一种具有多喷嘴的3d打印机及其打印方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种具有多喷嘴的3D打印机及其打印方 法。
【背景技术】
[0002] 随着打印机技术的发展，能够打印三维立体物品的3D打印机逐渐兴起。传统喷墨 打印机是将墨水喷到纸等载体上以显示一幅二维平面图像。而3D打印机不是依靠墨水来 显示，而是依靠塑料、金属等实实在在的原材料。一般3D打印机将原材料加热软化后通过 喷头喷射到特定区域。然后，3D打印机在接收计算机完成的一系列数字切片后，将连续的薄 型层面堆叠起来，直到一个三维固体物体成型。可见，3D打印机可以实现直接打印成型产 品，从而提供了 一种新的制造方式。
[0003] 目前，FDM(FusedDepositionModeling)工艺是一种3D打印机的分层制造技术， 在模型的每一层依靠加热喷嘴融化喷嘴内部材料，喷挤出热熔丝，通过逐层的材料堆积最 终实现模型的制造。传统三维打印机只具备一个喷嘴，一次只能打印一种材料，随着技术的 发展，出现了具有多个喷嘴的打印机，可以在打印过程中使用多种材料进行打印。
[0004] 但是，目前多喷嘴三维打印机仍存在一个问题，即由于FDM打印机采用的是热熔 材料，材料在加热后具有流动性，因此在打印过程中存在材料的流滞现象，即当其中的一个 喷嘴在打印时，其他等待的喷嘴会有热熔材料流出的现象。这一问题在多喷嘴三维打印机 上尤其严重。首先带来喷嘴清洁问题，当一个喷嘴工作的时候，其它不工作的喷嘴流出的材 料会粘在当前模型上，对当前喷嘴的打印造成干扰，另外产生喷嘴内材料缺失问题，由于材 料的流滞导致喷嘴内没有充足的材料，当此喷嘴开始工作时，开始打印一段范围内材料挤 出不充分，导致打印模型出现缝隙。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明提供一种可以避免流滞现象与喷嘴中材料挤出不充分的具有多 喷嘴的3D打印机及其打印方法，以满足上述需求。
[0006] -种具有多喷嘴的3D打印机，其具有N个喷嘴，其中N多2,所述具有多喷嘴的3D 打印机所打印的产品包括一个成品，和N个设置在该成品旁边的刮板，其特征在于：所述具 有多喷嘴的3D打印机包括：
[0007] -个成品参数预设模块，用于预设所述要打印的成品的打印参数，所述打印参数 包括最大坐标ObjectMax与最小坐标ObjectMin，以及该成品的整体打印层数LayerCnt;
[0008] 一个刮板参数预设模块，用于分别预设所述N个刮板的打印参数，包括打印一个 截面为矩形的轨迹参数，每一个刮板最外围的一圈的长ScrapL和宽ScrapW，内外层之间的 偏置系数a(0〈a〈l)，两个相邻的刮板之间的偏移距离ScrapD，第N个刮板相对于所述打印 成品的偏移距离ObjectScrapD，以及每一个刮板的每一层的圈数n;
[0009] 一个刮板打印层数设置模块，用于设置刮板的打印层数，该刮板的打印层数由下 述公式得到：
[0010] LoopCnt=max{LayerCnt, 10}.
[0011] 其中，LoopCnt为刮板的打印层数；
[0012] LayerCnt为所打印的成品的整体打印层数；
[0013] 一个刮板坐标计算模块，用于计算第N个刮板的打印坐标，所述第N个刮板的打印 起点坐标以及第n-1圈的打印坐标由下述公式计算：
[0014]
[0015]
[0016] 其中：ScrapStartN.x为第N个刮板的最外层的打印起点的X坐标值；
[0017] ScrapStartN.y为第N个刮板的最外层的打印起点的Y坐标值；
[0018] ObjectMinxS所打印的成品的最小坐标的X坐标值；
[0019] ObjectMaxy为所打印的成品的最大坐标的Y坐标值；
[0020] ScrapStartN.x. (n_D为第N个刮板的第n-1圈的X坐标值；
[0021] ScrapStartN.y. 为第N个刮板的第n-1圈的Y坐标值；
[0022] ObjectMinx为所打印成品的最小坐标的X坐标值；
[0023] ScrapL为第N个刮板的最大长度；
[0024] ScrapD为任意两个相邻的刮板之间的最小距离值；
[0025]〇bjectMaxy为所打印成品的最大坐标的Y坐标值；
[0026] ObjectScrapD为第N个刮板与所打印的成品之间的最小距离；
[0027] 一个喷嘴参数赋值模块，用于将所述成品的打印参数以及第N个刮板的打印参数 赋值给第N个喷嘴以使所述第N个喷嘴打印相应部分的成品与第N个刮板。
[0028] 进一步地，所述具有多喷嘴的3D打印机还包括一个喷嘴参数预设模块，该喷嘴参 数预设模块用于分别预设所述N个喷嘴的打印参数，打印参数包括两个相邻喷嘴之间的距 离ED。
