[发明专利]一种提高模型表面质量的3D打印系统及方法

说明书

一种提高模型表面质量的3D打印系统及方法，包括机架，在机架上分别安装有Y向位移装置、Z向位移装置、供料装置和控制装置，Y向位移装置上连接有打印平台，Z向位移装置上连接有X向位移装置，X向位移装置上连接有喷头装置，喷头装置和供料装置连接实现供料；喷头装置包括喷头，喷头安装在X向位移装置上，喷头的侧面连接有Z向驱动装置，Z向驱动装置上连接有轮廓修形装置；方法利用等材成形工艺，控制修形球头沿着模型的外形轮廓运动，使得层纹上受到修形球头挤压的部分发生塑性变形，波峰处的材料向波谷处流动，波纹变浅，模型的尺寸精度和表面质量得到有效地提高。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种提高模型表面质量的3D打印系统及方法。

背景技术

利用FDM型3D打印机制作模型，由于受到熔融态成型材料自身重量的影响，以及层层叠加成型原理天然带来的问题，在模型表面会产生层纹，直接影响模型的尺寸精度、形状精度和表面质量。

目前，解决层纹问题常用的方法包括手工打磨、喷砂处理、化学制剂处理、喷漆处理和上胶处理等工艺，上述方法均是通过增材或是减材技术手段来消除模型表面的层纹，有些工艺繁琐耗时，有些会降低模型的强度、尺寸和外形精度，有些会使模型丢失一些表面细节，有些则会造成一定的环境污染。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种提高模型表面质量的3D打印系统及方法，利用等材成形工艺对模型表面进行修形，以消除层纹，提高表面质量。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种提高模型表面质量的3D打印系统，包括机架1，在机架1上分别安装有Y向位移装置2、Z向位移装置5、供料装置8和控制装置9，Y向位移装置2上连接有打印平台3，打印平台3在Y向位移装置2的驱动下做Y向的移动；Z向位移装置5上连接有X向位移装置6，X向位移装置6在Z向位移装置5的驱动下做Z向移动，X向位移装置6上连接有喷头装置7，喷头装置7在X向位移装置6的驱动下做X向位移，喷头装置7和供料装置8连接实现供料；

所述的喷头装置7包括喷头7-1，喷头7-1安装在X向位移装置6上，喷头7-1的侧面连接有Z向驱动装置7-2，Z向驱动装置7-2上连接有轮廓修形装置7-3。

所述的轮廓修形装置7-3包括修形球头7-3-1，修形球头7-3-1的上部轴端插入到回转轴7-3-5的内孔中，在回转轴7-3-5外圆面的下端和上端分别安装有第一轴承7-3-9和第二轴承7-3-12，在第一轴承7-3-9和第二轴承7-3-12之间安装有套筒7-3-10，第一轴承7-3-9外侧通过第一端盖7-3-17固定在壳体7-3-11下端的内孔中；第二轴承7-3-12外侧的回转轴7-3-5上端连接有第二盖板7-3-14，第二轴承7-3-12外侧通过弹簧挡圈7-3-13、第二端盖7-3-15固定在壳体7-3-11上端的内孔中；第二端盖7-3-15的上端面安装有挡圈7-3-16，挡圈7-3-16的下端连接有吊杆7-3-2，吊杆7-3-2穿过盖板7-3-14伸入到回转轴7-3-5的内孔中，然后再穿过隔热环7-3-6，吊杆7-3-2下端和石墨烯加热柱7-3-3上端连接，将石墨烯加热柱7-3-3悬吊在修形球头7-3-1的球头部内腔中，吊杆7-3-2下端的外圆面上安装有温度传感器7-3-4。

所述的修形球头7-3-1的上部轴端和回转轴7-3-5的内孔之间安装有隔热环7-3-6，修形球头7-3-1上部轴端通过紧定螺钉7-3-7固定在回转轴7-3-5上。

所述的第一端盖7-3-17下端的内孔中安装有防尘圈7-3-8。

所述的Z向驱动装置7-2包括连接体7-2-1，连接体7-2-1的上端连接有步进电机7-2-2，步进电机7-2-2的输出轴和螺杆7-2-3的上端连接，螺杆7-2-3下端连接在连接体7-2-1内侧的底端面上；连接体7-2-1内侧的上下两个端面上连接有两个导柱7-2-4，导柱7-2-4、螺杆7-2-3和壳体7-3-11连接。