[发明专利]旋转喷头装置、3D打印机及打印方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印领域，尤其涉及旋转喷头装置、3D打印机及打印方法。

背景技术

伴随着现代化科技进步的时代3D打印机的打印技术进入一个迅猛发展的时代，3D打印机的涉足领域很广包括工业制造领域、医疗卫生领域和现代科研模型领域等多个处于国际前沿的研究领域。传统的3D打印机是点式打印固定直挤式，模型在进行打印时需要利用切片软件对模型进行切片；但是切片后的图形的侧凸部位需要打印支架作侧凸部位的支撑(例如水杯的握手处)这样的打印方式会无意中延长打印时间，浪费打印的耗材，而且一些单喷头打印机用相同的打印材料做支架，成品打印完成很难与支架分开，甚至会对打印完成的成品造成损害。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供旋转喷头装置、3D打印机及打印方法。

为实现上述目的，本发明提供一种旋转喷头装置，包括：支撑轴、旋转轴和喷头；

所述支撑轴安装在3D打印机机体的底部，所述旋转轴一端通过旋转节点与所述支撑轴相连，另一端安装有喷头；

所述旋转节点内设有驱动器和传感器；

所述传感器分别与3D打印机处理器、驱动器相连，3D打印机处理器用于切片处理，确定需支撑打印区打印时喷头的旋转角度，并将所述旋转角度发送给传感器，传感器将所述旋转角度传送至驱动器；

所述驱动器与所述旋转节点相连，驱动器根据所述旋转角度驱动旋转节点带动喷头转动相应的角度。

作为本发明的进一步改进，所述喷头的初始状态为垂直向下，需支撑打印区打印时喷头的旋转角度为90°。

本发明还提供一种3D打印机，包括：上述旋转喷头装置、机体；

所述机体内设有处理器，所述处理器包括切片单元；

所述旋转喷头装置的支撑轴垂直安装在机体底部，传感器与切片单元相连，喷头下方与相对应喷头设有打印底座。

作为本发明的进一步改进，还包括扫描仪，所述扫描仪与所述处理器相连。

作为本发明的进一步改进，所述处理器还包括图片存储单元，所述图片存储单元与所述切片单元相连。

本发明还提供一种3D打印机的打印方法，包括：

步骤1、开启打印机，判断所需打印的图片是否在图片存储单元，若在图片存储单元，则将所需打印的图片调到切片单元；

步骤2、切片单元对图片进行水平切片处理；

步骤3、切片单元判断每层切片是否有需支撑打印区，若有需支撑打印区，切片单元判断需支撑打印区中靠近无需支撑打印区的节点A，并向传感器发送将喷头转动90°的角度信息；

步骤4、喷头在该切片无需支撑打印区进行垂直打印，在打印节点A时，喷头转动90°水平打印在无需支撑打印区上；

步骤5、从节点A向外的需支撑打印区的节点依次进行水平打印；

步骤6、从底层至上层切片依次打印，直至打印完成。

作为本发明的进一步改进，所述步骤1中，若所需打印的图片未在图片存储单元，则通过扫描仪对所需打印的物体进行扫描，并将扫描后的图片存储到图片存储单元。

作为本发明的进一步改进，所述步骤3中，若打印切片中没有需支撑打印区，则喷头直接对该切片进行垂直打印。

作为本发明的进一步改进，所述步骤4中，在打印节点A时，传感器接收步骤3切片单元发送的将喷头旋转90°的角度信息，并将所述角度信息传给驱动器；

所述驱动器控制旋转节点转动90°，旋转节点通过旋转轴带动喷头旋转90°，实现水平打印。

作为本发明的进一步改进，所述步骤4中，在打印节点A时，切片单元根据喷头转动的角度进行相应的切片处理：

喷头打印节点A时为水平打印，则切片单元在节点A处进行垂直切片处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明公开的旋转喷头装置、3D打印机及打印方法，通过在旋转节点内设置驱动器和传感器，根据3D打印机处理器判断需支撑打印区，将需支撑打印区进行标记并向旋转节点内的传感器发送角度信息，通过驱动器、旋转节点、旋转轴控制喷头转动相应的角度；上述结构可以保证喷头在打印过程中实现垂直打印和水平打印，达到打印过程中的无缝对接；本发明突破了打印喷头的传统形态结构，解决了所需打印模型的侧凸部位需支撑的问题，节省了打印材料、提高了打印效率，保证了最终打印模型的完整性；为打印过程中喷头方向的切换带来了方便，提高了旋转喷头打印3D模型的灵活性；