一种磁力辅助成型3D镂空打印系统的制作方法

本发明属于3d打印技术领域，具体的说是一种磁力辅助成型3d镂空打印系统。

背景技术：

3d打印是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，该技术最早在20世纪80年代中期由美国提出。3d打印常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，对传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合产生深刻影响，是制造业有代表性的颠覆性技术。

镂空是一种雕刻技术，外面看起来是完整的图案，但里面是空的或者里面又镶嵌小的镂空物件。

现有技术中也出现了一些关于3d打印的技术方案，如申请号为2018103157652的一项中国专利，该专利公开了一种磁力辅助成型3d打印成型装置及方法，减少支撑结构的搭建和搭建支撑时的耗材；优化制品悬空部分的打印表面质量，避免因去除支撑材料过程中造成表面的破坏；可有效防止打印制品发生翘边，但是产品在打印过程中可能会发生转动，从而造成打印失败，据此，本发明提出了一种磁力辅助成型3d镂空打印系统。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种磁力辅助成型3d镂空打印系统，通过转动的三号电磁铁和四号电磁铁对产品进行定位，使得产品位置被固定，从而减少产品发生转动的可能性；产品位置被固定使得打印系统在进行镂空打印时更加的精准，打印出来的产品更加的符合标准，从而提高了3d打印效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种磁力辅助成型3d镂空打印系统，包括3d打印机，所述3d打印机包括支撑平台、x轴导轨、y轴导轨、z轴导轨、操作模块以及喷头，所述喷头底端设有喷嘴，所述支撑平台顶端固定有一号电磁铁，所述支撑平台顶端固定有两个支撑架，两个所述支撑架之间固定有二号电磁铁，所述支撑平台顶端设有环形槽，环形槽内活动安装有转环，所述转环顶端沿其周向等距离设有齿槽，所述支撑平台顶端固定有一号电机，所述一号电机的输出轴端固定有齿轮，所述齿轮与齿槽互相啮合，所述转环顶端固定有一号支架和二号支架，所述一号支架顶端固定有三号电磁铁，所述二号支架顶端固定有弧形的安装架，所述安装架朝向三号电磁铁的一端固定有两个四号电磁铁，两个所述四号电磁铁分布在安装架的两端，两个所述四号电磁铁的中心、一号电磁铁的轴心以及三号电磁铁相交于一点，所述支撑平台上设有控制器，控制器用于控制打印系统工作；工作时，现有磁力辅助3d打印机在打印产品时只是单纯的让产品悬浮，但是产品在悬浮时可能会产生晃动或者转动，从而影响到打印的效果，本发明对这一问题进行了改进；通过设置有一号电磁铁和二号电磁铁，在打印镂空产品时驱动本发明，使得喷头处喷出熔融的磁性复合材料，同时在一号电磁铁和二号电磁铁的共同作用下产生悬浮，由控制器控制一号电磁铁和二号电磁铁的吸力，使得喷头处喷出的在空气中固化的磁性复合材料始终保持在指定高度；同时一号电机启动带动齿轮转动，从而使得转环转动；转动的转环带动一号支架和二号支架转动，从而使得三号电磁铁和四号电磁铁转动；三号电磁铁和四号电磁铁对产品进行吸引，通过电脑分析出产品的重心，当产品的重心、三号电磁铁以及两个四号电磁铁的中心处于同一直线上，使得产品处于无法转动的状态；一号电机接收控制器的控制，控制器对产品的实时变化作出分析并改变三号电磁铁以及四号电磁铁的位置，从而使得产品位置被固定，减少了产品晃动的可能；所述喷嘴的长度为50-80cm，喷嘴长度过短会导致喷嘴以及喷头与下方安装架和竖板产生碰撞，从而影响到本发明的使用；本发明通过转动的三号电磁铁和四号电磁铁对产品进行定位，使得产品位置被固定，从而减少产品发生转动的可能性；产品位置被固定使得打印系统在进行镂空打印时更加的精准，打印出来的产品更加的符合标准，从而提高了3d打印效率。