[0029] 进一步地，所述两个相邻喷嘴之间的距离ED与所述两个相邻的刮板之间的偏移 距离ScrapD相等。
[0030] 进一步地，所述刮板的横截面为长方形。
[0031] 进一步地，所述刮板的横截面为正方形。
[0032] 一种具有多喷嘴的3D打印机的打印方法，所述3D打印机具有N个喷嘴，其中 N多2,所述3D打印机所打印的产品包括一个成品，和N个设置在该成品旁边的刮板，所述 具有多喷嘴的3D打印机的打印方法包括下列步骤：
[0033] 提供一个成品参数预设模块，用于预设所述要打印的成品的打印参数，所述打 印参数包括最大坐标ObjectMax与最小坐标ObjectMin，以及该成品的整体打印层数 LayerCnt；
[0034] 提供一个刮板参数预设模块，用于分别预设所述N个刮板的打印参数，包括打印 一个截面为矩形的轨迹参数，每一个刮板最外围的一圈的长ScrapL和宽ScrapW，内外层 之间的偏置系数a(0〈a〈l)，两个相邻的刮板之间的偏移距离SCrapD，第N个刮板相对于所 述打印成品的偏移距离ObjectScrapD，以及每一个刮板的每一层的圈数n;
[0035] 提供一个刮板打印层数设置模块，用于设置刮板的打印层数，该刮板的打印层数 由下述公式得到：
[0036]LoopCnt=max{LayerCnt,10}.
[0037] 其中，LoopCnt为刮板的打印层数；
[0038]LayerCnt为所打印的成品的整体打印层数；
[0039] 提供一个刮板坐标计算模块，用于计算第N个刮板的打印坐标，所述第N个刮板的 打印起点坐标以及第n-1圈的打印坐标由下述公式计算：
[0040]
[0041]
[0042] 其中：ScrapStartN.x为第N个刮板的最外层的打印起点的X坐标值；
[0043]ScrapStartN.y为第N个刮板的最外层的打印起点的Y坐标值；
[0044] ObjectMinxS所打印的成品的最小坐标的X坐标值；
[0045] ObjectMaxy为所打印的成品的最大坐标的Y坐标值；
[0046] ScrapStartN. x. (n_D为第N个刮板的第n-1圈的X坐标值；
[0047]ScrapStartN.y.(n_D为第N个刮板的第n-1圈的Y坐标值；
[0048]ObjectMinx为所打印成品的最小坐标的X坐标值；
[0049] ScrapL为第N个刮板的最大长度；
[0050] ScrapD为任意两个相邻的刮板之间的最小距离值；
[0051] ObjectMaxy为所打印成品的最大坐标的Y坐标值；
[0052]ObjectScrapD为第N个刮板与所打印的成品之间的最小距离；
[0053] 提供一个喷嘴参数赋值模块，用于将所述成品的打印参数以及第N个刮板的打印 参数赋值给第N个喷嘴以使所述第N个喷嘴打印相应部分的成品与第N个刮板。
[0054] 进一步地，在步骤提供一个喷嘴参数赋值模块之前，还包括步骤提供一个喷嘴参 数预设模块，该喷嘴参数预设模块用于分别预设所述N个喷嘴的打印参数，打印参数包括 两个相邻喷嘴之间的距离ED。
[0055] 进一步地，所述两个相邻喷嘴之间的距离ED与所述两个相邻的刮板之间的偏移 距离ScrapD相等。
[0056] 进一步地，所述刮板的横截面为长方形。
[0057] 进一步地，所述刮板的横截面为正方形。
[0058] 以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以 充分地了解本发明的目的、特征和效果。
【附图说明】
[0059] 图1是本发明提供的一种具有多喷嘴的3D打印机的原理框图。
[0060] 图2是本发明提供的一种具有多喷嘴的3D打印机的打印方法的流程图。
【具体实施方式】
[0061] 如图1所示，为本发明提供的一种具有多喷嘴的3D打印机100的原理框图。所述 具有多喷嘴的3D打印机100具有N个喷嘴，其中N彡2,以用于在同一道制造工序中打印由 多种材料制成的产品。在本实施例中，作为硬件的所述3D打印机及其具有的多个喷嘴未在 图中示出，其为本领域技术人员所习知的现有技术。同时所述3D打印机内部所具有的计算 机硬件如中央处理器，存储器，输入输出接口，指令执行硬件或软件，程序执行的硬件或软 件皆为任意一台3D打印机所具有的常规设备，皆为本领域技术人员所习知，无需在本实施 例中作特别说明。
[0062] 需要说明的是，所述具有多喷嘴的3D打印机100所打印的产品包括一个成品，和N 个设置在该成品旁边的刮板。所述成品可以为任意产品，其打印参数输入在该具有多喷嘴 的3D打印机100中。所述要打印的刮板即为避免所述多个喷嘴流出的材料粘在当前模型 或成品上以及由