噴頭調整裝置和方法以及立體成型設備和方法
2024-01-24 06:58:15 1
噴頭調整裝置和方法以及立體成型設備和方法
【專利摘要】本發明公開了一種立體成型設備的噴頭調整裝置和方法以及立體成型設備和方法，所述噴頭調整裝置包括：具有第一底面和第一斜面的第一導向塊，所述第一底面平行於印表機的列印平臺、具有第二斜面的第二導向塊、以及可在第一導向塊和第二導向塊之間位移且具有平行於列印平臺的第二底面的移動塊，噴頭安裝於所述第二底面。採用本發明的方案在進行列印時，將不需要列印工作的噴頭抬起，進而可有效地避免多噴頭列印過程中噴頭與列印物件之間的幹涉，避免了不進行列印工作的噴頭刮到列印對象而造成的積料和刮傷，使得列印物品表面光滑，提高了列印物品的質量和列印效率，比現有技術節省列印了材料和列印工時。
【專利說明】噴頭調整裝置和方法以及立體成型設備和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及三維列印技術，特別涉及一種立體成型設備(例如三維印表機)的推拉式噴頭調整裝置和方法，以及立體成型設備和立體成型方法。
【背景技術】
[0002]三維(3D)印表機是一種數字模型文件為基礎，運用可粘合材料，通過逐層列印的方式來構造物體的印表機。已經越來越廣泛地應用於模具製造、工業設計等領域。
[0003]隨著三維列印技術的高速發展，為了追求更加快速的列印需要，採用雙噴頭乃至多噴頭印表機已經越來越被重視和使用。
[0004]現有的三維多噴頭印表機中，噴頭位置的設計，是將多個噴頭固定於同一基準平面上。這樣無論從加工還是組裝上都會存在誤差，即無法保證每個噴頭的高度完全一致。在實際列印時，三維多噴頭只有一個噴頭工作，其它噴頭處於閒置狀態並隨著列印噴頭的方向與工作的噴頭同步運動。這樣，當一個噴頭列印時，其它噴頭就有可能刮到列印對象(即工作噴頭列印出的材料)，在列印精度越高的情況下這種情況發的生概率越高，進而造成由於噴頭刮到列印對象而造成的積料、刮傷而致使列印物品表面粗糙不光滑，降低了列印物品的質量，造成了列印效率低下，浪費材料、工時的狀況。例如圖1所示中，噴頭A和噴頭B處於同一水平面，距離列印平臺I的高度一致，噴頭出料2的厚度在0.2?0.4mm,噴頭的噴嘴直徑為0.4mm,當噴頭A列印出料時，噴頭B隨著噴頭A的移動方向而同步移動時，因為噴頭A的出料2在固化時的不平整，會造成與噴頭B的高度差，使得噴頭B刮在噴頭A所列印出的對象材料表面。
[0005]因此，對於三維印表機的多噴頭設計尚具有進一步改進之處。
【發明內容】
[0006]有鑑於此，本發明提供一種噴頭調整裝置、噴頭調整方法以及立體成型設備和立體成型方法，以避免由於在立體成型時，噴頭刮到列印對象而造成的積料、刮傷而致使列印物品表面粗糙不光滑，降低列印物品的質量，造成了列印效率低下，浪費材料、工時等問題。
[0007]本發明的技術方案是這樣實現的:
[0008]一種立體成型設備的噴頭調整裝置，包括:
[0009]第一導向塊，具有一第一底面和第一斜面，所述第一底面平行於列印平臺，所述第一斜面與第一底面之間呈銳角；
[0010]第二導向塊，具有一第二斜面；
[0011]移動塊，位於所述第一導向塊和第二導向塊之間，具有一第三斜面、第四斜面和第二底面，所述第二底面平行於所述列印平臺，且噴頭安裝於所述第二底面。
[0012]進一步，所述第一斜面、第二斜面、第三斜面、第四斜面相互平行，且第三斜面接觸於第一斜面，第四斜面接觸於第二斜面。
[0013]進一步，所述立體成型設備的噴頭調整裝置還包括:
[0014]限位裝置，用於限制所述移動塊的第二底面與所述列印平臺之間的最短限位距離。
[0015]進一步，當所述移動塊的第二底面與所述列印平臺之間為最短限位距離時，所述噴頭位於列印位置。
[0016]進一步，所述限位裝置為一限位塊；
[0017]所述限位塊的頂面位於所述列印平臺以上的所述最短限位距離處，當所述移動塊的第二底面與所述列印平臺之間達到所述最短限位距離時，所述第二底面與所述限位塊的頂面接觸。
[0018]進一步，所述立體成型設備的噴頭調整裝置還包括:
