3d打印系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种3D打印系统。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，3D (三维)打印系统一般包括机器人和安装在所述机器人的末端执行器上的打印头。机器人根据程序设定的路径移动打印头，同时，物料从打印头喷出到定位台，以便在定位台上形成所需形状的产品。
[0003]3D打印方法不同于传统的机械加工方法，3D打印方法是通过添加物料来形成所需的产品，而机械加工方法是通过去除物料来形成所需形状的产品。
[0004]在现有技术中，用于操纵打印头的机器人只能沿相互垂直的X、Y、Z方向平移，并且用于承载物料的定位台是固定不动的。因此，在现有技术中，将待打印的产品沿Z方向分成多个二维水平层，然后机器人操纵打印头在由X和Y方向限定的水平面内移动，逐个地打印前述多个二维水平层，这样，通过沿Z方向逐个地叠加多个二维水平层，就可以获得整个女口广叩ο
[0005]这种现有的3D打印系统，由于仅能够沿相互垂直的Χ、Υ、Ζ方向平移，因此，不能调整打印头相对于定位台的角度，只能调整打印头相对于定位台的空间位置，因此，这种现有的3D打印系统的打印头只能沿二维平面或二维曲线移动，而不能沿三维曲面或三维曲线移动，这使得其使用受到限制。
【发明内容】
[0006]本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
[0007]本发明的一个目的在于提供一种3D打印系统，其打印头能够沿3D曲线或3D曲面移动。
[0008]根据本发明的一个方面，提供一种3D打印系统，包括:打印头，用于打印产品；和定位台，用于承载和定位被打印的产品。所述3D打印系统被构造成使得所述定位台能够相对于所述打印头沿相互垂直的第一方向、第二方向和第三方向移动以及能够相对于所述打印头绕所述第一、第二和第三方向中的至少两个方向转动。
[0009]根据本发明的一个实例性的实施例，所述3D打印系统包括用于操作所述定位台的第一移动机构，所述第一移动机构能够绕至少一个方向旋转所述定位台。
[0010]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述打印头固定不动；并且所述第一移动机构能够沿相互垂直的第一方向、第二方向和第三方向移动所述定位台和能够绕第一方向、第二方向和第三方向中的至少两个方向旋转所述定位台。
[0011]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第一移动机构是具有至少五个自由度的第一机器人。
[0012]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述打印头固定不动；并且所述第一移动机构能够沿相互垂直的第一方向、第二方向和第三方向移动所述定位台和能够绕第一方向、第二方向和第三方向旋转所述定位台。
[0013]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第一机器人为平面关节机器人、6-轴机器人、直角座标机器人、串联机器人、并联机器人或混合机器人。
[0014]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述3D打印系统还包括用于操作所述打印头的第二移动机构，所述第二移动机构能够沿至少一个方向移动所述打印头和/或能够绕至少一个方向旋转所述打印头。
[0015]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第二移动机构为具有至少三个自由度的第二机器人。
[0016]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第二机器人能够沿相互垂直的第一方向、第二方向和第三方向移动所述打印头。
[0017]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第二机器人为平面关节机器人、6-轴机器人、直角座标机器人、串联机器人、并联机器人或混合机器人。
[0018]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第一移动机构为一个球面移动机构。
[0019]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述定位台安装所述球面移动机构上；并且所述定位台能够绕第一方向旋转和能够绕与所述第一方向垂直的第二方向旋转。
[0020]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述球面移动机构包括:第一旋转驱动器，其输出轴绕第一方向旋转；第二旋转驱动器，其输出轴绕与所述第一方向垂直的第二方向旋转；第一 1/4圆弧板，其一端与所述第一旋转驱动器的输出轴连接；第二 1/4圆弧板，其一端与所述定位台枢转地连接，其另一端与所述第一 1/4圆弧板的另一端枢转地连接；和第三1/4圆弧板，其一端与所述第二旋转驱动器的输出轴连接，其另一端与所述定位台枢转地连接，其中，所述第一 1/4圆弧板与所述第二 1/4圆弧板的连接处的枢转轴线、所述第二1/4圆弧板与所述定位台的连接处的枢转轴线、所述第三1/4圆弧板与所述定位台的连接处的枢转轴线、所述第一旋转驱动器的输出轴的旋转轴线、以及所述第二旋转驱动器的输出轴的旋转轴线相互交汇于同一点。
