[发明专利]三维打印机及其打印方法

说明书

技术领域

本发明涉及打印技术领域，具体地说，是涉及一种三维打印机以及该三维打印机的打印方法。

背景技术

三维打印机是一种利用快速成型技术进行打印三维物体的设备，其以数字模型为基础，利用塑料或粉末金属等材料，逐层地打印出三维物体。三维打印的过程首先是通过计算机辅助设计（CAD）或计算机动画建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，再根据分析截面信息得到加工路径，从而指导打印机逐层打印。按照工作原理的不同，其所利用的快速成型技术有熔融挤压成型、激光选择性烧结成型、光固化成型等。

虽然目前市场上三维打印机的种类繁多，但最为常见的是由FDM三维成型的打印机，FDM(Fused Deposition Modeling, 熔融沉积成型)是一种通过熔融材料叠加堆积而形成三维实体模型的工艺，一般采用逐层固化成型方法，使打印后的树脂一层一层地变成固体，从而产生固体成像产品。而FDM打印机又可根据坐标方式分为平行式三维打印机和并联式三维打印机，但是，现有的FDM打印机无论是平行式三维打印机还是并联式三维打印机，均是根据预设的三维打印数据来控制打印头进行移动，并使打印头对成型材料进行加热后，向打印平台逐层喷射熔融状态的成型材料，成型材料固化后形成所要打印的三维实体。

然而，由于现有的FDM三维打印机在进行打印时，均是通过移动的打印头在固定的打印平台上进行成型材料的喷射、固化并形成所要打印的三维实体。但是，这样的三维打印机结构和打印方法存在如下缺陷：

第一，由于成型材料需要与打印头连接，而打印头在打印时需要根据三维打印数据进行移动，使得成型材料靠近打印头的一端容易出现扭曲、变形的情况，并且移动的打印头会影响成型材料的输送质量，进而影响打印头喷出的熔融状态的成型材料的质量；

第二，打印头需要与电源线、信号线进行固定连接，而打印头在打印过程中进行移动时，连接在打印头上的电源线、信号线均会进行相应的移动。此外，为了保证打印头在移动过程中具有足够的形成，使得电源线、信号线必需预留足够的长度，然而，预留的长度在打印时容易出现与打印出来的三维实体发生干涉的情况，尤其是大型的三维打印机，使得三维打印机在进行打印作业时，连接在打印头上的电源线、信号线容易与打印头上的其他部件或打印中的三维实体发生触碰或相互干扰，影响三维实体的打印，对打印出来的三维实体造成“破坏”，或者导致打印不成功。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的主要目的是提供一种能够防止打印时与打印头连接的电源线、信号线和打印出的三维实体发生触碰、干扰，且能够有效提高打印质量的三维打印机。

本发明的另一目的是提供一种能够防止打印时与打印头连接的电源线、信号线和打印出的三维实体发生触碰、干扰，且能够有效提高打印质量的三维打印机的打印方法。

为了实现本发明的主要目的，本发明提供一种三维打印机，包括机架，机架包括上支撑座、下支撑座和三组驱动装置，下支撑座和上支撑座相对地设置，三组驱动装置沿上支撑座的周向均匀地设置在上支撑座和下支撑座之间,其中，三维打印机还包括打印平台和第一打印头，第一打印头固定安装在上支撑座上，每一组驱动装置包括导轨、连接块、支撑臂和驱动组件，导轨连接在上支撑座和下支撑座之间，连接块沿导轨的延伸方向与导轨可滑动地连接，支撑臂的两端分别与打印平台、连接块铰接，驱动组件驱动连接块沿导轨往复移动。

由上可见，通过将第一打印头固定在机架的上支撑座上，使得三维打印机在进行打印作业时，第一打印头能够固定不动，进而避免与第一打印头连接的电源线、信号线在打印过程中与打印出的三维实体发生触碰，防止打印出的三维实体发生破损。此外，通过三组驱动装置驱动打印平台进行移动，使得打印平台能够根据预设的三维打印数据相对第一打印头进行移动，如竖直移动、水平移动、倾斜运动等。

进一步的方案是，每一组驱动装置的连接块在靠近打印平台的一侧设置有第一球铰接头，第一球铰接头与支撑臂的第一端铰接，打印平台具有用于承载三维实体的载物端面和与载物端面相对一侧的连接端面，连接端面上设置有三组沿周向均匀分布的第二球铰接头，一组第二球铰接头与一组驱动装置的支撑臂的第二端铰接。

更进一步的方案是，连接端面上具有铰接座，三组第二球铰接头均位于铰接座上。

更进一步的方案是，铰接座位于连接端面的中部。