一种湿固化硅胶3D打印机及其打印方法与流程

文档序号:21260446发布日期:2020-06-26 22:24阅读:484来源:国知局
一种湿固化硅胶3D打印机及其打印方法与流程

本发明涉及打印机技术领域的一种3d打印机,尤其涉及一种湿固化硅胶3d打印机,还涉及该打印机的打印方法。



背景技术:

三维立体打印机,也称3d打印机,是快速成型的一种工艺设备,其采用层层堆积的方式分层制作出三维模型。3d打印机的运行过程类似于传统打印机,只不过传统打印机是把墨水打印到纸质上形成二维的平面图纸,而三维打印机是把液态光敏树脂材料、熔融的塑料丝、石膏粉等材料通过喷射粘结剂或挤出等方式实现层层堆积叠加形成三维实体。

目前,我国的3d打印技术处于发展阶段,目前使用的材料主要有钛合金、陶瓷、工程塑料、光敏树脂等材料,应用领域主要为军工、医疗、教育行业。柔性材料的3d打印作为3d打印的一个发展方向,目前的发展还处于起步阶段。但是,目前的3d打印机很少使用硅胶进行打印,这就导致硅胶制成的3d打印产品较少,而现有的3d打印机在使用硅胶打印时存在打印速度慢,成品合格率低,固化时间长的问题。



技术实现要素:

为解决现有的3d打印机在使用硅胶打印时存在打印速度慢,固化时间长的技术问题,本发明提供一种湿固化硅胶3d打印机及其打印方法。

本发明采用以下技术方案实现:一种湿固化硅胶3d打印机,其包括:

外罩;

三维定位系统,其设置在外罩中;

挤出装置,其通过所述三维定位系统在外罩中进行三维移动,并用于将待固化的打印材料挤出以产生至少一个三维打印产品;

其中,所述打印材料为湿固化材料;所述三维定位系统包括移动组件一、移动组件二以及移动组件三;移动组件一包括电机一、至少一根导轨一、线性滑轨一、传动装置一以及安装部件一;线性滑轨一与导轨一平行设置,并位于外罩内部的相对两侧;电机一通过所述传动装置一驱使所述安装部件一沿着线性滑轨一的轨道方向移动;移动组件二包括电机二、导轨二、传动装置二以及安装部件二;导轨二与导轨一垂直,并固定在所述安装部件一上;电机二通过所述传动装置二驱使所述安装部件二沿着导轨二的轨道方向移动;移动组件三包括电机三、导轨三、传动装置三以及安装部件三;导轨三垂直于导轨二与导轨一所构成的平面,并固定在所述安装部件三上;电机三通过所述传动装置三驱使所述安装部件三沿着导轨三的轨道方向移动;所述挤出装置固定在所述安装部件三上;

所述3d打印机还包括:

检测系统,其包括湿度探测装置和温度探测装置;所述湿度探测装置用于检测外罩中的实时湿度,所述温度探测装置用于检测外罩中的实时温度;

调节系统,其包括加湿器和温度调节装置;加湿器用于增加外罩中的湿度,所述温度调节用于调节外罩中的温度;以及

控制系统,其用于先根据所述三维打印产品的打印参数,获取打印路径以及打印速度,再根据打印路径变化规律确定所述挤出装置的挤出流量,然后将所述挤出流量的增加过程采用一个预设对数函数建立基本数学模型并确定速度曲线参数,最后根据所述速度曲线参数驱使电机一、电机二以及电机三转动,同时驱使所述挤出装置挤出所述打印材料;所述控制系统还用于根据所述打印材料的类型,在一个预设湿固化参数表中查询湿固化所需的湿度阈值以及温度阈值范围,并判断所述实时湿度是否大于所述湿度阈值,还同时判断所述实时温度是否位于所述温度阈值范围内;在所述实时湿度低于所述湿度阈值时,所述控制系统驱使加湿器增加湿度;在所述实时温度低于所述温度阈值范围的下限值时,所述控制系统驱使所述温度调节装置提高温度;在所述实时温度高于所述温度阈值范围的上限值时,所述控制系统驱使所述温度调节装置降低温度。

