[实用新型]一种基于液体瞬间固化的空间性能组合3D打印设备

说明书

本实用新型涉及3D打印设备领域，具体涉及到一种基于液体瞬间固化的空间性能组合3D打印设备。所述3D打印设备包括执行组件、喷头组件和控制系统；所述执行组件包括机械臂和数控机构，所述机械臂与数控机构驱动连接；所述喷头组件包括喷头箱体和喷头；所述喷头箱体与所述数控机构固定连接；所述喷头箱体内设置有体积泵；所述喷头与体积泵密封连接；所述喷头包括支撑材料喷头和打印材料喷头；所述控制系统与执行组件通讯连接。

技术领域

本实用新型涉及3D打印设备领域，具体涉及到一种基于液体瞬间固化的空间性能组合3D打印设备。

背景技术

常温下的液态物质，可以在某种条件下转化为固态。根据TRIZ理论，这种制造原理可以与3D打印技术相结合，将常温下是液态的物质，通过精密泵输送挤出，在挤出端创造固化环境，从而实现3D打印(称之为基于液体计量挤出技术的3D打印)。这些可以实现固化的材料包括：AB组分快干胶水、氧化固化胶水、热固化胶水、紫外固化胶水、湿气固化胶水，以及上述几种固化机制混合固化的胶水。

市面上出现的典型的基于液体打印机，以热固化为例：通常使用双组分混合物，挤出之后对挤出部分进行加热固化成型。而这种固化成型方式在固化时耗时很久，而且在成型过程中结构容易塌陷，不能很好的按照所设计的方式成型得到预期的产品，工程可实现性极低，基本无法实现量产。此外，现有的打印机喷头组件使用比较单一，在精确计量打印材料以及多种材料梯度打印得到多功能梯度材料等方面有待提高。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种基于液体瞬间固化的空间性能组合3D打印设备，所述3D打印设备包括执行组件、喷头组件和控制系统；所述执行组件包括机械臂、三轴龙门数控结构和其它数控机构；所述喷头组件包括体积泵和喷嘴；所述喷头组件与所述数控机构固定连接；所述体积泵密与喷嘴密封连接；所述喷嘴包括支撑材料喷嘴和打印材料喷嘴；所述控制系统与执行组件通讯连接。

作为一种优选的技术方案，所述数控机构包括第一旋转电机、第二旋转电机、第三旋转电机、第四旋转电机、第一关节臂、第二关节臂和第三关节臂；所述第一旋转电机设置在底座上，并水平面方向固定连接所述第一关节臂；所述第一关节臂与第二关节臂通过所述第二旋转电机连接；所述第二关节臂与第三关节臂通过所述第三旋转电机连接；所述第四旋转电机设置在第三关节臂上，并与所述喷头组件固定连接。

作为一种优选的技术方案，所述体积泵由压电泵、螺杆泵、柱塞泵中的一种，或多种的并联或串联后的泵组构成。

作为一种优选的技术方案，所述的体积泵，可以在打印的路径上，通过程序控制设置在体积泵端部的步进电机或者伺服电机的转速，控制其挤出的液体的流量，实现梯度材料和结构的打印。

作为一种优选的技术方案，所述的打印设备至少包含一个支撑喷头组件，可以打印复杂的空间结构不发生塌陷，所述的支撑由水溶性或者容易通过溶液浸泡清除、或者通过加热清除的材料制成，打印后可以简单、方便的予以清除，即使在零件内部的支撑材料，也可以在不损伤打印件的情况下去除。

作为一种优选的技术方案，所述喷头组件上至少设置有第一原料入口、第二原料入口和第三原料入口，也可以有多个入口用于打印多组分材料；所述第一原料入口和第二原料入口通过所述体积泵与所述打印材料喷嘴连接；所述第三原料入口通过体积泵与所述支撑材料喷嘴连接。

作为一种优选的技术方案，所述体积泵可以挤出颜料，使用三个并联的体积泵设置RGB三原色的原料，实施将之以不同的组分配比混合后挤出，再与材料相混合即可实现彩色打印。

作为一种优选的技术方案，所述体积泵电机受中央控制板卡的控制，且与运动执行机构的控制相互协调。

作为一种优选的技术方案，所述喷头的喷嘴直径为0.05～3mm。

作为一种优选的技术方案，所述喷头的喷嘴直径为0.05～0.4mm。