本发明涉及3d打印技术领域，具体涉及一种用于实现三维彩色打印的打印机。
背景技术：
三维立体打印是一种由cad(计算机辅助设计)数据通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型的技术，属于快速成型技术的一种。3d打印可以自动、快速、直接和精确地将计算机中的设计转化为模型，甚至能够直接制造零件或模具，从而能够有效缩短产品研发周期、提高产品质量并缩减生产成本。
三维打印机采用分层加工、叠加成型方式造型，打印耗材为工程塑料、光敏树脂、细沙粒、金属粉末等。目前，三维打印机多采用分层并在每层使用直角坐标系定位的方式进行堆叠打印。现有的三维打印机依旧存在很多不足之处，如难以实现多色彩、多材料类型的三维打印，同时其打印速度较慢；此外，因采取直角坐标系定位的定位方式，现有的三维打印机无法打出严格的圆，打印时还易因应力集中导致模型精度降低，随着打印模型尺寸的增大，为保证打印精度，打印机的制造成本呈级数增长。
技术实现要素：
本发明正是为了避免上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种分体式三维彩色打印机。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：一种分体式三维彩色打印机，包括用于向挤出结构进料的进料机构，丝杠固连至纵向驱动电机输出端，升降平台结构的连接平台和弧形齿条分别安装于所述丝杠上和固连于所述连接平台内侧；连杆固连至所述连接平台顶部，滑杆平行设于所述连杆下方，其末端通过竖直设置的转轴与所述连杆末端转动连接；径周向电机组和所述挤出结构分别固连于所述滑杆末端和安装于所述滑杆上，构成打印单元；
周向电机和径向电机均安装于电机组支架上，所述轴向电机和所述径向电机的输出端分别与周向齿轮和径向传动带轮连接，从动带轮设于所述转轴上，传动皮带张紧连接于所述径向传动带轮和所述从动带轮上，构成所述径周向电机组；所述周向齿轮与所述弧形齿条啮合；挤出结构与所述滑杆形成滑动副，其顶部为齿形传动柱，所述齿形传动柱位于所述传动皮带中部，并与所述传动皮带一侧的皮带内侧啮合；
所述纵向驱动电机用于驱动所述挤出结构沿所述丝杠的轴向运动，所述周向电机和所述径向电机分别用于驱动所述挤出结构沿所述弧形齿条作周向运动和沿所述滑杆作径向运动；
转盘结构设于所述挤出结构正下方，其中心与所述弧形齿条同心设置，所述转盘结构用于带动限位于其上的工件相对于所述挤出结构作水平面内的转动；所述弧形齿条、所述纵向驱动电机和所述转盘结构连接于机架结构上，并通过所述机架结构连接固定。
进一步的，各所述打印单元同心圆周布置，各所述弧形齿条构成完整圆周；各所述打印单元的纵向驱动电机和弧形齿条与所述机架结构连接固定。
进一步的，各导料台沿圆周布置，构成完整柱体，并于顶部形成对称结构的十字槽；各导料通道纵向贯穿各导料台设置，每个导料通道用于实现单个丝状耗材的导料，各导料轮分别连接各至导料电机的输出端，将对应的所述丝状耗材压紧于对应的所述导料通道内；所述导料通道、所述导料电机和所述导料轮的数量与同时进料的丝状耗材数量相同。
进一步的，所述齿形传动柱设于滑板顶部，双进单出挤出机主体固连于所述滑板上，其顶部设两个挤出机进料口，底部设细长管状结构的挤出机出料导管，构成所述挤出结构；所述滑板套接于所述滑杆上并与所述滑杆形成滑动副。
进一步的，两个进料滚轮分别转动连接于进料支架两侧，两种不同颜色或种类的丝状耗材分别成卷绕于两个所述进料滚轮上，并分别用于向同一个所述挤出结构的两个所述挤出机进料口进料，所述进料支架上设有把手。
进一步的，周向导轨位于所述弧形齿条内侧，与所述弧形齿条同心设置并固连至所述弧形齿条内侧，所述径周向电机组的导向滑块安装于所述轴向导轨上并与所述周向导轨形成滑动副，所述周向导轨用于通过所述径周向电机组和所述滑杆实现所述挤出结构运动的限位和导向。
进一步的，各导轨平行于所述丝杠设置并固连至所述机架结构上，所述升降平台结构与所述导轨配合并形成滑动副；所述导轨用于实现所述升降平台结构运动的导向。
进一步的，两个转盘水平平行设置并通过连接件连接固定，转盘电机固连于机架结构上，其输出端连接至位于下方的所述转盘底部，用于驱动所述转盘转动；加热丝设于两个转盘之间并与电源连通；各支撑部均布设于位于下方的所述转盘底部，所述支撑部为滚动支撑部或滑动支撑部，用于支撑所述转盘以保证打印精度。