本发明通过三维定位系统的移动组件一和移动组件二实现二维空间中挤出装置的移动,进一步通过移动组件三实现三维移动,使得挤出装置可以在外罩内的三维空间中移动,从而能够进行3d打印。本发明的控制系统先根据打印参数获取打印路径和速度,再确定挤出流量,随后建模并确定速度曲线参数,最后根据这一参数对各个电机进行控制,实现3d打印机的精确打印,同时还根据检测系统的检测信息,并与打印材料所需要的湿度阈值和温度范围进行比较,并通过调节系统调节湿度和温度,使打印机在打印过程中始终保持较高的湿度与合适的温度,这样打印材料就能够快速地成型为三维打印产品,一方面能够加速打印,减少湿固化材料的固化时间,另一方面由于成型快,可保证成品的合格率,解决了现有的3d打印机在使用硅胶打印时存在打印速度慢,固化时间长的技术问题,得到了打印速度快,固化时间短,成品合格率高的技术效果。

作为上述方案的进一步改进,所述挤出装置包括均固定在所述安装部件三上的容器、螺杆泵以及挤出头;容器用于容纳所述打印材料;螺杆泵的输入端与容器的出口端连通,并用于将所述打印材料加压输送至挤出头;挤出头用于将加压的打印材料喷出,使所述打印材料在所述三维定位系统的带动下形成所述三维打印产品。

进一步地,螺杆泵包括中空本体、转子部件、定子部件、传动部件、密封部件、轴承部件、电机部件、吸入腔结构、挤出腔结构、两个联轴器以及中间杆;吸入腔结构位于中空本体的一侧,且与容器连通,并能够将容器中的打印材料输送至中空本体中;电机部件安装在中空本体的一端上;轴承部件安装在中空本体中,并套在电机部件的输出轴上;密封部件位于中空本体中,并用于将中空本体的内部与轴承部件隔开;其中一个联轴器的一端与电机部件的输出轴连接,另一端与中间杆的一端连接;中间杆的另一端与其中另一个联轴器的一端连接,其中另一个联轴器的另一端与转子部件轴连接;定子部件位于中空本体中,并提供一个特定型腔;转子部件安装在转子部件中,并能够通过改变型腔容积而将所述打印材料挤压至挤出腔结构的腔体中;挤出头与挤出腔结构的腔体连通,并将所述打印材料挤出。

作为上述方案的进一步改进,移动组件一还包括支撑组件;支撑组件包括两根支撑柱一和两根支撑柱二,所述传动装置一包括丝杠螺母副一,所述安装部件一包括导轨滑块一和滑轨滑块一;线性滑轨一的两端分别固定在两根支撑柱二的顶端上;滑轨滑块一安装在线性滑轨一上,并能够在线性滑轨一上滑动;导轨一的两端分别固定在两根支撑柱一的顶端上;导轨滑块一安装在导轨一上,并能够在导轨一上滑动;电机一通过丝杠螺母副一驱使导轨滑块一沿着导轨一的轨道方向移动;

所述传动装置二包括丝杠螺母副二,所述安装部件二包括导轨滑块二和连接板一;电机二通过丝杠螺母副二驱使导轨滑块二沿着导轨二的轨道方向上移动;导轨二的两端分别固定在导轨滑块一和滑轨滑块一上,连接板一固定在导轨滑块二上;

所述传动装置三包括丝杠螺母副三,所述安装部件三包括导轨滑块三和连接板二;电机三通过丝杠螺母副三驱使导轨滑块三沿着导轨三的轨道方向移动;连接板二固定在导轨滑块三上,所述挤出装置固定在连接板二上。

进一步地,所述三维定位系统还包括限位组件;所述限位组件包括限位开关一、限位挡片一、限位开关二、限位挡片二、限位开关三以及限位挡片三;所述限位开关一安装在导轨一的端部外侧,并在导轨滑块一滑行至导轨一的端部时触发位于导轨滑块一上所述限位挡片一,使导轨滑块一停止移动;所述限位开关二安装在导轨二的端部外侧,并在导轨滑块二滑行至导轨二的端部时触发位于导轨滑块二上所述限位挡片二,使导轨滑块二停止移动;所述限位开关三安装在导轨三的端部外侧,并在导轨滑块三滑行至导轨三的端部时触发位于导轨滑块三上所述限位挡片三,使导轨滑块三停止移动。