优选的，所述安装架上固定有竖板，所述竖板朝向三号电磁铁的一端自上而下等距离固定有两个以上的五号电磁铁；工作时，产品水平方向上的转动自由被限制，但是产品不可能永远是对称的，在遇到非对称以及不规则的产品时使得产品一端重量重，从而使得产品较重的一端向下压，使得产品产生偏斜，从而影响到产品的打印；通过设置有五号电磁铁，在产品可能产生偏斜时通过控制器对产品的偏斜方向进行预测，因产品的重心肯定在产品较重的一侧，使得五号电磁铁肯定在物体较重的一侧；多个五号电磁铁其中的一个在工作时对产品产生吸力，同时三号电磁铁加大对产品的吸引，使得产品的偏斜被纠正，从而使得3d打印的精度得以保证。

优选的，所述一号电磁铁顶端设有两个以上的圆孔，圆孔内活动安装有直杆，所述直杆顶端固定有圆球，所述直杆围绕一号电磁铁的轴心等距离分布；工作时，当产品的底端固化完成时不需要一直处于悬浮状态，此时可以将产品放下，避免因重量的不断增加而造成位置发生偏差；在将产品放下的过程中不断的改变二号电磁铁的吸力，使得产品不断的降低位置，同时各个五号电磁铁也改变吸力，从而使得产品不会发生偏斜；当产品底端接触到圆球时停止移动，使得产品处于稳定状态；产品与圆球的接触位置在产品开始打印之前通过电脑分析得出，所以在产品下落时可以准确的落在圆球上，对于形状不规则的产品可以起到有效的托举效果。

优选的，所述直杆有三个，三个所述直杆呈等边三角形结构，所述直杆底端设有压敏开关，所述圆球顶端设有六号电磁铁，所述直杆为空腔结构，所述直杆内腔中设有电池，电池与六号电磁铁以及压敏开关电性连接；工作时，当产品接触到圆球后不能再发生位移，否则会影响到打印的精度；但是产品在接触到圆球后可能因为打印的误差导致产品和圆球接触不良，从而导致产品产生滑动，进而影响到后续的打印；通过压敏开关的设置使得产品在接触到圆球后按压直杆，使得压敏开关受到按压，压敏开关在受到压力后传送信号给六号电磁铁，使得六号电磁铁产生吸力来对产品形成限位；产品在六号电磁铁的在作用力下被吸住，从而避免产品产生位移的可能。

优选的，相邻两个所述直杆之间的距离为30-50cm；工作时，因直杆要对产品进行托举，过大或者过小的间距都对产品的托举形成不良的影响；直杆之间间距过大使得小尺寸的产品无法加工，从而影响到本发明的适用范围；直杆之间间距过小使得产品的底部与圆球接触的范围较小，从而使得产品的托举不够稳定，在遇到较大质量的产品时可能产生晃动，进而造成打印失败。

优选的，所述圆球的直径值为3-5mm；工作时，依靠圆球对产品的底部进行托举，从而完成产品的定位；若圆球的直径值过大或者过小都会影响到产品的稳定性；当圆球直径较大时使得产品的多个部位均接触到产品，使得产品的位置发生偏移，从而影响到后续的打印；当圆球直径较小时使得产品与圆球之间的局部压强较大，从而使得产品表面产生压痕；同时，较小的圆球直径限制了六号电磁铁的功率，从而影响到产品的稳定性。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种磁力辅助成型3d镂空打印系统，通过转动的三号电磁铁和四号电磁铁对产品进行定位，使得产品位置被固定，从而减少产品发生转动的可能性；产品位置被固定使得打印系统在进行镂空打印时更加的精准，打印出来的产品更加的符合标准，从而提高了3d打印效率。

2.本发明所述的一种磁力辅助成型3d镂空打印系统，通过五号电磁铁以及六号电磁铁来对产品进行二次定位，使得产品在打印的过程中更加的稳定，从而保证了本发明的打印效果。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的三维图；