[0021]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述同一点位于所述定位台的几何中心。
[0022]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第一旋转驱动器和所述第二旋转驱动器分别固定在第一竖直安装板和第二竖直安装板上；并且所述第一竖直安装板和所述第二竖直安装板固定在基座上。
[0023]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第一移动机构为具有至少两个自由度的第一机器人。
[0024]根据本发明的另一个实例性的实施例，从所述打印头喷出的用于形成所述产品的物料由安装在所述第二机器人的末端执行器上的物料供应器提供。
[0025]根据本发明的另一个实例性的实施例，从所述打印头喷出的用于形成所述产品的物料由远离所述第二机器人的远程物料供应器提供。
[0026]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述产品的全部通过所述3D打印系统打印形成。
[0027]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述产品的一部分以非3D打印的方式预先形成为一个坯料，并且所述产品的其它部分通过所述3D打印系统以3D打印的方式形成在所述坯料上。
[0028]根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第一移动机构和所述第二移动机构安装在基座上。
[0029]在根据本发明的各个实施例的3D打印系统中，定位台能够相对于打印头沿相互垂直的第一方向、第二方向和第三方向移动以及能够相对于打印头绕第一、第二和第三方向中的至少两个方向转动。因此，本发明的3D打印系统不仅可以调整打印头相对于定位台的空间位置，而且可以调整打印头相对于定位台的角度，因此，打印头能够相对于定位台沿三维曲面或三维曲线移动，从而能够完成复杂的三维曲面或三维曲线的打印。
[0030]通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
【附图说明】
[0031]图1显示根据本发明的一个实例性的实施例的3D打印系统的立体示意图。
【具体实施方式】
[0032]下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
[0033]另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
[0034]根据本发明的一个总体技术构思，提供一种3D打印系统，包括:打印头，用于打印产品；和定位台，用于承载和定位被打印的产品。所述3D打印系统被构造成使得所述定位台能够相对于所述打印头沿相互垂直的第一方向、第二方向和第三方向移动以及能够相对于所述打印头绕所述第一、第二和第三方向中的至少两个方向转动。
[0035]第一实施例
[0036]图1显示根据本发明的一个实例性的实施例的3D打印系统的立体示意图。
[0037]如图1所示，在本发明的一个实例性的实施例中，3D打印系统主要包括机器人100、打印头200、定位台300和第一移动机构。
[0038]在图示的实施例中，如图1所示，机器人(或称为第二移动机构或第二机器人)100和第一移动机构(或称为第一机器人，稍后将详细说明)固定在基座10上。打印头200安装在机器人100的末端执行器上。定位台300安装在第一移动机构上。
[0039]在本发明的一个实例性的实施例中，机器人100具有至少三个自由度，其能够沿相互垂直的第一方向X、第二方向Y和第三方向Z移动打印头200，以便通过打印头200在定位台300上打印出所需的产品。
[0040]在图示的实施例中，如图1所示，第一方向X和第二方向Y限定水平平面，第三方向z为垂直于水平平面的竖直方向。
[0041]在本发明的一个实例性的实施例中，第一移动机构可以具有至少一个自由度，其能够绕至少一个方向旋转定位台300，从而能够调整打印头200相对于定位台300的角度。这样，可以通过第一移动机构和机器人100的相互协作，使得打印头200能够相对于定位台300和/或定位台上物料的表面沿3D曲线或3D曲面移动。
[0042]在本发明的一个实例性的实施例中，机器人100可以为具有至少三个自由度的多自由度机器人。例如，机器人100可以为平面关节机器人、6-轴机器人、直角座标机器人、串联机器人、并联机器人或混合机器人。
[0043]在本发明的一个实例性的实施例中，如图1所示，第一移动机构为球面移动机构，定位台300安装在该球面移动机构上。
[0044]在图示的实施例中，如图1所示，定位台300能够绕第一方向X旋转和能够绕与第一方向X垂直的第二方向Y旋转。
[0045]请继续参见图1，在本发明的一个实例性的实施例中，球面移动机构主要包括:第一旋转驱动器510,其输出轴绕第一方向X旋转；第二旋转驱动器520,其输出轴绕与第一方向X垂直的第二方向Y旋转；第一 1/4圆弧板501，其一端与第一旋转驱动器510的输出轴连接；第二 1/4圆弧板502，其一端与定位台300枢