[发明专利]带有多路摩擦送料系统的彩色FDM-3D打印机

说明书

带有多路摩擦送料系统的彩色FDM‑3D打印机,属于机械领域,供料主轴转动使得加于在滑轮(6)劈尖夹角内的料丝被推出,料丝的摩擦力由滑轮劈尖角度、胶质滑轮(9)的压力因素决定；当某一料丝物料挤出机组件的存储物料已经满时,熔融存储腔的饱和压力促使料丝无法继续进入,料丝停止移动(送料停止),其结果是:要么料丝相对于滑轮劈尖产了相对滑动,要么2片摩擦片对滑轮之间产生相对滑动；与物料挤出机组件的协同工作过程为:设定参数最好是选择2片摩擦片对滑轮之间产生相对滑动；由于摩擦片可以常态摩擦运动；符合使用寿命要求。

[所属领域]

本发明属于机械领域，确切的讲是一种利用摩擦片允许滑差的丝状耗材产生推力的供料装置及其彩色FDM-3D打印机。

[技术背景]

熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)快速成型工艺是将各种丝材(如工程塑料ABS、聚碳酸酯PC等)加热熔化进而堆积成型方法，简称FDM。大部分FDM快速成型技术可采用的成型材料很多，如改性后的石蜡、(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)、尼龙、橡胶等热塑性材料，以及多相混合材料，如金属粉末、陶瓷粉末、短纤维等与热塑性材料的混合物。其中PLA(聚乳酸)具有较低的收缩率，打印模型更容易塑形，以及可生物降解等优点，现今大多数桌面FDM型3D打印机均采用这种材料。

FDM：熔融沉积成型技术是，熔融沉积成型工艺(Fused Deposition Modeling，FDM)是继LOM工艺和SLA工艺之后发展起来的一种3D打印技术。该技术由Scott Crump于1988年发明，随后Scott Crump创立了Stratasys公司。1992年，Stratasys公司推出了世界上第一台基于FDM技术的3D打印机——“3D造型者(3D Modeler)”，这也标志着FDM技术步入商用阶段。

FDM成型原理相对简单，结构部分包括:XOY轴平面寻址行走机械系统、Z轴垂直寻址行走机械系统、挤出机组件、送料系统、电控系统、打印物件承载台及操作面板等部分.

打印之前FDM 3D打印机内置软件自动读取3D模型数据并将其分层,分层之后，经过高温熔化的液态通过挤出机的喷口挤出，挤出后遇冷迅速凝结固化，然后通过挤出机在平面上的摆动以及打印板向下位移形成立体实物。

3D打印需要经过3D扫描、3D建模的过程，最终完成3D打印成品。当然，基于FDM成型技术的3D打印机也不例外。除去3D扫描、3D建模过程，就3D打印本身而言，FDM成型技术一般经过以下环节。首先FDM软件对3D模型数据进行分析、分层，生成打印路径以及支撑路径。其次，挤出机和打印平台会升至3D模型设置的温度。

最后，打印过程中，挤出机在平面上的位移以及打印平台上下位移会形成一个三维空间，挤出机和打印平台根据生成的路径进行打印。在打印过程中，挤出机完成一个平面上的打印任务后，打印平台自动下降一层，挤出机继续打印。循环往复直至成品的完成。

在打印过程中，插入挤出机的线材会迅速融化，通过挤出机挤出瞬间凝结。挤出机温度较高，根据材料的不同以及模型设计温度的不同，挤出机的温度相对也不同。为了防止打印物体翘边等问题的出现打印平台一般为加热，打印平台上一般覆盖粘贴纸以便于打印成品的剥离。

熔融沉积成型的原理如下：先是向计算机输入切片文件(截面轮廓信息),切片的厚度一般选取为:0.1-0.6毫米之间；加热喷头在计算机的控制下，根据产品零件的(切片)截面轮廓信息，作X-Y平面运动，热塑性丝状材料由供丝机构送至热熔喷头，并在喷头中加热和熔化成半液态，然后被挤压出来，有选择性的涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。一层截面成型完成后工作台下降一定高度，再进行下一层的熔覆，好像一层层画出截面轮廓，如此循环，最终形成三维产品零件。

目前的FDM-3D技术与精雕技术(CNC)的结合还没有一个在成本，效果能尽善尽美的方案。

下面通过,以开源软件的版本为例对切片的程序操作进行说明: