多色彩光固化3d打印笔的制作方法
【专利摘要】一种多色彩光固化3D打印笔，其特征是它包括打印笔本体（1）和基色料箱（24），基色料箱（24）通过送料管将其中储存的三基色原料送入打印笔本体（1）中，经打印笔本体中安装的搅拌模块搅拌混合，再经螺旋输送模块输送至位于打印笔本体（1）出口端的笔尖（11）中打印出所需色彩的3D实物，在打印笔本体（1）出口端、笔尖（11）的周围设有用于对打印出的3D实物进行快速光固化的光源（12）；所述的搅拌模块和螺旋输送模块采用同一电机（2）作为动力，搅拌模块的转速大于螺旋输送模块的转速。本实用新型结构简单，体积小，操作方便，可以有效解决3D打印笔打印产品纯色问题。
【专利说明】
多色彩光固化3D打印笔
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种打印技术，尤其是一种3D打印技术领域，具体地说是一种多色彩光固化3D打印笔。
【背景技术】
[0002]目前，随着科学技术的不断发展，3D打印技术对广大公众来说已不再是陌生的生产制造技术，其在各个领域的应用也越来越广泛，越来越贴近大众生活。3D打印笔就是其中一个典型的成功应用实例，目前在市场最常见的3D打印笔莫过于塑料热熔型3D打印笔，其工作原理是基于3D打印，挤出热融的塑料，然后在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的状态，改变笔尖的运动路径就可以完成3D产品的打印。但由于材料在加热的情况下进行绘制，笔尖温度较高，如果碰触到笔尖，会有温度较高的热感，特别是针对3D打印笔的使用对象一一年龄较小的孩子来说，会存在使用安全隐患。因此本公司针对使用安全问题实用新型申请了一种光固化3D打印笔(专利申请号为:)，其工作原理是利用流体状态的光敏树脂(UV)在光照下发生聚合反应的特点，将光源按照待成型物体的截面形状进行照射，使流体状态的光敏树脂固化成型。光固化3D打印笔不仅可以解决使用安全隐患问题，同时也可提高成型速度和质量，目前已投入市场中应用，使用者对本产品做出了高度评价。
[0003]但是纵观不同种类3D打印笔在市场上的运用，其3D打印一般只能进行单色打印，打印完毕后的3D成品为纯色，色彩通过喷绘等方式实现，增加了制作难度。这样就降低了 3D打印笔的灵活性和多彩性，同时也对使用者(特别是青少年)的吸引力降低。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是针对现有的3D打印笔只能打印单色物品的问题，设计一种能打印各种颜色的多色彩光固化3D打印笔。
[0005]本实用新型的技术方案是:
[0006]一种多色彩光固化3D打印笔，其特征是它包括打印笔本体I和基色料箱24，基色料箱24通过送料管将其中储存的三基色原料送入打印笔本体I中，经打印笔本体中安装的搅拌模块搅拌混合，再经螺旋输送模块输送至位于打印笔本体I出口端的笔尖11中打印出所需色彩的3D实物，在打印笔本体I出口端、笔尖11的周围设有用于对打印出的3D实物进行快速光固化的光源12;所述的搅拌模块和螺旋输送模块采用同一电机2作为动力，搅拌模块的转速大于螺旋输送模块的转速。
[0007]所述的基色料箱24设有三个基色料箱腔体26，每个基色料箱腔体26中均安装有挤压电机27、挤压移动板29和挤压螺旋轴28，基色料箱24上设有与各自的基色料箱腔体26相贯通的基色出口 25，基色出口 25与对应的基色管23相连通，挤压电机27通过挤压螺旋轴28推动挤压移动板29在基色料箱腔体26中移动从而将对应的基色原料挤出基色料箱腔体26并通过基色出口 25经基色管23送入打印笔本体I中的搅拌模块中。
[0008]所述的打印笔本体I中安装搅拌器外壳20，搅拌器外壳20中安装有搅拌器多孔出料挡板5，搅拌器多孔出料挡板5将搅拌器外壳20分隔成搅拌腔体a和输送腔体b，所述的搅拌模块和输送模块的安装在对应的搅拌腔体a和输送腔体b中；搅拌器外壳20上设有基色材料入口 3，基色材料入口 3通过三根基色管23与基色料箱24相连通;所述的搅拌模块由搅拌轴19和安装在搅拌轴上的内层搅拌器18组成，搅拌轴19的一端与安装在打印笔本体I内的电机2相连，另一端支承在搅拌器多孔出料挡板5上并伸出搅拌器多孔出料挡板5进入输送腔体b中，在搅拌轴19伸入输送腔体b中的一端上安装有驱动输送模块运动的外齿轮17，所述的外齿轮17与内齿轮16相啮合，内齿轮16安装在螺旋输送转轴13的一端上，螺旋输送转轴13支承在输送器支撑15上，输送器支撑15安装在输送腔体b中，螺旋输送转轴13上安装有螺旋输送叶片14，所述的螺旋输送转轴13、螺旋输送叶片14、输送器支撑15和内齿轮16组成所述的输送模块;搅拌轴19与螺旋输送转轴13偏心安装;所述的笔尖11固定在打印笔本体I的出口端上并与输送腔体b相连通。
[0009]所述的搅拌轴19的一端通过联轴器或连接键21与安装在打印笔本体I内的电机2相连。
[0010]所述的搅拌腔体a的内壁上安装有折角挡板4以提高搅拌效果。
[0011]所述的内层搅拌器18与所述搅拌轴19组成旋桨式搅拌器、涡轮式搅拌器、桨式搅拌器或锚式搅拌器。
[0012]所述的送料管由三根基色管23和一根包裹管22组成，三根基色管23套装在包裹管中，三根基色管23的出料口均与打印笔本体I上的基色材料入口3相连通。
[0013]所述的打印笔本体I中还安装有为电机2和光源12供电的电源6及控制器7。
[0014]所述的打印笔本体I上还安装有加速按钮8、选色按钮9和工作按钮10，它们均与控制器7电气连接。
[0015]所述的送料管与打印笔本体上的基色材料入口3相连，基色材料入口 3为一个或由多个组成，它们均布在打印笔本体I上并均与搅拌模块的搅拌腔体a相连通。
[0016]本实用新型的有益效果:
[0017]本实用新型结构简单，体积小，操作方便，可以有效解决3D打印笔打印产品纯色问题。
[0018]本实用新型能实现高速搅拌和低速输出，且只用一个电机就能实现搅拌和输出的不同速度转动。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的外形结构示意图。
[0020]图2是本实用新型的打印笔本体的内部机械结构示意图。
[0021]图3是本实用新型的基色料箱的内部结构示意图。
[0022]图中:I为打印笔本体，2为电机，3为基色材料入口，4为折角挡板，5为搅拌器多孔出料挡板，6为电源，7为控制器，8为加速按钮，9为选色按钮，10为工作按钮，11为笔头，12为光源，13为螺旋输送转轴，14为螺旋输送叶片，15为输送器支撑，16为内齿轮，17为外齿轮，18为内层搅拌器，19为搅拌器主轴，20为搅拌器外壳，21为连接键，22为包裹管，23为基色管，24为基色料箱，25为基色出口，26为基色料箱腔体，27为挤压电机，28为挤压螺旋轴，29为挤压移动板，a为搅拌腔体，b为输送腔体。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0024]如图1-3所示。