[0019]驅動裝置，連接於所述移動塊，用於驅動所述移動塊在第一導向塊和第二導向塊之間的位移。
[0020]進一步,所述驅動裝置包括:電動馬達以及由所述電動馬達驅動的傳動元件,所述傳動元件連接於所述移動塊。
[0021]一種立體成型設備的噴頭調整方法，適用於如上任一項所述的立體成型設備的噴頭調整裝置，該方法包括:
[0022]控制移動塊在第一導向塊和第二導向塊之間進行位移，使得移動塊的第二底面與列印平臺之間為最短限位距離時，安裝於所述移動塊的第二底面的噴頭進行列印；
[0023]安裝於所述移動塊的第二底面的噴頭停止列印後，移動塊在第一導向塊和第二導向塊之間進行位移，使得移動塊的第二底面與列印平臺的間距大於所述最短限位距離。
[0024]進一步，當所述移動塊的第二底面與所述列印平臺之間為最短限位距離時，所述第二底面與一限位裝置的頂面接觸。
[0025]一種立體成型設備，包括:機架、列印平臺、電機組件以及噴頭組件；
[0026]所述噴頭組件包括如上任一項所述的噴頭調整裝置以及至少2個噴頭，所述噴頭組件連接於所述電機組件。
[0027]進一步，所述噴頭組件的第一噴頭安裝於所述噴頭調整裝置的移動塊的第二底面；所述噴頭組件的第二噴頭固定連接於所述電機組件。
[0028]一種立體成型方法，適用於如上所述的立體成型設備，該方法包括:
[0029]所述噴頭組件的第一噴頭安裝於所述噴頭調整裝置的移動塊的第二底面，調整移動塊的第二底面與列印平臺之間為最短限位距離，控制所述第一噴頭進行列印；
[0030]當所述第一噴頭停止列印後，調整移動塊的第二底面與列印平臺的間距大於所述最短限位距離，控制所述噴頭組件的第二噴頭進行列印，所述第二噴頭固定連接於電機組件。
[0031]從上述方案可以看出，採用本發明的噴頭調整裝置和方法，在進行列印時，將不需要列印工作的噴頭抬起，進而採用以本發明的噴頭調整裝置和方法為基礎的立體成型設備和方法進行立體成型時，可有效地避免多噴頭列印過程中噴頭與列印物件之間的幹涉，避免了不進行列印工作的噴頭刮到列印對象而造成的積料和刮傷，使得列印物品表面光滑，提高了列印物品的質量和列印效率，比現有技術節省列印了材料和列印工時。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1為現有的一種三維印表機噴頭位置示意圖；
[0033]圖2為本發明的立體成型設備的噴頭調整裝置實施例示意圖；
[0034]圖3為本發明的噴頭調整裝置應用於立體成型設備的實施例一示意圖；
[0035]圖4為本發明的噴頭調整裝置應用於立體成型設備的實施例二示意圖。
【具體實施方式】
[0036]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖並舉實施例，對本發明作進一步詳細說明。
[0037]如圖2所示，本發明的立體成型設備的噴頭調整裝置實施例包括第一導向塊3、第二導向塊4、移動塊5和限位裝置。其中，第一導向塊3具有一第一底面31和第一斜面32,所述第一底面31平行於印表機的列印平臺1，所述第一斜面32與第一底面31之間呈銳角；第二導向塊4具有一第二斜面41 ;移動塊5位於第一導向塊3和第二導向塊4之間，具有一第三斜面51、第四斜面52和第二底面53，第二底面53平行於所述印表機的列印平臺1，噴頭7安裝於第二底面53 ;第一斜面32、第二斜面41、第三斜面51、第四斜面52相互平行，且第三斜面51接觸於第一斜面32，第四斜面52接觸於第二斜面41 ;限位裝置用於限制移動塊5的第二底面53與列印平臺I之間的最短限位距離H ;所述限位裝置為一限位塊6，限位塊6的頂面61位於列印平臺I以上的最短限位距離處(圖1中虛線處)。當移動塊5的第二底面53與列印平臺I之間達到最短限位距離H時，第二底面53與限位塊6的頂面61接觸，使得移動塊5不能再繼續下移，此時，即當移動塊5的第二底面53與列印平臺I之間為最短限位距離H時，噴頭7恰後位於列印位置。
