[发明专利]一种3D打印机的快速弧边打印设备及打印方法

权利要求书

1.一种3D打印机的快速弧边打印设备，包括有定轴旋转装置(1)，所述定轴旋转装置(1)下端的左右两侧均设置有展臂调节装置(2)，所述展臂调节装置(2)的下端连接有弧边打印头(5)，所述展臂调节装置(2)与所述弧边打印头(5)之间设置有弧边打印头伸缩装置(3)，两个所述弧边打印头(5)连线的中心处设置有一个打印中心主头(4)； 所述定轴旋转装置(1)包括有伺服电机罩(101)，所述伺服电机罩(101)内设置有伺服电机(108)，所述伺服电机(108)的下端设置有矩形固定安装横板(102)，所述固定安装横板(102)的正下方设置有锁紧底板(104)，所述锁紧底板(104)与所述固定安装横板(102)之间固定连接有四根立柱(103)，所述伺服电机(108)的下端连接有电机联轴器(105)，所述电机联轴器(105)的下端连接有两个左右对称的驱动横块(106)，两个所述驱动横块(106)的外端均连接有连动转杆(107)； 所述展臂调节装置(2)包括有固定在所述连动转杆(107)下端的滑动横轨(201)，所述滑动横轨(201)的下端连接有浮起滑动块(202)，所述浮起滑动块(202)的本体上设置有传动齿轮空心槽(209)，所述传动齿轮空心槽(209)内固定设置有传动齿轮(210)，所述传动齿轮(210)水平方向外侧设置有换向齿链轮(208)，所述传动齿轮(210)水平方向内侧设置有驱动齿链轮(206)，所述驱动齿链轮(206)、所述换向齿链轮(208)以及所述传动齿轮(210)共同连接在传动齿链(203)上，所述驱动齿链轮(206)的上端连接有竖直驱动转杆(205)，所述竖直驱动转杆(205)的上端连接有齿链驱动电机(204)，所述换向齿链轮(208)的上端连接有辅助转杆(207)； 所述弧边打印头伸缩装置(3)包括有设置在所述浮起滑动块(202)内部的可控气缸(301)，所述可控气缸(301)的下端连接有活塞伸缩板(302)。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印机的快速弧边打印设备，其特征在于：两个所述可控气缸(301)是两个独立单元，可受软件程序单独控制且互不干扰。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印机的快速弧边打印设备，其特征在于：所述打印中心主头(4)包括有铁氧龙管(401)，所述铁氧龙管(401)的下端连接有喉管(403)，所述喉管(403)与所述铁氧龙管(401)的连接处设置有耐高温密封圈(402)，所述喉管(403)外端设置有通风散热主外壳(405)，所述通风散热主外壳(405)下端连接有主加热头(404)。

4.根据权利要求3所述的一种3D打印机的快速弧边打印设备，其特征在于：所述弧边打印头(5)包括有连接在所述活塞伸缩板(302)下端的伸缩板连接座(501)，所述伸缩板连接座(501)的上表面设置有一层防冲压软垫(502)，所述伸缩板连接座(501)下端设置有散热副外壳(503)，所述散热副外壳(503)的底端连接有副加热头(504)。

5.根据权利要求1所述的一种3D打印机的快速弧边打印设备，其特征在于：两个所述齿链驱动电机(204)为两个相同的步进电机，且采用同时同步的控制方式控制两个所述齿链驱动电机(204)转动。

6.根据权利要求1所述的一种3D打印机的快速弧边打印设备，其特征在于：所述浮起滑动块(202)底端表面上设置有两条横向平行的超导磁体座(2022)，所述超导磁体座(2022)上设置有若干紧密排列的条状超导磁体(2021)，所述超导磁体(2021)的底端设置有若干与所述超导磁体(2021)N-S磁极对应放置的电磁体(2023)，若干所述电磁体(2023)共同连接有驱动电源(2024)。

7.根据权利要求4所述的一种3D打印机的快速弧边打印设备，其特征在于：所述通风散热主外壳(405)与所述散热副外壳(503)的表面均设置有风叶式通风孔(406)。

8.一种3D打印机的快速弧边打印方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100、在开始打印之前首先需要进行校准，先校准展臂调节装置(2)的高度，保持展臂调节装置(2)两端高度一致，然后校准浮起滑动块(202)距离，保证两浮起滑动块(202)关于中心严格对称，最后校准弧边打印头伸缩装置(3)的高度，保证在弧边打印前左右两侧的弧边打印头(5)等高且高度高于打印中心主头(4)的高度；

S200、当需要做弧边打印操作时，首先进行判定弧边的半径大小，当弧边的半径大于两侧弧边打印头(5)距离二者间中心的最短距离，即采用两侧的弧边打印头(5)旋转打印方式，此时保证打印底板固定，当弧边的半径小于两侧弧边打印头(5)距离二者间中心的最短距离，则继续采用打印中心主头(4)配合打印底板移动的打印方式；

S300、其次判定其是否为规则的完整圆弧，如果是规则圆弧，则控制两侧弧边打印头(5)共同配合打印，此时弧边打印头伸缩装置(3)控制其下降保证两侧弧边打印头(5)高度低于打印中心主头(4)，如果不是完整的圆弧，判定为较近一侧的弧边打印头(5)打印，另一个弧边打印头(5)不做下降操作，仅仅配合另一个打印的弧边打印头(5)左右移动，保证打印过程的严格对称，此时仅一端的弧边打印头伸缩装置(3)下降保证一侧的弧边打印头(5)高度低于打印中心主头(4)，另一侧的弧边打印头(5)不做伸缩运动保持其高位不变；

S400、弧边打印开始，利用磁悬浮原理控制浮起滑动块(202)与滑动橫轨(201)非接触固定，各个电机均采用软件程序控制其工作步骤，保证打印流程准确稳定；

S500、打印结束，弧边打印头伸缩装置(3)控制两侧弧边打印头(5)回到高位，浮起滑动块(202)回到校准的零点，伺服电机(108)关闭，打印底板回到打印起点，待温度降低后取下产品，完成打印。