[0025]一种多色彩光固化3D打印笔，它包括打印笔本体I和基色料箱24，基色料箱24通过送料管将其中储存的三基色原料送入打印笔本体I中，经打印笔本体I中安装的搅拌模块搅拌混合，再经螺旋输送模块输送至位于打印笔本体I出口端的笔尖11中打印出所需色彩的3D实物，在打印笔本体I出口端、笔尖11的周围设有用于对打印出的3D实物进行快速光固化的光源12;所述的搅拌模块和螺旋输送模块采用同一电机2作为动力，搅拌模块的转速大于螺旋输送模块的转速。如图1所示，所述的打印笔本体I上还安装有加速按钮8、选色按钮9和工作按钮10，它们均与控制器7电气连接。所述的基色料箱24设有三个基色料箱腔体26，如图3所示，每个基色料箱腔体26中均安装有挤压电机27、挤压移动板29和挤压螺旋轴28，基色料箱24上设有与各自的基色料箱腔体26相贯通的基色出口 25，基色出口 25与对应的基色管23相连通，三根基色管23套装在包裹管22中，三根基色管23的出料口均与打印笔本体I上的基色材料入口 3相连通，基色材料入口 3相连，基色材料入口 3为一个或由多个组成，它们均布在打印笔本体I上并均与搅拌模块的搅拌腔体a相连通。挤压电机27通过挤压螺旋轴28推动挤压移动板29在基色料箱腔体26中移动从而将对应的基色原料挤出基色料箱腔体26并通过基色出口 25经基色管23送入打印笔本体I中的搅拌模块中。
[0026]如图2所示，打印笔本体I中安装搅拌器外壳20，搅拌器外壳20中安装有搅拌器多孔出料挡板5，搅拌器多孔出料挡板5将搅拌器外壳20分隔成搅拌腔体a和输送腔体b，搅拌腔体a的内壁上安装有折角挡板4以提高搅拌效果，如图2所示，所述的搅拌模块和输送模块的安装在对应的搅拌腔体a和输送腔体b中；搅拌器外壳20上设有基色材料入口 3，基色材料入口 3通过三根基色管23与基色料箱24相连通;所述的搅拌模块由搅拌轴19和安装在搅拌轴上的内层搅拌器18组成，搅拌轴19的一端通过联轴器或连接键21与安装在打印笔本体I内的电机2相连，另一端支承在搅拌器多孔出料挡板5上并伸出搅拌器多孔出料挡板5进入输送腔体b中，在搅拌轴19伸入输送腔体b中的一端上安装有驱动输送模块运动的外齿轮17，所述的外齿轮17与内齿轮16相啮合，内齿轮16安装在螺旋输送转轴13的一端上，螺旋输送转轴13支承在输送器支撑15上，输送器支撑15安装在输送腔体b中，螺旋输送转轴13上安装有螺旋输送叶片14，所述的螺旋输送转轴13、螺旋输送叶片14、输送器支撑15和内齿轮16组成所述的输送模块;搅拌轴19与螺旋输送转轴13偏心安装;所述的笔尖11固定在打印笔本体I的出口端上并与输送腔体b相连通。根据内层搅拌器18的结构的不同，它与搅拌轴19可组成旋桨式搅拌器、涡轮式搅拌器、桨式搅拌器或锚式搅拌器。此外，在打印笔本体I中还安装有为电机2和光源12供电的电源6及控制器7。
[0027]本实用新型的工作过程如下:
[0028]当使用多色彩光固化3D打印笔时，首先是选择使用者需要的颜色，假设是黄色，使用者可以通过按下选色按钮9，当选色按钮9内置灯的发出黄色灯光后停止按选择按钮9，此时控制器7会向基色料箱24内的红和绿两种基色料箱腔体26内的挤压电机27发出不同的待工作状态命令，而蓝基色腔体内26内的挤压电机27并没有收到待工作状态命令，所以使其为停止工作状态。停止按选色按钮9以后，使用者就可以按下工作按钮10，此时红和绿两种基色料箱腔体26内的挤压电机27就会从待工作状态转变为工作状态，但是二者的工作速度并不相同，因为红和绿两种基色料配制黄色的光固化材料所需比例不同，因此二者向打印笔本体I内的搅拌模块内输送的原料的量也就不一致。假如所选用的红和绿两种基色原料配制黄色的材料所需比例为2:3，则两种基色料箱腔体内26内的挤压电机27的转速则是2:
3。当挤压电机27收到控制器7发送的命令后，便通过挤压螺旋轴28和挤压移动板29不断的挤压基色料箱24内的红和绿两种基色原料直至下一个工作命令的到来。
[0029]原料通过基色出口25到达被包裹管22包裹的基色管23内，然后再通过打印笔本体I上的基色材料入口3进入搅拌模块内的搅拌腔体a内。在使用者按下工作按钮10的同时，控制器7同时也会向电机2发出启动命令，电机2的转动通过连接键21带动搅拌器主轴19转动，进而驱动内置搅拌器18。因此，当红和绿两种基色原料进入搅拌腔体内a后，在搅拌器18和折角挡板4之间的搅拌作用下会被不停的搅拌。然而进入搅拌腔体内a的两种基色原料并不会直接进入到输送腔体b内，而是被搅拌器多孔出料挡板5给拦截，进而使得两种基色原料在搅拌腔体a内驻留时间增加，得到更多的搅拌混合时间，从而保证进入输送腔体b内的光固化材料为黄色。
[0030]当搅拌好的黄色光固化材料通过搅拌器多孔出料挡板5上的出料口进入输送腔体b内，在螺旋输送叶片14的旋转作用下从打印笔本体I内的笔尖11中流出输送腔体b ο从笔尖11内流出的黄色光固化材料在光源12的作用下发生固化现象，进而使用者可以根据自己的实际需要移动笔尖11就可以完成自己所需形状的3D打印产品。在黄色光固化材料不断的被输出笔内的过程中，螺旋输送片14的旋转动力是通过螺旋输送转轴13驱动的，而螺旋输送转轴13通过内齿轮16与搅拌模块上的外齿轮17相连接，因此电机2的旋转动力就会通过搅拌器主轴19上外齿轮17传递给螺旋输送叶片。其中外齿轮17和内齿轮16的齿数并相同，假设二者的齿数比为2:5，则是外齿轮17旋转5圈而内齿轮16旋转2圈，从而内置搅拌器18与螺旋输送叶片14的旋转比也是5:2，二者不同的转速进一步保证了搅拌腔体a内的红和绿两种基色原料充分的混合，保证螺旋输送叶片14输送出去的光固化材料为黄色光固化材料。[0031 ]当使用者认为黄色光固化材料输出速度慢，此时可以按下打印笔本体I上的加速按钮7，这样基色料箱24内的挤压电机28和笔内的搅拌模块及输送模块会加速运转，使得笔尖11内出料速度提高。
[0032]以上便是红绿两种基色原料配比成黄色光固化材料的工作过程，当选用其他颜色的材料时只需按下选色材料按钮，重复上述工作过程，就会达到使用者想要的彩色3D打印
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[0033]本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
【主权项】
1.一种多色彩光固化3D打印笔，其特征是它包括打印笔本体(I)和基色料箱(24)，基色料箱(24)通过送料管将其中储存的三基色原料送入打印笔本体(I)中，经打印笔本体中安装的搅拌模块搅拌混合，再经螺旋输送模块输送至位于打印笔本体(I)出口端的笔尖(11)中打印出所需色彩的3D实物，在打印笔本体(I)出口端、笔尖(11)的周围设有用于对打印出的3D实物进行快速光固化的光源(12);所述的搅拌模块和螺旋输送模块采用同一电机(2)作为动力，搅拌模块的转速大于螺旋输送模块的转速。2.