[发明专利]一种六自由度3D打印装置及其控制方法

说明书

本发明公开一种六自由度3D打印装置及其控制方法，六自由度3D打印装置包括支架、六自由度移动平台、打印组件和控制器。支架包括底座框架以及固定在底座框架上的安装框架。打印组件包括打印支撑部和打印输出部。打印支撑部安装在所述六自由度移动平台另一端；所述打印支撑部包括转接头、热床和晶格玻璃。所述打印输出部包括喷头安装架和打印喷头。控制器用于协调控制六自由度移动平台和打印组件进行3D打印工作。通过六自由度移动平台机械臂托举晶格玻璃，利用机械臂的六个自由度在打印过程中对晶格玻璃的位置方向进行实时调整，改进打印材料的堆叠方向，避免了打印过程中模型悬空部分的出现，极大的改善了成型件的表面质量。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域中的一种六自由度3D打印装置，尤其涉及一种六自由度3D打印装置及其控制方法。

背景技术

3D打印技术对传统制造工艺产生革命性变革，促进制造业的快速发展。熔融沉积成形技术是3D打印中较为成熟的技术，采用熔融沉积成形的3D打印机被广泛的应用于教学、医疗、原型制造和模具制造等邻域，在3D打印技术中有很高的普及度，由于熔融沉积成形简单、便捷的优势未来可能逐步被应用于各个领域。

目前，市面上主流的3D打印机大多为三轴3D打印机，支撑结构在其中起了非常关键的作用，由于挤出材料重力影响，在单向堆叠的打印方式中，需要增加支撑结构才能打印悬垂结构。所以打印后处理一个重要的内容就是去除实体的支撑部分，但是成型的部分复杂结构和细微结构的支撑很难去除，在处理过程中会损坏成型表面，从而影响成型工件的表面质量，甚至破坏整个结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现无支撑3D打印，改善成型件的表面质量的六自由度3D打印装置来解决现有的3D打印机普遍存在的需要添加支撑而导致的支撑无法去除或影响表面质量的问题。

本发明采用以下技术方案实现：一种六自由度3D打印装置，包括支架，所述支架包括底座框架以及固定在底座框架上的安装框架；还包括：

六自由度移动平台，其一端固定安装在底座框架上；

打印组件，其包括：

打印支撑部，其安装在所述六自由度移动平台相对底座框架的另一端；所述打印支撑部包括：

转接头，其安装在六自由度移动平台远离底座框架一端；

热床，其安装在转接头上；以及

晶格玻璃，其安装在热床上，用于支撑打印成型件；以及

打印输出部，其安装在安装框架上且与打印支撑部相配合，所述打印输出部包括：

喷头安装架，其安装在安装在安装框架上；

打印喷头，其安装在喷头安装架上且与晶格玻璃相对应，所述打印喷头用于输出打印材料；以及

控制器，其用于协调控制六自由度移动平台和打印组件进行3D打印工作。

作为上述方案的进一步改进，所述打印输出部还包括耗材盘和丝料架，丝料架安装在安装框架上且内部转动设置有两根位于同一水平面的相互平行的转轴，所述耗材盘放置在两根转轴之间，所述耗材盘开设有缠绕耗材的槽口。

作为上述方案的进一步改进，所述打印喷头包括步进电机、挤盘、挤出头、直流电机和散热风扇，所述步进电机安装在喷头安装架预设的放置槽内，所述放置槽底部开设有用于挤出头从中伸出的通孔，所述挤盘安装在步进电机输出端，其用于将丝料不断向挤出头挤压，拉动丝料不断进入打印喷头，散热风扇安装在直流电机输出端，用于在打印过程中进行散热以防止温度过高烧坏元件。

作为上述方案的进一步改进，所述打印组件还包括温度检测组件，所述温度检测组件包括喷头温度传感器和热床温度传感器，其用于分别反馈所述打印喷头和所述热床的实时温度，并判断所述打印喷头和所述热床的实时温度是否处于预设的温度控制范围内。