[0038]為了驅動移動塊5的移動，本發明的噴頭調整裝置實施例中還進一步包括驅動裝置(圖中未示出)。所述驅動裝置連接於移動塊5，用於驅動移動塊5在第一導向塊3和第二導向塊4之間的位移，以使移動塊5的第二底面53靠近或者遠離列印平臺I。作為一個具體實施例，所述驅動裝置包括電動馬達以及由所述電動馬達驅動的傳動杆，所述傳動杆連接於所述移動塊5。
[0039]隨上述印表機的噴頭調整裝置，本發明實施例還提供一種印表機的噴頭高度調整方法，該方法包括:
[0040]控制移動塊5在第一導向塊3和第二導向塊4之間進行位移，使得移動塊5的第二底面53與列印平臺I之間為最短限位距離H時，安裝於移動塊5的第二底面53的噴頭7進行列印；其中，當移動塊5的第二底面53與列印平臺I之間為最短限位距離H時，所述第二底面53與一限位裝置(限位塊6)的頂面接觸；
[0041]安裝於移動塊5的第二底面53的噴頭7停止列印後，移動塊5在第一導向塊3和第二導向塊4之間進行位移，使得移動塊5的第二底面53與列印平臺I的間距大於最短限位距離H。
[0042]以下結合三維多噴頭印表機對本發明的噴頭調整裝置的工作狀態進行進一步說明。其中，噴頭B安裝於本發明的噴頭調整裝置，而噴頭A固定。
[0043]如圖3所示，立體成型設備(例如三維多噴頭印表機)中，噴頭B被噴頭調整裝置拉高，噴頭A進行列印，此時由於噴頭B被拉高，進而噴頭B不會刮到噴頭A的列印對象。
[0044]如圖4所示，噴頭A列印結束，採用噴頭B列印時，在外動力F(來源於驅動裝置)的作用下，移動塊5沿第一導向塊3的第一斜面32斜下位移，位移的水平距離可以通過下式計算:
[0045]S = h/tan α
[0046]其中，S為移動塊5的橫向移動距離，h為移動塊5的縱向移動距離，α為第一斜面32和第一底面31之間的夾角。
[0047]為了防止噴頭B在列印時，噴頭A可能刮到噴頭B的列印對象的情況，噴頭B的長度要大於噴頭A的長度(例如長度相差Ah)。
[0048]在移動塊5沿第一導向塊3的第一斜面32滑下的同時，列印平臺I下移Ah高度。這時噴頭B的高度和噴頭A的高度差為Ah，噴頭B開始列印。此時由於噴頭A沒有貼到列印平臺1，進而噴頭A不會刮到噴頭B的列印對象。
[0049]在噴頭B列印完成後，再使用噴頭A列印時，只需要在外力作用下將移動塊5沿第一導向塊3的第一斜面32上滑回圖3所示位置，同時列印平臺I上移Ah高度即可。
[0050]本實施例中，配合噴頭A和噴頭B的列印，列印平臺I可進行上下移動，以噴頭B列印時列印平臺I所在面為基準面，則當噴頭B列印完成而被噴頭調整裝置拉起，進而將要使用噴頭A列印時，列印平臺I上移Λ h高度，以便於噴頭A的列印，在噴頭A列印過程中，雖然列印平臺I上移了 Ah高度，但是噴頭B的上移高度大於列印平臺I的上移，所以噴頭B不會刮蹭到噴頭A的出料。當噴頭A列印完畢，將要使用噴頭B列印時，將列印平臺I下移Ah高度，並由噴頭調整裝置將噴頭B下移以進行列印，則因為列印平臺I下移了 Ah高度，噴頭A便不會刮蹭到新的出料，以及不會刮蹭到噴頭A之前的出料。
[0051]隨同上述噴頭調整裝置，本發明實施例還提供了一種立體成型設備，其包括機架、列印平臺、電機組件以及噴頭組件，其中，所述噴頭組件包括了上述的噴頭調整裝置以及至少2個噴頭，所述噴頭組件連接於所述電機組件。
[0052]在所述噴頭組件中，第一噴頭安裝於所述噴頭調整裝置的移動塊5的第二底面53，第二噴頭固定連接於所述電機組件。
[0053]隨同上述立體成型設備，本發明實施例還提供了一種立體成型方法，該方法包括:
[0054]所述噴頭組件的第一噴頭安裝於所述噴頭調整裝置的移動塊5的第二底面53，調整移動塊5的第二底面53與列印平臺I之間為最短限位距離H，控制所述第一噴頭進行列印；
[0055]當所述第一噴頭停止列印後，調整移動塊5的第二底面53與列印平臺I的間距大於所述最短限位距離H，控制所述噴頭組件的第二噴頭進行列印，所述第二噴頭固定連接於電機組件。
[0056]本發明實施例提供的立體成型設備例如三維(3D)印表機。