作为上述方案的进一步改进,所述3d打印机还包括:

底座,其固定在外罩中;

打印平台,其安装在底座上,并用于支撑所述三维打印产品。

作为上述方案的进一步改进,所述湿度探测装置包括温度传感器,所述温度探测装置包括温度传感器;所述温度传感器安装在外罩中,并用于检测所述实时湿度;所述温度传感器安装在外罩中,并用于检测所述实时温度。

作为上述方案的进一步改进,外罩为由有机玻璃板制成的外罩,所述温度调节装置包括加热网和冷水管;所述加热网安装在外罩中,所述控制系统通过驱使所述加热网进行加热以增加温度;所述冷水管的弯曲部分位于外罩中,所述控制系统通过至少一个水泵输送冷凝液至所述冷水管中以降低温度。

作为上述方案的进一步改进,所述湿固化材料为硅酮橡胶,所述3d打印机的打印时间不大于14min。

本发明还提供一种打印方法,其应用于上述任意所述的湿固化硅胶3d打印机中,其包括以下步骤:

先根据所述三维打印产品的打印参数,获取打印路径以及打印速度,再根据打印路径变化规律确定所述挤出装置的挤出流量,然后将所述挤出流量的增加过程采用一个预设对数函数建立基本数学模型并确定速度曲线参数,最后根据所述速度曲线参数驱使电机一、电机二以及电机三转动,同时驱使所述挤出装置挤出所述打印材料;

检测外罩中的实时湿度和实时温度;

根据所述打印材料的类型,在一个预设湿固化参数表中查询湿固化所需的湿度阈值以及温度阈值范围,并判断所述实时湿度是否大于所述湿度阈值,还同时判断所述实时温度是否位于所述温度阈值范围内;

在所述实时湿度低于所述湿度阈值时,驱使加湿器增加湿度;

在所述实时温度低于所述温度阈值范围的下限值时,驱使所述温度调节装置提高温度;

在所述实时温度高于所述温度阈值范围的上限值时,所述控制系统驱使所述温度调节装置降低温度。

相较于现有的3d打印机,本发明的湿固化硅胶3d打印机及其打印方法具有以下有益效果:

1、该湿固化硅胶3d打印机,其三维定位系统的移动组件一能够实现x轴方向的移动,移动组件二能够实现y轴方向的移动,移动组件三能够是实现z轴方向的移动,从而使得挤出装置挤出的打印材料能够位于外罩中的任何位置,而该材料为湿固化材料,可以在外罩中迅速成型,进而实现柔性材料的3d打印功能。而且,该3d打印机的控制系统先根据打印参数获取打印路径和速度,再确定挤出流量,随后建模并确定速度曲线参数,最后根据这一参数对各个电机进行控制,实现3d打印机的精确打印,同时还根据检测系统的检测信息,并与打印材料所需要的湿度阈值和温度范围进行比较,并通过调节系统调节湿度和温度,使打印机在打印过程中始终保持较高的湿度与合适的温度,这样打印材料就能够快速地成型为三维打印产品,一方面能够加速打印,提高打印机的打印效率,并同时减少湿固化材料的固化时间,另一方面由于成型快,使打印产品发生形变的时间缩短,从而提高打印产品的合格率。

2、该湿固化硅胶3d打印机,其挤出装置可设置螺杆泵,螺杆泵的电机部件在转动时会带动联轴器和中间杆,并进一步带动转子部件转动,使得转子部件在定子部件中改变型腔容积,使从吸入腔结构进入的打印材料被挤压到挤出腔结构,并进一步抵达挤出头而挤出。这种螺杆泵采用内啮合型密闭式结构,能够使流量比较平稳,同时还具有较强的自吸能力和容积效率,从而提高打印机的打印稳定性和合格率,保证打印持续进行。

3、该湿固化硅胶3d打印机,其采用的打印材料为湿固化材料,其外罩可由有机玻璃板制成,并采用湿度控制的方式对外罩内的湿度进行调节控制,可以保持打印环境的湿润,防止打印过程中零件的变形。

