[发明专利]适用于工业机器人手臂的3D打印喷头及其使用方法

说明书

适用于工业机器人手臂的3D打印喷头及其使用方法，属于3D打印技术领域。包括法兰盘、控制盒、料筒、针头，所述法兰盘用于与工业机器人手臂相连；所述料筒的两端分别连通控制盒、针头，所述料筒内设有活塞；所述控制盒的两端铰接于法兰盘，且所述控制盒侧壁设有进气口，由进气口进气，驱动活塞挤压物料，经针头挤出物料。本发明是一款可以与6轴或者7轴工业机器人手臂进行连接的3D打印喷头，以适应打印基体是斜面甚至复杂曲面时的3D打印任务，在医疗、生物支架的3D打印上有着良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及适用于工业机器人手臂的3D打印喷头及其使用方法，属于3D打印技术领域。

背景技术

作为增材制造技术的一种，3D打印技术可以实现从模型到实体的快速制造，在生物医疗、智能制造等行业都具有很好地应用前景。目前国内外的3D打印设备都是基于3坐标伺服平台，即通过三个独立的伺服电机控制喷头在X、Y、Z三个方向的移动。

3坐标伺服系统具有反应快，准确度高的优点，打印时首先需要对打印平台进行找平，然后将模型按照Z轴方向进行分层，再进行逐层打印，对打印环境具有较高的要求，如打印基体是斜面甚至复杂曲面时，3坐标伺服系统即很难完成打印任务。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种适用于工业机器人手臂的3D打印喷头及其使用方法，以完成多种形状的打印基体(包括斜面、甚至复杂曲面)的打印任务。

本发明的技术方案如下：

适用于工业机器人手臂的3D打印喷头，其特征是，包括法兰盘、控制盒、料筒、针头，所述法兰盘用于与工业机器人手臂相连；所述料筒的两端分别连通控制盒、针头，所述料筒内设有活塞；所述控制盒的两端铰接于法兰盘，且所述控制盒侧壁设有进气口，由进气口进气，驱动活塞挤压物料，经针头挤出物料。

进一步的，所述法兰盘端面设有两个外凸的安装座，所述控制盒的相对两侧壁分别设有连接轴，两个安装座分别设有与连接轴配合的安装孔，所述控制盒置于两个安装座之间，两个连接轴分别安装于两个安装孔内，以便控制盒相对于法兰盘转动。

进一步的，其中一个连接轴为中空结构，该连接轴的中心孔作为进气口，并与控制盒内腔连通。

进一步的，所述控制盒侧壁设有角度刻度线，所述角度刻度线沿连接轴周向布置，所述安装座设有读取角度刻度线的可视窗口。

进一步的，所述控制盒的前端面设有料筒安装圆孔，所述料筒安装圆孔的相对两侧设有外凸的导向槽，所述料筒外壁的相对位置设有与导向槽匹配的限位块；通过转动料筒，使限位块与导向槽对应与否，以取出或固定料筒。

进一步的，所述料筒与控制盒连接处设有密封毛毡，所述密封毛毡在与导向槽对应位置设有与之匹配的密封毛毡块体。

进一步的，所述控制盒在料筒安装圆孔外沿设有锁紧旋钮，该锁紧旋钮通过转轴与控制盒外壁转动连接，且该锁紧旋钮的外轮廓具有一大端、一小端，通过旋转锁紧旋钮，使大端或小端位于密封毛毡上方，以实现对密封毛毡的锁紧或释放。

进一步的，所述控制盒在靠近法兰盘的端面为圆弧面，以便控制盒实现转动。

上述适用于工业机器人手臂的3D打印喷头的使用方法，其特征是，包括以下步骤：

1)安装：

将工业机器人手臂置于初始位置，第六轴上的法兰盘垂直向前，将3D打印喷头的法兰盘与第六轴上的法兰盘进行刚性连接，旋转控制盒，使法兰盘的可视窗口与控制盒上角度刻度线的0°位置对应；

将针头安装于料筒，将物料装在料筒中，在料筒内装入活塞；将料筒对准控制盒的料筒安装圆孔，使限位块与导向槽对应，料筒插入料筒安装圆孔，旋转料筒，使限位块位于控制盒内并与导向槽错开，以锁紧料筒；