[发明专利]孔槽错位的通流截面可调打印头、打印方法及加工件

说明书

本发明涉及孔槽错位的通流截面可调打印头、打印方法及加工件，属于3D打印领域，包括转动驱动、转动错位机构，或转动驱动、曲柄滑块移动错位机构，或移动驱动、移动错位机构；转动驱动是电机减速器一体机与齿轮传动，移动驱动是伺服的电缸或直线电机；转动错位包括动尖头、固定盘，转动驱动使动尖头相对固定盘转动；移动错位包括动尖头、直线导轨、滑块、固定盘，移动驱动使动尖头相对固定盘移动；根据打印材料流体特性，相对移动或转动的动尖头和固定盘配套设计，通过配套零件的孔/槽形状、孔/槽分布、孔/槽的锥/斜度的优化设计，并综合3D运动控制、材料流量或压力控制，实现孔槽之间错位调节，形成各种书画效果和打印产品的纹理与质构。

技术领域

本发明涉及3D打印、增材加工或食品加工机械技术领域，尤其是一种孔槽错位的通流截面可调打印头、打印方法及加工件。

背景技术

3D打印存在不同的方式，它们的不同在于所用材料，以及材料的使用方式，其中直写打印就是将浆料通过针管挤出，层层堆叠来构型，但当有不同粗细线条需求时，要更换不同粗细的针管，或者使用多喷头切换。在3D打印中，通常平面分层打印是XY轴二联控的二维运动，从而形成封闭轮廓线以及封闭轮廓线中间填充，在Z轴方向调整，打印出形体；因此仅仅注重轮廓线的处理，在轮廓面上形成层叠纹路。

奶油裱花图案不是平面分层式堆积的，不能采用通常的平面分层3D打印。人工操作的奶油裱花，通常协调控制X轴、Y轴、Z轴方向运动和打印材料流量或挤出压力，即双手抓持、运动并同时挤压装奶油的锥尖剪开的锥形塑料袋；大面积图案、宽线条需要多次填充而效率低，并且也不能实现二种颜色一次成形的操作，更需要长时间训练才能做出通常的图案和文字；奶油裱花注重装饰效果和个性化，应用3D打印、增材加工，可大大减少技术劳动力。

用中国毛笔写字的十一种笔锋、绘画的十六种皴法，用排笔创作西洋油画的十五种技法，这些是3D打印难以实现的纹理效果；木纹纸、花纹板等装饰材料，难以仿真出自然材料上的纹理；生日蛋糕的裱花装饰、年轻人高价购买的“文创类”食品等3D打印产品，除轮廓形状之外还有纹理、质构，还会影响到口感、风味。

3D打印、增材加工不仅是完成成形加工，还需要实现装饰、美化效果，乃至个性化产品，打印头的结构设计与参数优化具有重要价值，同时点线面体的运动分析基础上的成形工艺也需要与打印头设计相结合。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的孔槽错位的通流截面可调打印头、打印方法及加工件，从而可以满足打印对象在纹理、质构的需求，借助于打印头结构和打印方法的创新设计，使3D打印具有更好的通用性与适应性。

本发明所采用的技术方案如下：

一种孔槽错位的通流截面可调打印头，包括转动驱动、齿轮传动、转动错位机构；或转动驱动、曲柄滑块机构传动、移动错位机构；或移动驱动、移动错位机构；

所述转动驱动采用电机减速器一体机；

所述移动驱动采用直线驱动器；

转动错位机构包括转动尖头、滚针轴承、固定盘，转动驱动使转动尖头相对固定盘转动；

移动错位机构包括移动尖头、直线导轨、滑块、固定盘，移动驱动使移动尖头相对固定盘移动；

所述转动尖头至少包括：孔系转动尖头、双渐宽圆弧槽转动尖头，

所述移动尖头至少包括：孔系移动尖头、细长槽移动尖头、排孔移动尖头、双槽移动尖头、双槽转动尖头、双斜槽四棱锥台尖头，

所述定盘至少包括：弧形槽定盘、直槽定盘、渐宽槽定盘、平行四边形槽定盘、多扇形槽定盘、宽矩形槽定盘、二窄矩形槽定盘；