[发明专利]一种带液氮制冷和三维扫描的多功能3D打印设备

权利要求书

1.一种带液氮制冷和三维扫描的多功能3D打印设备，其特征在于：包括打印机本体和三维扫描装置，二者通过有线或是无线的方式通信连接；所述三维扫描装置包括三维扫描装置机体、扫描控制单元、图像采集模块、光束发射模块和图像处理模块；所述打印机本体包括处理装置、控制主板、3D打印桌面、打印机头、喷嘴、喷涂材料提供装置和液氮制冷装置；

所述扫描控制单元与所述处理装置通过有线或是无线的方式通信连接，所述扫描控制单元控制所述图像采集模块、光束发射模块和图像处理模块对模型进行扫描以获得模型三维图像数据，该三维图像数据被输送至所述处理装置；

所述处理装置用于分析三维图像数据，并按工程建造要求设置3D打印精度，并利用3D建模软件将所获得的三维图像数据进行分层切割，并把每层模型信息发送给所述控制主板；

所述控制主板根据所述处理装置所发送的每层模型信息，控制所述打印机头在水平范围内以及纵向上的位置、移动方向、速度以及3D打印材料输入，从而在所述3D打印桌面上逐层打印出需要打印的模型；

所述喷嘴与喷涂材料提供装置通过导管相连，喷涂材料提供装置包括胶水盒、颗粒材料盒和光油盒；模型打印完成后，所述控制主板控制喷嘴对模型的表面喷涂上胶水层，在胶水层上喷涂颗粒材料层，在颗粒材料层上喷涂上光油层；

所述液氮制冷装置包括出风嘴和气泵，该气泵通过导气管连通所述的出风嘴，该出风嘴设置于所述打印机头正下方，所述气泵内装有液氮。

2.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于：所述图像采集装置为照相机或摄像头；

所述三维扫描装置为接触式三维扫描装置或非接触式三维扫描装置；所述有线连接方式为串行口、并行口或USB接口连接。

3.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，所述处理装置为安装有所述3D建模软件的计算机。

4.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，所述打印机本体还包括纵向导杆、水平Y向导杆、水平X向导杆和电动机；

四个所述的纵向导杆垂直地设置在所述3D打印桌面的四角；

两个所述的水平Y向导杆分别滑动地设置在一对所述纵向导杆之间，并且两个所述的水平Y向导杆平行；

所述水平X向导杆设置在两个所述的水平Y向导杆之间，并将两个所述的水平Y向导杆连接；

所述电动机能够驱动所述水平Y向导杆沿着所述纵向导杆滑动，并能够驱动所述水平X向导杆沿着所述水平Y向导杆滑动；

所述打印机头滑动地安装在所述水平X向导杆上；所述打印机头中具有电动机；所述打印机头中电动机驱动所述打印机头沿着所述水平X向导杆滑动；

所述控制主板根据所述处理装置所发送出的每层模型信息控制所述电动机及所述打印机头中电动机的运行。

5.根据权利要求4所述的3D打印设备，其特征在于，所述水平Y向导杆的两端分别通过滑头滑动地安装在对应的所述纵向导杆上。

6.根据权利要求4或5所述的3D打印设备，其特征在于，所述水平X向导杆的两端分别通过滑头滑动地安装在对应的所述水平Y向导杆上。

7.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，所述3D打印设备还包括材料导管和材料提供装置；所述材料导管的一端与所述打印机头连接，另一端与所述材料提供装置连接。

8.根据权利要求4所述的3D打印设备，其特征在于，所述3D打印设备还包括喷嘴套环、套环纵向导杆和第三电机，所述套环纵向导杆与所述纵向导杆平行，套环纵向导杆的一端固定于所述水平X向导杆上，另一端固定于所述3D打印桌面上，所述喷嘴套环通过所述第三电机与所述套环纵向导杆活动连接，第三电机驱动喷嘴套环在竖直方向上移动，所述喷嘴内置有喷嘴电机，所述喷嘴电机驱动喷嘴在喷嘴套环上移动。

9.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于：所述的出风嘴包括环形本体，所述的环形本体内部具有中空的环形气路，所述的环形本体上开设有连通所述环形气路的若干个出气口以及至少一个进气口，所述的进气口通过管道连通所述的气泵。