[发明专利]用于打印矫形头盔的3D打印机和3D打印系统

说明书

本发明涉及一种用于打印矫形头盔的3D打印机和3D打印系统，3D打印机包括机架、打印台、打印头、控制系统和运动系统，打印头包括用以打印头盔壳体的第一喷头和用以打印头盔内衬的第二喷头，第二喷头的喷嘴底部在X轴方向和Y轴方向上与第一喷头的喷嘴底部的坐标差分别为a和b；控制系统包括打印信息接收模块、坐标转换模块和运动控制模块，打印信息接收模块用于接收头盔的各打印点在第一XYZ坐标系内的坐标值，坐标转换模块实现第一XYZ坐标系和第二XYZ坐标系之间的转换，第二XYZ坐标系是将第一XYZ坐标系的原点在XY平面上偏置(a,b)得到，运动控制模块用于根据各待打印点坐标控制第一喷头和第二喷头打印。本发明简化3D头盔制作工艺，提高了生产效率。

技术领域

本发明属于医用矫形产品制备技术领域，具体涉及一种用于打印矫形头盔的3D打印机和3D打印系统。

背景技术

扁头综合征在新生儿中具有较高的发病率，骨缝闭合性扁头综合征通常需要同时采用手术治疗和矫形头盔治疗。

在采用矫形头盔治疗时，由于每个婴儿患者的头部具有唯一的几何形状，因此所有的扁头综合征治疗头盔必须个性化定制。现有的扁头综合征治疗头盔的制造过程包括：采用3D激光扫描器获取婴儿的头部几何形状；运用电脑软件，矫形师修改扫描获得理想的几何形状；根据理想的几何形状加工泡沫材料获得头盔的阳模；在阳模上热塑形成头盔毛坯；对头盔毛坯进行修剪、钻孔和抛光等处理，得到头盔壳体。以上制造方法步骤繁琐且耗时较长。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于打印矫形头盔的3D打印机和3D打印系统，采用3D打印的方式制作矫形头盔，简化制作工艺，提高生产效率。

本发明所采用的技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种用于打印矫形头盔的3D打印机，所述头盔包括壳体和通过凹凸配合可拆卸安装于所述壳体内侧的内衬，所述3D打印机包括机架以及安装在所述机架上的打印台和打印头，所述3D打印机还具有控制系统和运动系统，所述运动系统包括带动所述打印台在X轴方向上运动的第一运动模块、带动打印头在Y轴方向上运动的第二运动模块和带动打印头在Z轴方向上运动的第三运动模块，其中，Z轴方向垂直于由X轴和Y轴构成的水平面，所述打印头包括用以打印壳体的第一喷头和用以打印内衬的第二喷头，所述第一喷头包括第一喷嘴，所述第二喷头包括第二喷嘴；所述第二喷嘴的底部在X轴方向和Y轴方向上与所述第一喷嘴的底部在X轴方向和Y轴方向上的坐标差分别为a和b；

所述控制系统包括打印信息接收模块、坐标转换模块和运动控制模块，所述打印信息接收模块用于接收所述壳体和内衬的各打印点在第一XYZ坐标系内的坐标值，所述坐标转换模块将第一XYZ坐标系转换为第二XYZ坐标系或将第二XYZ坐标系转换为第一XYZ坐标系，其中，所述第二XYZ坐标系是将第一XYZ坐标系的原点在XY平面上偏置(a,b)得到，所述运动控制模块用于根据各待打印点坐标控制所述运动系统移动并控制所述第一喷头和第二喷头打印；

在进行壳体打印时，所述坐标转换模块控制当前坐标系为第一XYZ坐标系，所述运动控制模块控制打印台和第一喷头按照壳体的各打印点在第一XYZ坐标系内的坐标值移动到壳体的各打印点处，使用第一喷头对所述壳体进行打印；

在进行内衬打印时，所述坐标转换模块控制当前坐标系为第二XYZ坐标系，所述运动控制模块控制打印台和第一喷头按照内衬的各打印点在第一XYZ坐标系内的坐标值移动，使用第二喷头对所述内衬进行打印；

所述第一喷头被配置为，能够打印所述头盔壳体的本体以及与所述内衬配合的凹凸部，所述第二喷头被配置为，能够打印所述内衬的本体以及与所述壳体配合的凹凸部。

可选地，所述第二喷头可拆卸地连接在所述第一喷头上，且所述第二喷头和第一喷头在Z轴方向的相对距离可控制调整。

可选地，所述第二喷头包括硅胶腔和设置于所述硅胶腔下部的第二喷嘴，所述硅胶腔的上部通过气管连接有气源，所述气管上有气流量调节阀门。