进一步的，外壳设于所述机架结构外侧，用于防尘和保温，紫外灯设于位于所述外壳内，连接于所述外壳的顶盖上，用于杀菌消毒。
进一步的，所述滑杆底部设置用于防扭的防扭键。
本发明提供了一种分体式三维彩色打印机，具有以下有益效果：
1、多组进料机构和打印单元同时工作，分别进行不同颜色或种类的打印，实现了多种颜色、类型同时打印的打印模式，提高了打印件的色彩、材料种类和打印速度；
2、打印过程中可采用由两侧向中心打印的打印方式，减少了打印件的应力积累，提高了打印件强度的同时，避免应力积累引起的打印精度下降；
3、打印单元和单独使用，也可多个组合使用，单个打印单元携带、使用便捷，多个打印单元组合使用和实现大尺寸打印件的打印；
4、多个打印单元组合打印和由两侧向中心打印的打印方式结合，在保证打印精度的前提下，实现大尺寸打印件打印的难度大大降低，解决了大尺寸三维打印机制造成本过高的问题；
5、层内采用极坐标定位的定位方式，能严格实现圆形和弧形结构的打印。
附图说明
图1为本发明打印单元的结构示意图；
图2为本实用的结构示意图；
图3为本实用的内部结构示意图；
图4为本发明径周向电机组的结构示意图；
图5为本发明挤出结构的结构示意图；
图6为本发明导料结构的结构示意图；
图7为本发明转盘结构的结构示意图。
图中：
1、机架结构；2、转盘结构，21、转盘，22、转盘电机，23、滚动支撑部；3、打印单元，31、纵向驱动电机，32、丝杠，33、升降平台结构，331、连接平台，332、弧形齿条，34、连杆，35、滑杆，351、防扭键，36、周向导轨，37、径周向电机组，371、电机组支架，372、周向电机，373、周向齿轮，374、径向电机，375、径向传动带轮，376、传动皮带，377、从动带轮；38、挤出结构，381、齿形传动柱，382、滑板，383、双进单出挤出机主体，384、挤出机进料口，385、挤出机出料导管，39、纵向导杆；4、进料机构，41、进料支架，42、进料滚轮，43、丝状耗材，44、把手；5、导料结构，51、导料台，52、十字槽，53、导料通道，54、导料电机，55、导料轮。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1～图7所示，其结构关系为：包括用于向挤出结构38进料的进料机构4，丝杠32固连至纵向驱动电机31输出端，升降平台结构33的连接平台331和弧形齿条332分别安装于丝杠32上和固连于连接平台331内侧；连杆34固连至连接平台331顶部，滑杆35平行设于连杆34下方，其末端通过竖直设置的转轴与连杆34末端转动连接；径周向电机组37和挤出结构38分别固连于滑杆35末端和安装于滑杆35上，构成打印单元3；
周向电机372和径向电机374均安装于电机组支架371上，轴向电机372和径向电机374的输出端分别与周向齿轮373和径向传动带轮375连接，从动带轮377设于转轴上，传动皮带376张紧连接于径向传动带轮375和从动带轮377上，构成径周向电机组37；周向齿轮373与弧形齿条332啮合；挤出结构38与滑杆35形成滑动副，其顶部为齿形传动柱381，齿形传动柱381位于传动皮带376中部，并与传动皮带376一侧的皮带内侧啮合；
纵向驱动电机31用于驱动挤出结构38沿丝杠32的轴向运动，周向电机372和径向电机374分别用于驱动挤出结构38沿弧形齿条332作周向运动和沿滑杆35作径向运动；
转盘结构2设于挤出结构38正下方，其中心与弧形齿条332同心设置，转盘结构2用于带动限位于其上的工件相对于挤出结构38作水平面内的转动；弧形齿条332、纵向驱动电机31和转盘结构2连接于机架结构1上，并通过机架结构1连接固定。
优选的，各打印单元3同心圆周布置，各弧形齿条332构成完整圆周；各打印单元3的纵向驱动电机31和弧形齿条332与机架结构1连接固定。
优选的，各导料台51沿圆周布置，构成完整柱体，并于顶部形成对称结构的十字槽52；各导料通道53纵向贯穿各导料台51设置，每个导料通道53用于实现单个丝状耗材43的导料，各导料轮55分别连接各至导料电机54的输出端，将对应的丝状耗材43压紧于对应的导料通道53内；导料通道53、导料电机54和导料轮55的数量与同时进料的丝状耗材43数量相同。
