[发明专利]3D打印模型成型方法及实施该方法的3D打印机

说明书

技术领域

本发明涉及一种3D打印模型成型方法及实施该方法的3D打印机。

背景技术

3D打印是一种新型的快速成型技术，能通过打印设备将特殊打印材料按照设计的3D模型逐层打印增加材料来制造三维产品，因此也被称作增材制造，3D打印技术综合了数字建模技术，机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多领域的前沿技术，被誉为“第三次工业革命”的核心技术，与传统过制造技术相比，3D打印不必事先制造模具，不必在制造过程中去除大量的材料，也不必通过复杂的锻造工艺就可以得到最终产品，在生产上具有结构易优化，制作效率和精密程度高、节约材料和节省能源等优势。

而现有的3D打印机一般是采用三轴联动的方式实现打印，在机体内设置打印承托板，打印承托板固定在机体底部，并在机体上设置龙门架式的联动轴系，打印头可以在联动轴系上可上下、左右、前后移动，从而能够实现逐层打印，最终形成成型的3D模型，而在在逐层打印后，由于玻璃钢纤维从打印头出来时为圆柱形，在逐层打印过程中，成型模型的层与层之间相互堆叠，会存在波形褶皱，从而导致模型的整体外观光洁度较差，而且影响模型的整体精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印模型成型方法，以解决现有技术中的3D模型成型后表面出现波形褶皱的问题；本发明的目的还在于提供一种实施该方法的3D打印机。

为实现上述目的，本发明 3D打印模型成型方法的技术方案是：

1、3D打印模型成型方法，将3D打印头与雕刻头联动，在机体上设置用于对模型的外表面进行铣削加工的雕刻头，将待打印的模型设计为上下分段式打印，主要采用以下步骤：（1）采用3D打印头打印出模形的最底段；（2）移开3D打印头，采用雕刻头对最底段的外表面进行铣削加工；（3）移开雕刻头，再采用3D打印头在最底段的上端继续叠层打印出上侧的相邻段；（4）移开打印头，采用雕刻头对上侧的相邻段的外表面进行铣削加工；（5）在上侧的相邻段的基础上重复步骤（3）和步骤（4），完成打印。

2、在1的基础上，打印过程中在待打印的模型的凸凹边角处进行分段。

3、在1或2的基础上，采用五轴联动轴系作为用于驱动雕刻头动作的雕刻轴系。

4、在1或2的基础上，打印过程中通过模型承托板的上下运动调节与打印头的上下相对位置。

本发明 3D打印机的技术方案是：

1、3D打印机，包括机体和设置在机体上的打印轴系，打印轴系上设置有3D打印头，机体上设置有相对于3D打印头上下移动的模型承托板，所述机体上还设有雕刻轴系，所述雕刻轴系上设置有在3D打印头将模型打印出设定高度后对模型的外表面进行铣削处理的雕刻头。

2、在1所述的3D打印机，其特征在于：所述雕刻轴系为五轴联动轴系。

3、在1或2所述的3D打印机，其特征在于：所述机体上还设有驱动模型承托板上下运动以调节与打印头之间的上下间距的驱动机构。

4、在1或2所述的3D打印机，其特征在于：所述机体上设置有水平方向间隔布置并同向延伸的用于驱动打印头往复移动的导轨，所述雕刻轴系包括滑动装配在导轨上的雕刻支撑轴，雕刻支撑轴上滑动装配有雕刻头。

本发明的有益效果是：相比于现有技术，本发明所涉及的3D打印模型成型方法，通过将打印头和雕刻头联动，采用将待打印的模型分段式设计，在将模型打印一段后，通过雕刻轴系控制雕刻头动作对打印出的一段进行外表面铣削加工， 从而能够提高模型的外表面的整体光洁度和整体精度效果，结构比较简单，而且将模型进行分段设计，既能实现对各段的模型进行打印后的表面光洁度处理，又能够保证在对于复杂的模型结构进行打印时，雕刻头能够铣削到整体打印后无法铣削的位置，操作方便，而且保证打印效率的同时，提高了产品的质量。

附图说明

图1为本发明的3D打印机的具体实施例的结构示意图；

图2为本发明的3D打印机的Z1向电机在机体上的布置结构示意图；

图3为图2的主视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的3D打印机的具体实施例，如图1至图3所示，该3D打印机应用于需要高光洁度和高精度的3D模型打印过程中，其包括机体1，在本实施例中，机体1为矩形框架，其包括四根以上的立柱13和支撑在立柱13的底侧的下横撑11以及固定在立柱13的上侧的上横撑12，上横撑12和下横撑11分别合围成矩形框，定义前后方向为X向，左右方向为Y向，上下方向为Z向。