根据权利要求1所述的多色彩光固化3D打印笔，其特征是所述的基色料箱(24)设有三个基色料箱腔体(26)，每个基色料箱腔体(26)中均安装有挤压电机(27)、挤压移动板(29)和挤压螺旋轴(28)，基色料箱(24)上设有与各自的基色料箱腔体(26)相贯通的基色出口(25)，基色出口(25)与对应的基色管(23)相连通，挤压电机(27)通过挤压螺旋轴(28)推动挤压移动板(29)在基色料箱腔体(26)中移动从而将对应的基色原料挤出基色料箱腔体(26)并通过基色出口(25)经基色管(23)送入打印笔本体(I)中的搅拌模块中。3.根据权利要求1所述的多色彩光固化3D打印笔，其特征是所述的打印笔本体(I)中安装搅拌器外壳(20)，搅拌器外壳(20)中安装有搅拌器多孔出料挡板(5)，搅拌器多孔出料挡板(5)将搅拌器外壳(20)分隔成搅拌腔体(a)和输送腔体(b)，所述的搅拌模块和输送模块的安装在对应的搅拌腔体(a)和输送腔体(b)中；搅拌器外壳(20)上设有基色材料入口(3)，基色材料入口(3)通过三根基色管(23)与基色料箱(24)相连通;所述的搅拌模块由搅拌轴(19)和安装在搅拌轴上的内层搅拌器(18)组成，搅拌轴(19)的一端与安装在打印笔本体(I)内的电机(2)相连，另一端支承在搅拌器多孔出料挡板(5)上并伸出搅拌器多孔出料挡板(5)进入输送腔体(b)中，在搅拌轴(19)伸入输送腔体(b)中的一端上安装有驱动输送模块运动的外齿轮(17)，所述的外齿轮(17)与内齿轮(16)相啮合，内齿轮(16)安装在螺旋输送转轴(13 )的一端上，螺旋输送转轴(13)支承在输送器支撑(15 )上，输送器支撑(15 )安装在输送腔体(b)中，螺旋输送转轴(13)上安装有螺旋输送叶片(14)，所述的螺旋输送转轴(13)、螺旋输送叶片(14)、输送器支撑(15)和内齿轮(16)组成所述的输送模块;搅拌轴(19)与螺旋输送转轴(13)偏心安装;所述的笔尖(11)固定在打印笔本体(I)的出口端上并与输送腔体(b)相连通。4.根据权利要求3所述的多色彩光固化3D打印笔，其特征是所述的搅拌轴(19)的一端通过联轴器或连接键(21)与安装在打印笔本体(I)内的电机(2)相连。5.根据权利要求3所述的多色彩光固化3D打印笔，其特征是所述的搅拌腔体(a)的内壁上安装有折角挡板(4)以提高搅拌效果。6.根据权利要求3所述的多色彩光固化3D打印笔，其特征是所述的内层搅拌器(18)与所述搅拌轴(19)组成涡轮式搅拌器、桨式搅拌器或锚式搅拌器。7.根据权利要求1所述的多色彩光固化3D打印笔，其特征是所述的送料管由三根基色管(23)和一根包裹管(22)组成，三根基色管(23)套装在包裹管中，三根基色管(23)的出料口均与打印笔本体(I)上的基色材料入口( 3 )相连通。8.根据权利要求1所述的多色彩光固化3D打印笔，其特征是所述的打印笔本体(I)中还安装有为电机(2)和光源(12)供电的电源(6)及控制器(7)。9.据权利要求1所述的多色彩光固化3D打印笔，其特征是所述的打印笔本体(I)上还安装有加速按钮(8)、选色按钮(9)和工作按钮(10)，它们均与控制器(7)电气连接。10.根据权利要求1所述的多色彩光固化3D打印笔，其特征是所述的送料管与打印笔本体上的基色材料入口(3)相连，基色材料入口(3)为一个或由多个组成，它们均布在打印笔本体(I)上并均与搅拌模块的搅拌腔体(a)相连通。
【文档编号】B29C67/00GK205522524SQ201620100817
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月2日
【发明人】窦守文, 杭海波, 刘尧文, 孔令蕾
【申请人】南京百川行远激光科技有限公司