[发明专利]一种三维打印装置

权利要求书

1.一种三维打印装置，包括机架及安装在所述机架上的控制器、打印头、载物台及行走机构，所述打印头包括打印喷嘴，所述控制器包括存储器与处理器；

其特征在于，所述行走机构包括第一行走机构与第二行走机构，所述第一行走机构受所述控制器控制地驱动所述打印喷嘴相对所述机架做三维空间移动，所述第二行走机构受所述控制器控制地驱动所述载物台至少做垂向移动；在所述打印喷嘴侧旁安装有用于测量挤出成型材料温度的红外测温器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时能实现以下步骤：

基于测得的温度与所用成型丝的材料参数，判断所述打印喷嘴挤出的成型材料的流体形态；

若为流态，在完成对当前切片层的打印后，控制所述第二行走机构驱动所述载物台向下移动将要打印切片层的厚度；

若为非流态，在完成对当前切片层的打印后，控制所述第一行走机构驱动所述打印喷嘴向上移动将要打印切片层的厚度。

2.根据权利要求1所述的三维打印装置，其特征在于：

在打印同一层切片层时，控制所述第一行走机构驱动所述打印喷嘴按照预定行走轨迹打印切片层，所述打印喷嘴在挤出成型材料为非流态时沿所述预定行走轨迹的行走加速度高于挤出成型材料为流态时的行走加速度。

3.根据权利要求1所述的三维打印装置，其特征在于，所述第二行走机构受所述控制器控制地驱动所述载物台做三维空间移动，所述计算机程序被所述处理器执行时能实现以下步骤：

在打印切片层的表面光滑部分时，控制所述载物台保持静止，并控制所述第一行走机构驱动所述打印喷嘴移动而打印出所述表面光滑部分；

在打印切片层的内部填充部分时，控制所述打印喷嘴保持静止，并控制所述第二行走机构驱动所述载物台移动而打印出所述内部填充部分。

4.根据权利要求1所述的三维打印装置，其特征在于，所述第二行走机构受所述控制器控制地驱动所述载物台做三维空间移动，所述计算机程序被所述处理器执行时能实现以下步骤：

在打印切片层时，若打印喷嘴按照一条连续预定行走轨迹的行走加速度的最高值超过预设阈值，则控制所述第二行走机构驱动所述载物台按照所述预定行走轨迹的镜像轨迹移动，并控制所述打印喷嘴按照预定速率挤出成型材料进行打印，否则，控制所述第一行走机构驱动所述打印喷嘴按照所述预定行走轨迹进行打印。

5.根据权利要求1至4任一项权利要求所述的三维打印装置，其特征在于：

所述打印头包括电加热器及通过导管向所述电加热器输送成型丝的送料单元，所述打印喷嘴设于所述电加热器的末端，所述电加热器安装在所述第一行走机构上，所述送料单元安装在所述机架上；

所述送料单元包括送料主动轮、送料从动轮及动力装置，所述动力装置包括驱动电机、受所述驱动电机驱动的小径齿轮及与所述小径齿轮内齿啮合的大径齿轮，所述大径齿轮与所述送料主动轮传动连接。

6.根据权利要求5所述的三维打印装置，其特征在于：

所述送料单元通过一根静定梁紧固安装在所述机架上。

7.根据权利要求1至4任一项权利要求所述的三维打印装置，其特征在于：

所述第二行走机构包括四根垂向导杆、两根垂向丝杆及垂向驱动电机，四根所述垂向导杆与设在所述载物台的四个直角部上的导孔相配合，两根所述垂向丝杆与固定在两个相对边缘部的中部上的螺母相旋合，所述垂向驱动电机通过同步带驱动两根所述垂向丝杆同步转动。

8.根据权利要求1至4任一项权利要求所述的三维打印装置，其特征在于：

所述第一行走机构包括行走架，两根垂向导杆，两根垂向丝杆，两根横向丝杆，两个与所述横向丝杆旋合的横向螺母，两根纵向丝杆，及两个与所述纵向丝杆旋合的纵向螺母；

所述行走架包括支撑架、纵向导杆、横向导杆及正交滑块，所述正交滑块上设有与所述纵向导杆相配合的纵向导孔及与所述横向导杆相配合的横向导孔，所述打印喷嘴安装在所述正交滑块上；

所述支撑架两个共边的直角部上设有与所述垂向导杆相配合的导孔，另外两个共边的直角部上固设有与所述垂向丝杆相旋合的螺母，固设在所述机架上的垂向驱动电机通过同步带驱动两根所述垂向丝杆同步转动；

两根所述横向丝杆可转动地安装在所述支撑架的一对相对边缘部上，两根所述纵向丝杆可转动地安装在所述支撑架的另一对相对边缘部上；

所述纵向导杆的两端分别与所述横向螺母固定连接，所述横向导杆的两端分别与所述纵向螺母固定连接，固设在所述支撑架上的横向驱动电机通过同步带驱动两根所述横向丝杆同步转动，固设在所述支撑架上的纵向驱动电机通过同步带驱动两根所述纵向丝杆同步转动。