4、该湿固化硅胶3d打印机,其控制系统基于对数函数的速度规划打印方法,可以防止3d打印过程中由于粘性液体挤出与机械平台运动的不同步而造成的挤出头启动与停止瞬间的延迟现象,从而实现使打印路径更均匀,提高打印质量。

该打印方法的有益效果与上述湿固化硅胶3d打印机的有益效果相同,在此不再作赘述。

附图说明

图1为本发明实施例1的湿固化硅胶3d打印机的整体结构示意图。

图2为图1中的湿固化硅胶3d打印机的外罩的结构示意图。

图3为图1中的湿固化硅胶3d打印机的三维定位系统的移动组件一的结构示意图。

图4为图1中的湿固化硅胶3d打印机的三维定位系统的移动组件二的结构示意图。

图5为图1中的湿固化硅胶3d打印机的三维定位系统的移动组件三的结构示意图。

图6为图1中的湿固化硅胶3d打印机的挤出装置的螺杆泵的剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例1

请参阅图1,本实施例提供了一种湿固化硅胶3d打印机,该打印机用于将打印材料在三维空间中打印成三维产品。在本实施例中,打印材料为柔性材料,具体采用硅胶材料,并利用湿固化的方式进行定型,可以迅速成型产品,实现硅胶产品的3d打印。其中,该3d打印机包括外罩1、三维定位系统、挤出装置、检测系统、调节系统以及控制系统,还可包括底座3和打印平台11。

在本实施例中,外罩1为由有机玻璃板制成的外罩。外罩1的形状可以根据实际需要进行选择,可以采用方盒形、圆筒形等形状。在其他实施例中,外罩1的材料也可以采用其他有机材料,其具体材料类型需要根据打印需求进行确定,例如采用塑料制成外罩1则比较轻便,可便于携带,而采用不锈钢的金属材料制成则可以保证打印机的牢固性。外罩1上可以开设罩门,这样可便于取出打印完成的产品。当然,在一些实施例中,外罩1还可以与其他设备的壳体一体成型,以便于制造更大的打印设备。

三维定位系统设置在外罩1中,其主要用于将挤出装置在外罩1中进行移动。其中,三维定位系统包括移动组件一5、移动组件二8以及移动组件三6,还可以包括限位组件。移动组件一5的功能主要是将挤出装置在外罩1中进行单向移动,这可以看作将挤出装置在x轴方向上移动的功能。移动组件二8的目的则是将挤出装置在另一个方向上移动,这个方向可以看作与x轴垂直的y轴方向。移动组件三6的功能则是将挤出装置在与x轴和y轴构成的平面所在的竖直方向上移动,即在z轴方向移动挤出装置。这样,在挤出装置挤出打印材料时,可以使打印材料在三维空间中的任意位置挤出,实现3d打印的功能。

移动组件一5包括电机一53、至少一根导轨一54、线性滑轨一52、传动装置一以及安装部件一。线性滑轨一52与导轨一54平行设置,并位于外罩1内部的相对两侧。电机一53通过传动装置一驱使安装部件一沿着线性滑轨一52的轨道方向移动。在本实施例中,移动组件一5还包括支撑组件4。支撑组件4包括两根支撑柱一41和两根支撑柱二42,传动装置一包括丝杠螺母副一55,安装部件一包括导轨滑块一56和滑轨滑块一51。线性滑轨一52的两端分别固定在两根支撑柱二42的顶端上。滑轨滑块一51安装在线性滑轨一52上,并能够在线性滑轨一52上滑动。导轨一54的两端分别固定在两根支撑柱一41的顶端上。导轨滑块一56安装在导轨一54上,并能够在导轨一54上滑动。电机一53通过丝杠螺母副一55驱使导轨滑块一56沿着导轨一54的轨道方向移动。

移动组件二8包括电机二84、导轨二86、传动装置二以及安装部件二。导轨二86与导轨一54垂直,并固定在安装部件一上。电机二84通过传动装置二驱使安装部件二沿着导轨二86的轨道方向移动。在本实施例中,传动装置二包括丝杠螺母副二85,安装部件二包括导轨滑块二82和连接板一83。电机二84通过丝杠螺母副二85驱使导轨滑块二82沿着导轨二86的轨道方向上移动。导轨二86的两端分别固定在导轨滑块一56和滑轨滑块一51上,连接板一83固定在导轨滑块二82上。

移动组件三6包括电机三65、导轨三64、传动装置三以及安装部件三。导轨三64垂直于导轨二86与导轨一54所构成的平面,并固定在安装部件三上。电机三65通过传动装置三驱使安装部件三沿着导轨三64的轨道方向移动。挤出装置固定在安装部件三上。在本实施例中,传动装置三包括丝杠螺母副三63,安装部件三包括导轨滑块三62和连接板二61。电机三65通过丝杠螺母副三63驱使导轨滑块三62沿着导轨三64的轨道方向移动。连接板二61固定在导轨滑块三62上,挤出装置固定在连接板二61上。

在本实施例中,限位组件包括限位开关一、限位挡片一、限位开关二、限位挡片二、限位开关三以及限位挡片三。限位开关一安装在导轨一54的端部外侧,并在导轨滑块一56滑行至导轨一54的端部时触发位于导轨滑块一56上限位挡片一,使导轨滑块一56停止移动。限位开关二安装在导轨二86的端部外侧,并在导轨滑块二82滑行至导轨二86的端部时触发位于导轨滑块二82上限位挡片二,使导轨滑块二82停止移动。限位开关三安装在导轨三64的端部外侧,并在导轨滑块三62滑行至导轨三64的端部时触发位于导轨滑块三62上限位挡片三,使导轨滑块三62停止移动。限位组件可以保证三个移动组件不会出现移动幅度过大的情况,从而保证打印的安全性和打印的稳定性,尤其是在打印出现错误时可以保证待打印完成产品不会被损坏,也能够避免各个移动组件出现损伤,提高设备的使用寿命。

挤出装置通过所述三维定位系统在外罩1中进行三维移动,并用于将待固化的打印材料挤出以产生至少一个三维打印产品。挤出装置包括均固定在安装部件三上的容器7、螺杆泵9以及挤出头10。容器7用于容纳打印材料。螺杆泵9的输入端与容器7的出口端连通,并用于将打印材料加压输送至挤出头10。挤出头10用于将加压的打印材料喷出,使打印材料在三维定位系统的带动下形成三维打印产品。

在本实施例中,螺杆泵9包括中空本体90、转子部件91、定子部件92、传动部件93、密封部件94、轴承部件95、电机部件96、吸入腔结构97、挤出腔结构98、两个联轴器99以及中间杆100。吸入腔结构97位于中空本体90的一侧,且与容器7连通,并能够将容器7中的打印材料输送至中空本体90中。电机部件96安装在中空本体90的一端上。轴承部件95安装在中空本体90中,并套在电机部件96的输出轴上。密封部件94位于中空本体90中,并用于将中空本体90的内部与轴承部件95隔开。其中一个联轴器99的一端与电机部件96的输出轴连接,另一端与中间杆100的一端连接。中间杆100的另一端与其中另一个联轴器99的一端连接,其中另一个联轴器99的另一端与转子部件91轴连接。定子部件92位于中空本体90中,并提供一个特定型腔。转子部件91安装在转子部件91中,并能够通过改变型腔容积而将打印材料挤压至挤出腔结构98的腔体中。挤出头10与挤出腔结构98的腔体连通,并将打印材料挤出。螺杆泵9采用内啮合型密闭式结构,能够使流量比较平稳,同时还具有较强的自吸能力和容积效率,从而提高打印机的打印稳定性和合格率,保证打印持续进行。

底座3固定在外罩1中,其主要为了使上述部件能够稳定地安装在外罩1中,使得打印的过程更加稳定。打印平台11安装在底座3上,并用于支撑三维打印产品。打印平台11在一些实施例中可以旋转带旋转功能的平台,这样就可以使打印产品自动旋转,还便于在平台上打印多个产品。在另一些实施例中,打印平台11则可以设置带出料功能的出料板,该出料板可以将打印完成的三维打印产品出料至外罩1外,实现自动打印出料功能,为大规模打印产品提供自动化功能。

检测系统包括湿度探测装置和温度探测装置。湿度探测装置用于检测外罩1中的实时湿度,温度探测装置用于检测外罩1中的实时温度。在本实施例中,检测系统还可以设置其他的检测探测装置,例如设置距离探测装置,该距离探测装置能够探测三维打印产品与外罩1各个内壁面的距离,防止三维打印产品过大而粘附在外罩1的内壁上。湿度探测装置可以采用现有的湿度探测设备,其探测时要保证湿度探测的精度,因为3d打印过程中湿度会直接影响到产品的打印质量和成型时间。温度探测装置也可以选择现有的温度探测设备,如温度探头,可在多个区域设置多个温度探头或湿度探头,保证湿度和温度探测的准确性。

调节系统包括加湿器2和温度调节装置。加湿器2用于增加外罩1中的湿度,温度调节用于调节外罩1中的温度。加湿器2可以选择现有的加湿器,也可以采用带有加湿功能的其他设备,并且将加湿的功能结构移植到外罩1中进行使用。温度调节装置在选择时,当外罩1的内部空间较小时可以选择将外罩1放置在恒温设备中进行使用,而当外罩1较大时,温度调节装置则可以选择空调系统。

控制系统用于先根据三维打印产品的打印参数,其中打印参数包括挤出头直径d、硅胶挤出速度q和机械平台移动速度v,获取打印路径以及打印速度,再根据打印路径变化规律确定挤出装置的挤出流量,然后将挤出流量的增加过程采用一个预设对数函数建立基本数学模型并确定速度曲线参数,最后根据速度曲线参数驱使电机一53、电机二84以及电机三65转动,同时驱使挤出装置挤出打印材料。控制系统基于对数函数的速度规划打印方法,可以防止3d打印过程中由于粘性液体挤出与机械平台运动的不同步而造成的挤出头启动与停止瞬间的延迟现象,从而实现使打印路径更均匀,提高打印质量。

控制系统还用于根据打印材料的类型,在一个预设湿固化参数表中查询湿固化所需的湿度阈值以及温度阈值范围,并判断实时湿度是否大于湿度阈值,还同时判断实时温度是否位于温度阈值范围内。在实时湿度低于湿度阈值时,控制系统驱使加湿器2增加湿度。在实时温度低于温度阈值范围的下限值时,控制系统驱使温度调节装置提高温度。在实时温度高于温度阈值范围的上限值时,控制系统驱使温度调节装置降低温度。这样,打印材料就能够快速地成型为三维打印产品,一方面能够加速打印,提高打印机的打印效率,并同时减少湿固化材料的固化时间,另一方面由于成型快,使打印产品发生形变的时间缩短,从而提高打印产品的合格率。

综上所述,相较于现有的3d打印机,本实施例的湿固化硅胶3d打印机具有以下优点:

1、该湿固化硅胶3d打印机,其三维定位系统的移动组件一能够实现x轴方向的移动,移动组件二能够实现y轴方向的移动,移动组件三能够是实现z轴方向的移动,从而使得挤出装置挤出的打印材料能够位于外罩中的任何位置,而该材料为湿固化材料,可以在外罩中迅速成型,进而实现柔性材料的3d打印功能。而且,该3d打印机的控制系统先根据打印参数获取打印路径和速度,再确定挤出流量,随后建模并确定速度曲线参数,最后根据这一参数对各个电机进行控制,实现3d打印机的精确打印,同时还根据检测系统的检测信息,并与打印材料所需要的湿度阈值和温度范围进行比较,并通过调节系统调节湿度和温度,使打印机在打印过程中始终保持较高的湿度与合适的温度,这样打印材料就能够快速地成型为三维打印产品,一方面能够加速打印,提高打印机的打印效率,并同时减少湿固化材料的固化时间,另一方面由于成型快,使打印产品发生形变的时间缩短,从而提高打印产品的合格率。

2、该湿固化硅胶3d打印机,其挤出装置可设置螺杆泵,螺杆泵的电机部件在转动时会带动联轴器和中间杆,并进一步带动转子部件转动,使得转子部件在定子部件中改变型腔容积,使从吸入腔结构进入的打印材料被挤压到挤出腔结构,并进一步抵达挤出头而挤出。这种螺杆泵采用内啮合型密闭式结构,能够使流量比较平稳,同时还具有较强的自吸能力和容积效率,从而提高打印机的打印稳定性和合格率,保证打印持续进行。