优选的，齿形传动柱381设于滑板382顶部，双进单出挤出机主体383固连于滑板382上，其顶部设两个挤出机进料口384，底部设细长管状结构的挤出机出料导管385，构成挤出结构38；滑板382套接于滑杆35上并与滑杆35形成滑动副。多个打印单元3共同配合打印时，挤出机出料导管385的设置可避免多个双进单出挤出机之间的运动干涉，确保实现打印件中部区域的打印。
优选的，两个进料滚轮42分别转动连接于进料支架41两侧，两种不同颜色或种类的丝状耗材43分别成卷绕于两个进料滚轮42上，并分别用于向同一个挤出结构38的两个挤出机进料口384进料，进料支架41上设有把手44。
优选的，周向导轨36位于弧形齿条332内侧，与弧形齿条332同心设置并固连至弧形齿条332内侧，径周向电机组37的导向滑块安装于轴向导轨36上并与周向导轨36形成滑动副，周向导轨36用于通过径周向电机组37和滑杆35实现挤出结构38运动的限位和导向。
优选的，各导轨39平行于丝杠32设置并固连至机架结构1上，升降平台结构33与导轨39配合并形成滑动副；导轨39用于实现升降平台结构33运动的导向。
优选的，两个转盘21水平平行设置并通过连接件连接固定，转盘电机22固连于机架结构1上，其输出端连接至位于下方的转盘21底部，用于驱动转盘21转动；加热丝设于两个转盘21之间并与电源连通；各支撑部23均布设于位于下方的转盘21底部，支撑部为滚动支撑部或滑动支撑部，用于支撑转盘21以保证打印精度。
优选的，外壳设于机架结构1外侧，用于防尘和保温，紫外灯设于位于外壳内，连接于外壳的顶盖上，用于杀菌消毒。
优选的，滑杆35底部设置用于防扭的防扭键351。
每个打印单元3负责对应的扇形区域的打印工作，所有打印单元3的工作区域之和为完整圆周。每个挤出结构38均包含一个双进单出挤出机，双进单出挤出机可实现两种不同颜色或种类的丝状耗材的切换和打印。
打印时，首先向计算机输入打印件的三维模型并规划堆积方式，然后各打印单元3按计算机的规划进行工作。
当打印件需要打印的色彩、类型与打印位置对应时，打印单元3直接执行打印工作。满足工作条件的多个打印单元3可同时执行工作。当打印件需要打印的色彩、类型与打印位置不对应时，转盘电机22驱动转盘21转动，将打印件转动至合适位置，再执行打印工作。
执行打印工作时，双进单出挤出机采用极坐标的方式定位：
1)径向定位
径向电机374驱动径向传动带轮375转动，进而通过传动皮带376带动转轴转动；与传动皮带376内侧齿形啮合的齿形传动柱381在传动皮带376的驱动下带动滑板382及其上连接的双进单出挤出机沿滑杆35滑动，实现双进单出挤出机的径向定位。
2)周向定位
周向电机372通过驱动与弧形齿条332啮合的周向齿轮373转动，驱动径周向电机组37及滑杆35绕转轴的轴线转动，进而带动安装于滑杆35上的挤出结构38的双进单出挤出机周向运动，实现双进单出挤出机的周向定位。
3)纵向定位
当单层打印完成时，纵向驱动电机31驱动丝杠32转动，进而驱动升降平台结构33向上移动单位层高度，进而带动挤出结构38的双进单出挤出机向上移动，实现双进单出挤出机的纵向定位，并逐层进行打印工作，直至打印件整体打印完成；当各打印单元3协同打印整体打印件时，各打印单元3的纵向定位应同步进行，当各打印单元3分别打印不同部件时，各打印单元3的纵向定位按各自打印进程进行。
打印过程中，丝状耗材43的进料由进料机构4和导料结构5配合实现。丝状耗材43穿过对应的导料通道53供料至对应的挤出机进料口384。进料时，导料电机54驱动导料轮55转动，压紧于导料通道54和导料轮55之间的丝状耗材43向挤出机进料口384进料，同时进料滚轮43转动，向导料通道54供料，实现进料动作。
打印单元3在对应的打印区域中进行两种色彩或种类的丝状耗材43的切换时，原本进行进料动作的进料滚轮43反向转动，使其上的丝状耗材43前端形成负压区域，阻止原本的丝状耗材43进料；同时，另一进料滚轮43正向转动，实现另一丝状耗材43的进料。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。