[发明专利]一种超大型3D打印系统及其打印方法

权利要求书

1.一种超大型3D打印系统，其特征在于：包括沿Y轴设置并固定的导轨(7)和能在导轨(7)上沿Y轴移动的龙门式走行机构(1)，所述龙门式走行机构(1)的两支腿和横梁为相固定的一体化结构，所述龙门式走行机构(1)两支腿上分别设有与导轨(7)相配合从而使得龙门式走行机构(1)沿Y轴移动的移动部(11)，所述龙门式走行机构(1)支腿之间设有可沿Z轴升降的工作台(2)，所述工作台(2)有一个以上，每个所述的工作台(2)上连接有能驱动其沿Z轴移动，以及驱动其相对水平面转动倾斜的升降装置(4)，所述龙门式走行机构(1)上设有3D打印装置(3)，所述3D打印装置(3)包括打印头(31)，以及用于安装打印头(31)并能驱动打印头(31)旋转和沿Z轴移动的小幅升降装置(32)，所述小幅升降装置(32)设在龙门式走行机构(1)的横梁上并可沿X轴移动，所述的3D打印装置(3)还包括能为打印头(31)输送打印物料的供料系统(33)，所述供料系统(33)包括安装在龙门式走行机构(1)的横梁上且可沿X轴移动的、并用于提供即时打印物料的小料斗(331)，以及安装固定在龙门式走行机构(1)的支腿上方随龙门式走行机构(1)移动的并用于储存打印物料的大料斗(332)，所述大料斗(332)和小料斗(331)通过管道连接，在所述的小料斗(331)内的打印物料低于设定值时，所述的大料斗(332)往小料斗(331)内输送打印物料。

2.根据权利要求1所述的一种超大型3D打印系统，其特征在于：所述的小幅升降装置(32)沿X轴移动的宽度介于0至100m之间，所述的打印头(31)沿Z轴的移动的范围介于0至3m之间，且旋转角度介于0至360度之间。

3.根据权利要求1所述的一种超大型3D打印系统，其特征在于：所述龙门式走行机构(1)沿Y轴移动的长度主要取决于导轨(7)的安装长度，其介于0至200m之间。

4.根据权利要求1所述的一种超大型3D打印系统，其特征在于：所述工作台(2)沿Z轴移动的高度介于0至50m之间。

5.根据权利要求1所述的一种超大型3D打印系统，其特征在于：所述龙门式走行机构(1)支腿端上安装有用于放置工具和材料的工具库(5)，所述龙门式走行机构(1)的横梁上设有可沿X轴移动并能够抓取工具库(5)中的工具或者材料进行工作的机械手(6)。

6.一种应用权利要求1所述的超大型3D打印系统的超大型3D打印方法，包括以下步骤：

A：启动所述超大型3D打印系统，通过升降装置(4)分别调整各个工作台(2)的高度和相对水平面的倾斜角度；

B：所述的打印头(31)由小幅升降装置(32)以及龙门式走行机构(2)带动做X、Y方向的运动以实现当前层的打印，在此步骤中当所述供料系统(33)中的小料斗(331)内的原料消耗到一定程度达到设定值时，大料斗(332)输送原料到小料斗(331)内，以满足其短时间的打印需求；

C：当前层打印结束后，所述小幅升降装置(32)带动打印头(31)沿Z轴提升一个打印层的高度，然后开始进行下一层的打印，如此循环一定的层数；

D：当所述打印头(31)在小幅升降装置(32)驱动下提升数个打印层高度后达到小幅升降装置(32)设定的高度时，对应的工作台(2)在升降装置(4)的驱动下下降一定的高度，打印头(31)在小幅升降装置(32)的带动下下降同样的高度,再重复步骤B至步骤C，实现高度较大产品的3D打印。

7.根据权利要求6所述的一种超大型3D打印方法，其特征在于：所述龙门式走行机构(1)上安装有用于放置工具和材料的工具库(5)，所述龙门式走行机构(1)的横梁上设有可沿X轴移动并能够抓取工具库(5)中的工具或者材料进行工作的机械手(6)，所述工具库(5)放置有预埋配件以及用于超声波抛光、超声波焊接、纤维缠绕的工具及相应材料；

在步骤B至步骤C中，当打印到放置预埋配件的设定位置时，所述的机械手(6)抓取并预埋相关的预埋配件在打印件中；

在步骤B至步骤C中，当内外表面有抛光要求时，所述的机械手(6)抓取超声波抛光工具将所需抛光位置上已打印部分的表面进行超声波抛光；

在步骤B至步骤C中，当打印到设定的焊接位置时，所述的机械手(6)抓取超声波焊接工具将设定位置上已打印部分进行超声波焊接；

在步骤B至步骤C中，当打印到设定的玻璃钢化处理位置时，所述的机械手(6)抓取纤维缠绕工具和材料将设定位置上已打印部分进行玻璃钢化处理。