图2是图1中a处局部放大图；

图3是本发明的工作状态示意图；

图中：支撑平台1、y轴导轨2、z轴导轨3、操作模块4、喷头5、喷嘴6、一号电磁铁7、支撑架8、二号电磁铁9、转环10、齿槽11、一号电机12、齿轮13、一号支架14、二号支架15、三号电磁铁16、安装架17、四号电磁铁18、竖板19、五号电磁铁20、直杆21、圆球22、六号电磁铁23。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图3所示，本发明所述的一种磁力辅助成型3d镂空打印系统，包括3d打印机，所述3d打印机包括支撑平台1、x轴导轨、y轴导轨2、z轴导轨3、操作模块4以及喷头5，所述喷头5底端设有喷嘴6，所述支撑平台1顶端固定有一号电磁铁7，所述支撑平台1顶端固定有两个支撑架8，两个所述支撑架8之间固定有二号电磁铁9，所述支撑平台1顶端设有环形槽，环形槽内活动安装有转环10，所述转环10顶端沿其周向等距离设有齿槽11，所述支撑平台1顶端固定有一号电机12，所述一号电机12的输出轴端固定有齿轮13，所述齿轮13与齿槽11互相啮合，所述转环10顶端固定有一号支架14和二号支架15，所述一号支架14顶端固定有三号电磁铁16，所述二号支架15顶端固定有弧形的安装架17，所述安装架17朝向三号电磁铁16的一端固定有两个四号电磁铁18，两个所述四号电磁铁18分布在安装架17的两端，两个所述四号电磁铁18的中心、一号电磁铁7的轴心以及三号电磁铁16相交于一点，所述支撑平台1上设有控制器，控制器用于控制打印系统工作；工作时，现有磁力辅助3d打印机在打印产品时只是单纯的让产品悬浮，但是产品在悬浮时可能会产生晃动或者转动，从而影响到打印的效果，本发明对这一问题进行了改进；通过设置有一号电磁铁7和二号电磁铁9，在打印镂空产品时驱动本发明，使得喷头5处喷出熔融的磁性复合材料，同时在一号电磁铁7和二号电磁铁9的共同作用下产生悬浮，由控制器控制一号电磁铁7和二号电磁铁9的吸力，使得喷头5处喷出的在空气中固化的磁性复合材料始终保持在指定高度；同时一号电机12启动带动齿轮13转动，从而使得转环10转动；转动的转环10带动一号支架14和二号支架15转动，从而使得三号电磁铁16和四号电磁铁18转动；三号电磁铁16和四号电磁铁18对产品进行吸引，通过电脑分析出产品的重心，当产品的重心、三号电磁铁16以及两个四号电磁铁18的中心处于同一直线上，使得产品处于无法转动的状态；一号电机12接收控制器的控制，控制器对产品的实时变化作出分析并改变三号电磁铁16以及四号电磁铁18的位置，从而使得产品位置被固定，减少了产品晃动的可能；所述喷嘴6的长度为50-80cm，喷嘴6长度过短会导致喷嘴6以及喷头5与下方安装架17和竖板19产生碰撞，从而影响到本发明的使用；本发明通过转动的三号电磁铁16和四号电磁铁18对产品进行定位，使得产品位置被固定，从而减少产品发生转动的可能性；产品位置被固定使得打印系统在进行镂空打印时更加的精准，打印出来的产品更加的符合标准，从而提高了3d打印效率。

作为本发明的一种具体实施方式，所述安装架17上固定有竖板19，所述竖板19朝向三号电磁铁16的一端自上而下等距离固定有两个以上的五号电磁铁20；工作时，产品水平方向上的转动自由被限制，但是产品不可能永远是对称的，在遇到非对称以及不规则的产品时使得产品一端重量重，从而使得产品较重的一端向下压，使得产品产生偏斜，从而影响到产品的打印；通过设置有五号电磁铁20，在产品可能产生偏斜时通过控制器对产品的偏斜方向进行预测，因产品的重心肯定在产品较重的一侧，使得五号电磁铁20肯定在物体较重的一侧；多个五号电磁铁20其中的一个在工作时对产品产生吸力，同时三号电磁铁16加大对产品的吸引，使得产品的偏斜被纠正，从而使得3d打印的精度得以保证。