3、该湿固化硅胶3d打印机,其采用的打印材料为湿固化材料,其外罩可由有机玻璃板制成,并采用湿度控制的方式对外罩内的湿度进行调节控制,可以保持打印环境的湿润,防止打印过程中零件的变形。

实施例2

本实施例提供了一种湿固化硅胶3d打印机,该打印机在实施例1的基础上对打印材料进行确定。在本实施例中,湿固化材料为硅酮橡胶,3d打印机的打印时间不大于14min。硅酮橡胶是一种机硅胶材料,其是橡胶状的、含有6000~7000硅氧单元的长直链有机硅氧聚合物,在这种聚合物中还或多或少含有一些交联聚合体,硅酮橡胶在-90~250℃温度范围内都能保持弹性,并具有良好的电绝缘性。有机硅胶具有快速表干,硅橡胶暴露于潮湿的空气中3到6分钟结皮,10分钟表干,施胶工艺必须在14分钟内完成,硅橡胶暴露于潮湿的空气中24小时后完全固化。室温相对湿气高于30%时,将加速固化。

实施例3

本实施例提供了一种湿固化硅胶3d打印机,该打印机与实施例1的打印机相似,区别在于检测系统和调节系统有所不同。在本实施例中,湿度探测装置包括温度传感器,温度探测装置包括温度传感器。温度传感器安装在外罩1中,并用于检测实时湿度。温度传感器安装在外罩1中,并用于检测实时温度。为了便于检测湿度和温度,湿度探测装置和温度探测装置还可以直接集合在一起,并选用温湿度传感器对温度和湿度进行检测。

温度调节装置包括加热网和冷水管。加热网安装在外罩1中,控制系统通过驱使加热网进行加热以增加温度。加热网可以采用多块,并将外罩1的内部空间包裹住,这样在升温时可以更加均匀。冷水管的弯曲部分位于外罩1中,控制系统通过至少一个水泵输送冷凝液至冷水管中以降低温度。冷凝液可以选用冷却水,冷却水在通过冷水管时会吸收外罩1中的热量,从而降低外罩1中的温度。

实施例4

本实施例提供了一种湿固化硅胶3d打印机的打印方法,该打印机采用实施例1-3中所提供的任意一种3d打印机。其中,该打印方法包括以下这些步骤:

先根据三维打印产品的打印参数,获取打印路径以及打印速度,再根据打印路径变化规律确定挤出装置的挤出流量,然后将挤出流量的增加过程采用一个预设对数函数建立基本数学模型并确定速度曲线参数,最后根据速度曲线参数驱使电机一53、电机二84以及电机三65转动,同时驱使挤出装置挤出打印材料;

检测外罩1中的实时湿度和实时温度;

根据打印材料的类型,在一个预设湿固化参数表中查询湿固化所需的湿度阈值以及温度阈值范围,并判断实时湿度是否大于湿度阈值,还同时判断实时温度是否位于温度阈值范围内;

在实时湿度低于湿度阈值时,驱使加湿器2增加湿度;

在实时温度低于温度阈值范围的下限值时,驱使温度调节装置提高温度;

在实时温度高于温度阈值范围的上限值时,控制系统驱使温度调节装置降低温度。

另外,在打印硅胶时,打印方法还可以包括以下步骤:

a、在切片软件中将待打印的硅胶产品的三维模型进行合理切片,设置合理参数,并得到打印的程序。

b、操作机床时,先将容器7与吸入腔结构97连接,在容器7内加入足量的有机硅胶。

c、软件控制系统将驱动电机一53、电机二84、电机三65带动各运动轴回到初始位置;然后协调电机一53、电机二84、电机三65、电机部件96使挤出腔结构98按照程序轨迹进行硅胶产品的增材制造。驱动电机带动移动组件运动指的是,旋转电机的旋转运动,传递到丝杠螺母副上,使丝杠转动,丝杠的转动带动了螺母在丝杠的轴向运动;的各轴电机均为可由数控加工程序控制其正转和反转的旋转伺服电机或旋转步进电机。硅胶产品的制作过程中,由硅胶的湿固化特性,加湿器2可同时打开,可加快已完成打印部分的固化,可有效防止打印过程中已完成打印的硅胶产品的变形。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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