[发明专利]三维打印机及其三维打印方法

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该三维打印机的三维打印方法。

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。

3D打印头通过向三维打印平台上挤出丝料，继而形成三维实体，打印头主要是利用成像丝料线材的连续挤压，将熔融状的丝料通过挤出喷嘴出口挤出，然后熔融状材料层层堆积实现三维物体成型，由于采用分层累积方法成型，故打印成型时间一般都很长，这样便容易存在一个问题，打印层的层与层之间连接仅仅是通过熔融状的材料黏结后冷却，由于层与层之间的材料温度不同，因此打印出来的物体强度较低，而且放置一段时间后，会导致层与层之间分开的情况出现。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种提高丝料粘接强度的三维打印机。

本发明的第二目的是提供一种提高丝料粘接强度的三维打印方法。

为了实现本发明的第一目的，本发明提供了一种三维打印机，包括三维打印平台和相对于三维打印平台作三维移动的打印头，打印头按照预设轨迹移动，打印头包括挤出喷嘴，其中，三维打印机还包括激光装置，激光装置用于朝挤出喷嘴沿预设轨迹的周围区域照射加热。

由上述方案可见，三维打印机接收模型数据后将对其进行分析切片，并根据各层的切片数据驱动打印头按照预设轨迹进行移动，同时使打印头的挤出喷嘴挤出熔融的成像丝料，继而在三维打印平台层层叠堆三维成像，故根据挤出喷嘴的位置对挤出喷嘴周围区域的已打印的模型进行加热，前置加热则使已打印的模型升温，继而使刚挤出熔融的丝料与已打印模型温度相接近，有利于提高丝料粘接强度，后置加热和侧置加热则对已打印的模型和刚挤出的丝料继续加热，使两温度保持一定时间，使得两层材料粘接的更好，更进一步地提高丝料粘接强度，使得成型模型具有更良好的强度。

更进一步的方案是，激光装置朝向挤出喷嘴沿预设轨迹的前进方向的上流区域照射加热。

由上可见，通过对预设轨迹的前进方向的上流区域进行照射加热，即对打印头挤出丝料的后置加热，通过对挤出喷嘴的移动跟踪定位，使得更加有效地对已打印的模型和刚挤出的丝料继续加热，更高效地提高丝料粘接强度。

更进一步的方案是，激光装置包括旋转座和与旋转座连接的发射组件，旋转座可旋转地设置在打印头上。

更进一步的方案是，发射组件包括至少一个发射单元，发射单元朝向挤出喷嘴沿预设轨迹的前进方向的上流区域照射加热。

更进一步的方案是，发射组件包括两个以上以挤出喷嘴的轴线对称设置的发射单元，一个发射单元朝向挤出喷嘴沿预设轨迹的前进方向的上流区域照射加热，一个发射单元朝向挤出喷嘴沿预设轨迹的前进方向的下流区域照射加热。

由上可见，通过可旋转的旋转座，并将发射单元设置在旋转座上使得发射单元能够随旋转座旋转，通过对挤出喷嘴的轨迹和前进方向获知，便能够得知下流区域的位置，继而驱动旋转座旋转使得发射单元朝向下流区域照射加热，有利于提高丝料粘接强度，且激光装置结构简单。

更进一步的方案是，激光装置包括安装座和设置在安装座上的发射组件，安装座设置在打印头上，发射组件设置在安装座的径向外端部。

更进一步的方案是，发射组件包括多个发射单元，多个发射单元沿周向设置在安装座的外周上。

由上可见，通过安装座和安装在外周的发射组件，发射组件能够对挤出喷嘴的周围区域进行照射加热，同时通过对挤出喷嘴的轨迹和前进方向获知，便能够得知下流区域的位置，继而可实现关闭不相关发射单元，启动能够朝向下流区域照射加热的发射单元，有利于提高丝料粘接强度，且激光装置结构简单。

为了实现本发明的第二目的，三维打印机的三维打印方法,三维打印机包括三维打印平台和相对于三维打印平台作三维移动的打印头，打印头包括挤出喷嘴，其中，三维打印机还包括激光装置，三维打印方法包括：驱动打印头按照预设轨迹打印的步骤；驱动激光装置朝挤出喷嘴的周围区域照射加热的步骤。