[发明专利]一种快速彩色3D打印装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种打印机装置，具体涉及一种快速彩色3D打印装置，属于彩色3D打印机领域。

背景技术

实物打印是现在比较流行的技术，是指在实物上打印图形，比如在手机外壳上打印图形，使得打印材料不仅局限于纸张等平面介质，例如CN 202213316U公开了一种万能彩色实物数码打印机，可以在软、硬质材料的实物上印刷文字或图案等。但是现有的打印机打出的图形都是简单的彩色图形，缺乏立体感，不够生动形象，而通过浮雕的方式雕刻出的图形虽然具有立体感，但是雕刻的成本过高，效率较低，难以大批量生产。

3D打印生产技术属于成型增材制造技术，由软件把计算机设计的三维实体图分解成若干层平面切片，通过3D打印机打印输出，从而生产不同材质所需部件和构件；因其柔性化、客制化、近净成型结构复杂的零部件等优点，具有广阔发展前景。目前开发出的生产方法包括激光立体成型法、选择性激光烧结法、选择性电子束烧结法、热融堆积成型法等，例如CN 103895228A即公开了一种热融堆积成型法彩色3D打印设备。

传统的3D打印一般是粉末3D打印(3DP)，是一种利用微滴喷射、粉末粘结技术的3D打印方法。喷头在计算机控制下，按照当前分层截面的信息，在事先铺好的一层粉末材料上，有选择性地喷射粘结剂，使部分粉末粘结，形成一层截面薄层；一层成形完后，工作台下降一个层厚，进行下一层的铺粉，继而选区喷射粘结剂，成形薄层同时也会与已成形零件粘为一体；不断循环此过程，直至零件加工完为止；通常所成形的零件还需要一定的后处理，如干燥、烧结等，从而得到最后的零件。然而，现有的粉末3D打印机需要较长时间进行供粉和粘结剂，固化时间长，而且占用空间庞大，操作过程冗杂，特别是清理未成形粉末时不够方便，容易造成粉末污染周围环境。，为此，CN 103935037A公开了一种集成式粉末彩色3D打印机。

如何将实物打印与3D打印技术结合，既获得3D打印的立体效果，又能够有效降低成本，提高生产效率，从而达到快速、高效、灵活，适合大批量生产，一直是印刷行业追求的目标。正是由于上述原因，能够打印出彩色3D效果照片的快速打印装置将会具有巨大的使用价值和市场前景。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，开发出一种快速彩色3D打印装置及采用其的快速打印方法，该装置包括可沿X轴方向移动的喷头组件，可分别沿Y轴方向和Z轴竖直方向移动的工作台，在喷头组件上安装多个喷管，其中分别盛装多种液体打印物料，包括白色基质物料和多种彩色物料，在一次移动过程中，各个喷管分别工作，首先通过白色基质物料打印出图像，尤其是图像中颜色较深的区域，再通过彩色物料打印图像的色彩，最终形成的图像上部分区域向外凸出，提高了图像的立体感，更为生动，从而完成本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供一种快速彩色3D打印装置，该装置包括图像处理模块和执行装置，其中，

所述图像处理模块包括接收模块、分层模块、计算模块和输出模块，

所述执行装置包括工作台和设置在其上方的喷头组件，其中所述工作台用以放置并固定待打印的工件，所述喷头组件用以向所述待打印的工件上喷涂物料。

根据本发明，所述喷头组件包括多条并列排布的喷管和与喷管并列排布的物料固化装置，在所述喷管上设置有多个喷嘴，和/或

优选所述喷管内盛装有物料，并分别独立地连接有供料恒压系统。

根据本发明，多个喷嘴设置在所述喷管上，喷嘴最小直径为纳米至皮米级，在喷嘴上设置有电压传感开关，和/或

优选喷嘴上的电压传感开关由导线连通至控制芯片，所述控制芯片与图像处理模块相连，优选所述控制芯片和导线设置在喷管内。

根据本发明，所述喷管至少包括用于盛装彩色(如红、黄、蓝色)物料的喷管和一条或多条用于盛装白色基质物料的喷管，优选有4条喷管，所述喷管还包括一条或多条用于盛装黑色物料的喷管，优选地，所述喷管有8条，其中，盛装黑色、红色、黄色和蓝色物料的喷管各有一条，盛装白色/透明色基质物料的喷管有4条。

根据本发明，其特征在于，所述物料固化装置包括一个或两个紫外光灯，优选两个，分别位于所述多条喷管的两侧。

根据本发明，所述执行装置还包括废液收集槽和吸液装置，都设置在喷头组件沿X轴方向移动时所能经过的路径上，

优选地，所述吸液装置包括吸液接头和负压机，更优选地，所述吸液接头呈一端开口的罩状，其开口的端面上设置有硅胶垫圈，在所述吸液装置上还设置有刮板，所述刮板由硅胶等软质材料制成。