[发明专利]一种多材料混合3D打印成型装置

说明书

本发明公开了一种多材料混合3D打印成型装置。该多材料混合3D打印成型装置中的执行机构包括三轴联动平台和设置在三轴联动平台上的打印喷头和多个点胶针压筒；三轴联动平台与控制系统电连接；打印喷头包括喷头本体和设置在喷头本体上的喷嘴；喷头本体内开设有多个微流通道；各微流通道的一端均与喷嘴连通；各微流通道的另一端与对应的点胶针压筒连接；一个点胶针压筒对应一个微流通道；各点胶针压筒内储存不同的打印材料；气压驱动系统与各点胶针压筒均通过气管连通；气压驱动系统用于产生气压以推动点胶针压筒内的打印材料进入对应的微流通道，从而实现多材料打印。本发明能够实现多材料3D打印，提升打印速度，降低打印成本。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种多材料混合3D打印成型装置。

背景技术

3D打印技术是一种增材制造技术，它通过逐层打印的方式来构造物体。目前3D打印技术已经广泛应用在医疗产业、工业设计和航空航天等方面。

目前，水凝胶和硅橡胶等材料在生物医学、材料化学等方面的应用前景非常广阔。相对于APL、ABS等固体热塑性树脂原料，部分水凝胶和硅橡胶等液体材料具有在打印成型后，受到外界条件激励仍可发生形变，这种特殊的性质受到人们关注。针对于这种液体材料的特殊性质，将多种材料混合打印，研究其在不同外界激励下的反应及其应用，也是一个非常重要的课题。

目前大多数打印这种液体水凝胶和硅橡胶的3D打印机只能实现单一材料的打印，无法实现多种不同性质材料的混合打印。比如无法实现软硬程度不同的材料的混合打印。一部分3D打印设备采用旋转载物台或旋转切换不同喷头来实现多材料打印。但是这种切换方式在切换打印材料时导致打印材料震荡，同时转换由机械装置完成，还存在切换速度慢的问题。当材料组分较多的情况下，位移台的结构会变得非常复杂，导致3D打印机成本变高，打印时间延长等问题。还有一部分打印设备通过设计多流道喷头，在喷头中加入多个单向阀的方式完成了多材料打印。但是在喷头内部加入单向阀也有弊端存在，不仅增加了喷头的尺寸，还让喷头的清洗也变得繁琐。

发明内容

基于此，有必要提供一种多材料混合3D打印成型装置，以实现水凝胶、硅橡胶等高粘度材料的多材料3D打印，避免打印过程中出现材料混合或换料延迟等问题，提升打印速度，降低打印成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种多材料混合3D打印成型装置，包括：控制系统、气压驱动系统和执行机构；所述控制系统与所述执行机构电连接；所述气压驱动系统与所述执行机构通过气管连通；

所述执行机构包括三轴联动平台、打印喷头和多个点胶针压筒；所述三轴联动平台上设置所述打印喷头和多个所述点胶针压筒；所述三轴联动平台与所述控制系统电连接；所述打印喷头包括喷头本体和喷嘴；所述喷头本体上设置所述喷嘴；所述喷头本体内开设有多个微流通道；各所述微流通道的一端均与所述喷嘴连通；各所述微流通道的另一端与对应的点胶针压筒连接；一个所述点胶针压筒对应一个所述微流通道；各所述点胶针压筒内储存不同的打印材料；所述气压驱动系统与各所述点胶针压筒均通过气管连通；所述气压驱动系统用于产生气压以推动所述点胶针压筒内的打印材料进入对应的微流通道，从而实现多材料打印。

可选的，所述喷头本体的四周开设有环状凹槽；所述环状凹槽与所述打印喷头连通；所述环状凹槽通过隔板隔开，形成多个环状区域；所述环状凹槽远离所述打印喷头的一侧套设有点胶桶；多个所述点胶针压筒均设置在所述点胶桶的内部；所述点胶桶通过气管与所述气压驱动系统连通；多个所述环状区域内均放置相同的打印材料；当打印中空管状结构时，所述气压驱动系统用于使所述点胶桶的内部产生气压以推动多个所述环状区域内的打印材料进入所述喷嘴。

可选的，所述气压驱动系统包括空压机和一拖多气压阀；所述空压机与所述一拖多气压阀连通；所述一拖多气压阀通过气管与所述点胶针压筒和所述点胶桶连通。

可选的，各所述气管上均设置有电磁阀；所述电磁阀与所述控制系统电连接；所述控制系统用于控制所述电磁阀的开闭。