中通过对基板26预热或者红外、激光等热源烧结的方式来实现。
[0088]如图13和图14所示，作为一种可实施方式，喷嘴阵列I的数量为多个，任意相邻的两个喷嘴阵列I之间在高度方向上错位排布，即在Z轴方向上错位排布，这样能够实现经过一次扫描后，多个喷嘴阵列I能够同时成型多个二维截面图形，能够进一步提高打印效率，提高三维模型的成型速度。每个喷嘴都由独立的驱动装置和温控装置控制，通过工控机能够独立控制每个喷嘴的开起或者关闭。当任意相邻的两个喷嘴阵列I之间在Z轴方向上错位排布时，三维模型打印系统还包括连杆20、滑块16、导轨21和Z轴支架19，导轨21安装在Z轴支架19上，滑块16安装在导轨21上，喷嘴阵列I组通过连杆20与Z轴支架19上的滑块16连接，滑块16能够沿着导轨21沿Z轴方向运动，进而带动喷嘴阵列I组沿着Z轴方向运动。
[0089]可将多个喷嘴阵列I通过沿Z轴方向错位的方式组成喷嘴阵列组32。工控机在扫描过程中，不同喷嘴阵列可同时打印。以两个喷嘴阵列1，其中一个喷嘴阵列I在Z轴方向上的高度上低于另一喷嘴阵列1，每个喷嘴阵列I包括三行喷嘴列，每行2个喷嘴，打印图3所示的二维截面图形为例。喷嘴阵列组32沿着Y轴方向移动，在t4时刻，如图6所示，其中一个喷嘴阵列I打开第一行第一个喷嘴111和第一行第二个喷嘴112，此时，对于另一喷嘴阵列I而言，需要打开第一行第一个喷嘴111和第一行第二个喷嘴112，在其中一个喷嘴阵列I打印的二维截面图形上继续成型，最终生成三维模型，从而提高三维模型的成型速度。工控机先根据三维模型分成生成数控代码和喷嘴开关代码，进而工控机控制运动平台18的运动以及各喷嘴的开起或者关闭，便可逐层打印成型材料7制备三维零件17。
[0090]如图2和图11所示，进一步地，任意相邻的两个喷嘴阵列I之间在Z轴方向上的错位的高度h与成型材料7的沉积的厚度相适应。喷嘴阵列I在Z轴方向上错位排布能够实现成型多个二维截面图形。而三维模型包括多个二维截面图形，喷嘴阵列I每喷射一次成型材料7形成一个沉积层25。喷嘴阵列I在Z轴方向上错位排布时，相邻的两个喷嘴阵列I依次形成两个二维截面图形，后一个的二维截面图形能够落在前一个二维截面图形上，为了保证两个喷嘴阵列I依次形成两个二维截面图形的顺序不变，任意相邻的两个喷嘴阵列I之间的错位高度h应与成型材料7的沉积的厚度相适应，也就是错位高度h应由成型材料7的种类和喷射工艺来决定。
[0091]作为一种可实施方式，三维模型打印系统还包括用于检测异常状况的报警装置，报警装置与工控机电连接。在本实用新型中，报警装置通过电容耦合器件(CCD)相机29检测三维模型打印系统的运行过程。报警装置与工控机电连接，当三维模型打印系统出现异常情况时，工控机控制喷嘴阵列I停止打印三维模型并发出警告声。
[0092]本实用新型还涉及一种三维模型的成型方法，包括如下步骤:
[0093]SlOO:将三维模型切片分成多层二维截面图形，获取每层二维截面图形的轮廓信息;
[0094]S200:根据二维截面图形的轮廓信息生成数控代码及二维截面图形的填充路径；
[0095]S300:根据相应的算法将二维截面图形的填充路径计算出不同时刻不同位置喷嘴阵列I中每个喷嘴的开启或者关闭信息；
[0096]S400:根据喷嘴阵列I中每个喷嘴的开启或者关闭信息生成每个喷嘴开启或者关闭的代码；
[0097]S500:将数控代码和所述喷嘴开启或者关闭的代码传输到工控机中；
[0098]S600:工控机带动驱动装置控制喷嘴阵列I根据数控代码及喷嘴开启或者关闭的代码填充二维截面图形；
[0099]S700:重复所述步骤SlOO至S600，直至生成三维模型。本实用新型的三维模型的成型方法应用于上述三维模型打印系统，以实现快速高精度的打印三维模型。
[0100]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种三维模型打印系统，其特征在于，包括: 工控机； 驱动装置，所述驱动装置与所述工控机电连接，所述工控机控制所述驱动装置运动；以及 喷嘴阵列，所述喷嘴阵列包括n行Xm列个的喷嘴，其中，η多1，m多1，第η行中的第m个所述喷嘴的轴线和第η+1行中的第m或m+1个所述喷嘴的轴线之间存在距离，所述工控机控制所述驱动装置带动所述喷嘴开启或者关闭。
2.根据权利要求1所述的三维模型打印系统，其特征在于，所述三维模型打印系统还包括喷头组件，所述喷嘴与所述喷头组件可拆卸连接，所述喷头组件包括储液管、输液管和毛细管，成型材料放置在所述储液管中，所述输液管的一端安装在所述储液管上，所述输液管的另一端安装在所述喷嘴上，所述毛细管安装在所述喷嘴远离所述输液管的一端。
3.根据权利要求2所述的三维模型打印系统，其特征在于，所述第η行中的第m个所述喷嘴的轴线和所述第η+1行中的第m或m+l个所述喷嘴的轴线之间的距离为错位距离，所述错位距离由所述成型材料的搭接率决定。
4.根据权利要求3所述的三维模型打印系统，其特征在于，所述三维模型打印系统还包括密封箱，所述喷嘴阵列与所述喷头组件均安装在所述密封箱中。
5.根据权利要求4所述的三维模型打印系统，其特征在于，所述驱动装置的驱动方式为气动方式、压电方式、热泡方式或者超声振动方式中一种或者几种方式的组合。
6.根据权利要求5所述的三维模型打印系统，其特征在于，所述驱动装置的驱动方式为气动方式与压电方式的组合； 其中，所述驱动装置包括压力控制器、压电陶瓷和压电控制器，所述压力控制器设置在所述喷头组件中储液管的进气管上，所述压电陶瓷设置在所述喷嘴上，所述压电陶瓷与所述压电控制器电连接。
7.根据权利要求2所述的三维模型打印系统，其特征在于，所述输液管输出所述成型材料的方式为脉冲滴液或者连续液流的方式。
8.根据权利要求7所述的三维模型打印系统，其特征在于，所述成型材料为聚合物材料、常温液态材料或者成型高温材料。
9.根据权利要求2所述的三维模型打印系统，其特征在于，所述三维模型打印系统还包括加热装置，所述加热装置安装在所述喷头组件上，其中加热装置包括加热器与温度控制仪，所述加热器安装在所述喷嘴上，所述加热器与所述温度控制仪电连接。
10.根据权利要求9所述的三维模型打印系统，其特征在于，所述喷嘴阵列的数量为多个，任意相邻的两个所述喷嘴阵列之间在高度方向上错位排布。
11.根据权利要求10所述的三维模型打印系统，其特征在于，任意相邻的两个所述喷嘴阵列之间在高度方向上的错位的高度与所述成型材料的沉积的厚度相适应。
12.根据权利要求1至11任一项所述的三维模型打印系统，其特征在于，所述三维模型打印系统还包括用于检测异常状况的报警装置，所述报警装置与所述工控机电连接。
【专利摘要】本实用新型提供了一种三维模型打印系统。该三维模型打印系统包括：工控机；驱动装置，所述驱动装置与所述工控机电连接，所述工控机控制所述驱动装置运动；以及喷嘴阵列，所述喷嘴阵列包括n行×m列个的喷嘴，其中，n≥1，m≥1，第n行中的第m个所述喷嘴的轴线和第n+1行中的第m或m+1个所述喷嘴的轴线之间存在距离，所述工控机控制所述驱动装置带动所述喷嘴开启或者关闭，解决了打印速度与打印精度不能兼容的技术难题，实现快速任意精度的打印三维模型。
【IPC分类】B22F3-115, B33Y30-00, B29C67-00
【公开号】CN204451221
【申请号】CN201520048727
【发明人】张文武, 张远明
【申请人】中国科学院宁波材料技术与工程研究所
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年1月23日