作为本发明的一种具体实施方式，所述一号电磁铁7顶端设有两个以上的圆孔，圆孔内活动安装有直杆21，所述直杆21顶端固定有圆球22，所述直杆21围绕一号电磁铁7的轴心等距离分布；工作时，当产品的底端固化完成时不需要一直处于悬浮状态，此时可以将产品放下，避免因重量的不断增加而造成位置发生偏差；在将产品放下的过程中不断的改变二号电磁铁9的吸力，使得产品不断的降低位置，同时各个五号电磁铁20也改变吸力，从而使得产品不会发生偏斜；当产品底端接触到圆球22时停止移动，使得产品处于稳定状态；产品与圆球22的接触位置在产品开始打印之前通过电脑分析得出，所以在产品下落时可以准确的落在圆球22上，对于形状不规则的产品可以起到有效的托举效果。

作为本发明的一种具体实施方式，所述直杆21有三个，三个所述直杆21呈等边三角形结构，所述直杆21底端设有压敏开关，所述圆球22顶端设有六号电磁铁23，所述直杆21为空腔结构，所述直杆21内腔中设有电池，电池与六号电磁铁23以及压敏开关电性连接；工作时，当产品接触到圆球22后不能再发生位移，否则会影响到打印的精度；但是产品在接触到圆球22后可能因为打印的误差导致产品和圆球22接触不良，从而导致产品产生滑动，进而影响到后续的打印；通过压敏开关的设置使得产品在接触到圆球22后按压直杆21，使得压敏开关受到按压，压敏开关在受到压力后传送信号给六号电磁铁23，使得六号电磁铁23产生吸力来对产品形成限位；产品在六号电磁铁23的在作用力下被吸住，从而避免产品产生位移的可能。

作为本发明的一种具体实施方式，相邻两个所述直杆21之间的距离为30-50cm；工作时，因直杆21要对产品进行托举，过大或者过小的间距都对产品的托举形成不良的影响；直杆21之间间距过大使得小尺寸的产品无法加工，从而影响到本发明的适用范围；直杆21之间间距过小使得产品的底部与圆球22接触的范围较小，从而使得产品的托举不够稳定，在遇到较大质量的产品时可能产生晃动，进而造成打印失败。

作为本发明的一种具体实施方式，所述圆球22的直径值为3-5mm；工作时，依靠圆球22对产品的底部进行托举，从而完成产品的定位；若圆球22的直径值过大或者过小都会影响到产品的稳定性；当圆球22直径较大时使得产品的多个部位均接触到产品，使得产品的位置发生偏移，从而影响到后续的打印；当圆球22直径较小时使得产品与圆球22之间的局部压强较大，从而使得产品表面产生压痕；同时，较小的圆球22直径限制了六号电磁铁23的功率，从而影响到产品的稳定性。

工作时，现有磁力辅助3d打印机在打印产品时只是单纯的让产品悬浮，但是产品在悬浮时可能会产生晃动或者转动，从而影响到打印的效果，本发明对这一问题进行了改进；通过设置有一号电磁铁7和二号电磁铁9，在打印镂空产品时驱动本发明，使得喷头5处喷出熔融的磁性复合材料，同时在一号电磁铁7和二号电磁铁9的共同作用下产生悬浮，由控制器控制一号电磁铁7和二号电磁铁9的吸力，使得喷头5处喷出的在空气中固化的磁性复合材料始终保持在指定高度；同时一号电机12启动带动齿轮13转动，从而使得转环10转动；转动的转环10带动一号支架14和二号支架15转动，从而使得三号电磁铁16和四号电磁铁18转动；三号电磁铁16和四号电磁铁18对产品进行吸引，通过电脑分析出产品的重心，当产品的重心、三号电磁铁16以及两个四号电磁铁18的中心处于同一直线上，使得产品处于无法转动的状态；一号电机12接收控制器的控制，控制器对产品的实时变化作出分析并改变三号电磁铁16以及四号电磁铁18的位置，从而使得产品位置被固定，减少了产品晃动的可能；所述喷嘴6的长度为50-80cm，喷嘴6长度过短会导致喷嘴6以及喷头5与下方安装架17和竖板19产生碰撞，从而影响到本发明的使用；本发明通过转动的三号电磁铁16和四号电磁铁18对产品进行定位，使得产品位置被固定，从而减少产品发生转动的可能性；产品位置被固定使得打印系统在进行镂空打印时更加的精准，打印出来的产品更加的符合标准，从而提高了3d打印效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。