[0057]在使用多噴頭的立體成型設備中，採用本發明的噴頭調整裝置和方法，在進行列印時，將不需要列印工作的噴頭抬起，進而採用以本發明的噴頭調整裝置和方法為基礎的立體成型設備和方法進行立體成型時，可有效地避免多噴頭列印過程中噴頭與列印物件之間的幹涉，避免了不進行列印工作的噴頭刮到列印對象而造成的積料和刮傷，使得列印物品表面光滑，提高了列印物品的質量和列印效率，比現有技術節省列印了材料和列印工時。
[0058]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的範圍之內。
【權利要求】
1.一種立體成型設備的噴頭調整裝置，其特徵在於，包括: 第一導向塊，具有一第一底面和第一斜面，所述第一底面平行於列印平臺，所述第一斜面與第一底面之間呈銳角； 第二導向塊，具有一第二斜面； 移動塊，位於所述第一導向塊和第二導向塊之間，具有一第三斜面、第四斜面和第二底面，所述第二底面平行於所述列印平臺，且噴頭安裝於所述第二底面。
2.根據權利要求1所述的立體成型設備的噴頭調整裝置，其特徵在於:所述第一斜面、第二斜面、第三斜面、第四斜面相互平行，且第三斜面接觸於第一斜面，第四斜面接觸於第二斜面。
3.根據權利要求1所述的立體成型設備的噴頭調整裝置，其特徵在於，所述立體成型設備的噴頭調整裝置還包括: 限位裝置，用於限制所述移動塊的第二底面與所述列印平臺之間的最短限位距離。
4.根據權利要求3所述的立體成型設備的噴頭調整裝置，其特徵在於:當所述移動塊的第二底面與所述列印平臺之間為最短限位距離時，所述噴頭位於列印位置。
5.根據權利要求3所述的立體成型設備的噴頭調整裝置，其特徵在於: 所述限位裝置為一限位塊； 所述限位塊的頂面位於所述列印平臺以上的所述最短限位距離處，當所述移動塊的第二底面與所述列印平臺之間達到所述最短限位距離時，所述第二底面與所述限位塊的頂面接觸。
6.根據權利要求1所述的立體成型設備的噴頭調整裝置，其特徵在於，所述立體成型設備的噴頭調整裝置還包括: 驅動裝置，連接於所述移動塊，用於驅動所述移動塊在第一導向塊和第二導向塊之間的位移。
7.根據權利要求6所述的立體成型設備的噴頭調整裝置，其特徵在於，所述驅動裝置包括:電動馬達以及由所述電動馬達驅動的傳動元件，所述傳動元件連接於所述移動塊。
8.一種立體成型設備的噴頭調整方法，適用於權利要求1至7任一項所述的立體成型設備的噴頭調整裝置，該方法包括: 控制移動塊在第一導向塊和第二導向塊之間進行位移，使得移動塊的第二底面與列印平臺之間為最短限位距離時，安裝於所述移動塊的第二底面的噴頭進行列印； 安裝於所述移動塊的第二底面的噴頭停止列印後，移動塊在第一導向塊和第二導向塊之間進行位移，使得移動塊的第二底面與列印平臺的間距大於所述最短限位距離。
9.根據權利要求8所述的立體成型設備的噴頭調整方法，其特徵在於:當所述移動塊的第二底面與所述列印平臺之間為最短限位距離時，所述第二底面與一限位裝置的頂面接觸。
10.一種立體成型設備，包括:機架、列印平臺、電機組件以及噴頭組件；其特徵在於: 所述噴頭組件包括權利要求1至7任一項所述的噴頭調整裝置以及至少2個噴頭，所述噴頭組件連接於所述電機組件。
11.根據權利要求10所述的立體成型設備，其特徵在於:所述噴頭組件的第一噴頭安裝於所述噴頭調整裝置的移動塊的第二底面；所述噴頭組件的第二噴頭固定連接於所述電機組件。
12.—種立體成型方法，適用於權利要求10所述的立體成型設備，該方法包括: 所述噴頭組件的第一噴頭安裝於所述噴頭調整裝置的移動塊的第二底面，調整移動塊的第二底面與列印平臺之間為最短限位距離，控制所述第一噴頭進行列印； 當所述第一噴頭停止列印後，調整移動塊的第二底面與列印平臺的間距大於所述最短限位距離，控制所述噴頭組件的第二噴頭進行列印，所述第二噴頭固定連接於電機組件。
【文檔編號】B29C67/00GK104309129SQ201410610295
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月3日 優先權日:2014年11月3日
【發明者】李繼新, 張廷威, 張予, 蔡世光 申請人:英華達（上海）科技有限公司, 英華達(上海)電子有限公司, 英華達股份有限公司