完成精加工的工艺，增加产品的精度及光滑度；工件旋转控制机构能够带动工件旋转，能够调整工件打印或者切削的角度，使得整个3D打印设备具有CNC四轴联动的减材制作能力，同时也具有CNC四轴联动的增材制作功能；

(3)首先用切削头主轴电机驱动加工刀具制作出镶嵌件，然后根据产品的要求，使用CAD/CAM及3D打印用的分层软件，画出3D图形，就工件的状况，分层决定喷头的运行路径后，编译出专用的数控指令，旋转塔旋转驱动步进电机驱动旋转塔旋转，让不同材料或不同颜色塑料依设计方案挤出完成型，在镶嵌件的表面完成3D打印的后续工艺，工件旋转控制机构能够带动工件旋转，能够调整工件打印或者切削的角度，使得整个3D打印设备具有CNC四轴联动的减材制作能力，同时也具有CNC四轴联动的增材制作功能。