一种多功能组装式3d打印装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种多功能组装式3D打印装置及方法。
【背景技术】
[0002]3D 打印是快速成型技术(Additive Manufacturing Technologies)的一种，是以软件建模、控制技术为基础，运用金属、非金属、粘接剂等多种材料，通过连续的逐层增加材料“打印”出三维产品。3D打印机(又称三维打印机)是一种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。它具有很多传统制造技术所不具有的功能，特别在加工复杂曲面产品方面。3D打印技术被认为是第三次工业革命的开端，广发应用于艺术设计、工业设计、建筑、汽车、航天航空、医疗、生物等领域。
[0003]目前，国内外市场上出现的3D打印机主要有三种:熔融沉积快速成型(FusedDeposit1n Modeling,FDM)、粉末粘合剂的三维打印技术(Three Dimens1nal Printing,3DP)和选择性激光烧结技术(Selective Laser Sintering, SLS)。它们的打印主要工序均为一层层喷熔融物、一层铺粉末另一层铺粘接剂或一层铺粉末再用激光烧结成型，虽然它们具有节省材料、加工面广、操作简单、精度高等很多优点，但致命缺陷是效率低，因为一台机器只能选择一种技术一层层的打印，费时费力、效率低下，这样严重制约了 3D打印产业的发展。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种多功能组装式3D打印装置及方法，以克服现有3D打印机打印形式单一、打印速度低的技术缺陷。
[0005]为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0006]一种多功能组装式3D打印装置，包括圆形底盘、多个工作台、旋转电机、单体打印组件；
[0007]所述圆形底盘的中心设有安装孔，所述安装孔与所述安装孔内的齿轮环同轴，多个工作台沿圆周方向间隔固定在所述齿轮环的侧壁上；所述旋转电机用于驱动所述齿轮环旋转；
[0008]多个单体打印组件位于所述安装孔内，每个单体打印组件均包括竖直升降机构、圆周旋转电机、水平伸缩机构以及打印头；所述竖直升降机构包括竖直设置在所述安装孔内部的第一液压缸和升降杆；所述第一液压缸的活塞杆与所述升降杆固定连接；所述水平伸缩机构包括水平设置的第二液压缸和伸缩杆；所述第二液压缸的活塞杆与所述伸缩杆固定连接；所述圆周旋转电机设置在所述升降杆与所述第二液压缸之间，所述圆周旋转电机用于驱动所述第二液压缸沿所述升降杆的同轴方向旋转；所述伸缩杆与多个打印头固定连接。
[0009]较佳地，所述多个打印头包括FDM工艺打印头和/或3DP工艺打印头和/或SLS工艺打印头。
[0010]较佳地，所述FDM工艺打印头包括加热器和喷嘴；所述3DP工艺打印头包括加热器和喷嘴；所述SLS工艺打印头包括信号转换装置和激光发生器；
[0011 ] 所述激光发生器包括第一道激光发生器和第二道激光发生器。
[0012]较佳地，所述多功能组装式3D打印装置还包括液压泵体；
[0013]所述液压泵体分别用于与所述第一液压缸和第二液压缸提供液压动力。
[0014]较佳地，所述旋转电机的输出轴上还设有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述齿轮环的内齿啮合。
[0015]较佳地，所述单体打印组件还包括丝管和原料盒；
[0016]所述丝管的一端与所述原料盒连通，另一端与所述喷嘴连通。
[0017]较佳地，所述单体打印组件还包括感光片；所述感光片可以沿安装孔同轴心的圆周方向运动。
[0018]较佳地，所述第一道激光发生器内置所述信号转换装置内部。
[0019]较佳地，所述打印头与所述单体打印组件可拆卸连接。
[0020]本发明所述的打印方法，包括如下步骤:利用第一道激光发生器根据二维图形对感光片进行扫描形成图形潜影(即光电效应)然后通过该装置旋转吸附“粉末”或“液滴”当运动到工作台时再“充电”中和释放；再利用第一道激光发生器按常规对产品进行烧结成型。
[0021]与现有技术相比，本发明实施例的优点在于:
[0022]本发明提供的一种多功能组装式3D打印装置及方法，需要说明的是，分析上述结构可知:该多功能组装式3D打印装置包括了多个单体打印组件，每个单体打印组件均由驱动装置和驱动装置固定连接的不同类型的打印头组成。驱动装置即(竖直升降机构、圆周旋转电机、水平伸缩机构)，既可以带动打印头水平伸缩移动，竖直方向升降移动，也可以转动；从而调节各个打印头的空间位置和姿态，从而实现空间位置变化以便于一个或多个工作台上的产品3D打印操作。最为重要的结构是，该单体打印组件的打印头可以兼容多种不同工艺打印头，从而实现多种工艺打印的有机结合；这样上述多功能组装式3D打印装置不仅可以在多个工作台上就同一产品(或多个产品)使用同一工艺进行3D打印，同时也可以在多个工作台上就同一产品(或多个产品)使用多种不同的工艺打印头实现不同工艺的3D打印，进而大幅提升多功能组装式3D打印装置的打印工作效率以及适应性兼容产品。
【附图说明】
[0023]图1为本发明实施例一提供的多功能组装式3D打印装置(熔融沉积快速成型)的结构俯视图；
[0024]图2为本发明实施例一提供的多功能组装式3D打印装置(熔融沉积快速成型)的结构不意图；
[0025]图3为本发明实施例一提供的多功能组装式3D打印装置(粉末粘合剂的三维打印技术)的结构示意图；
[0026]图4为本发明实施例二提供的多功能组装式3D打印装置(选择性激光烧结技术)的结构不意图；
[0027]图5为本发明实施例三提供的多功能组装式3D打印装置的另一结构示意图；
[0028]图中:圆形底盘1、液压泵站2、工作台3、伸缩杆4、第二液压缸5、旋转电机6、圆周旋转电机7、丝管8、原料盒9、齿轮环10、第一液压缸11、喷嘴或激光发生器12、加热器13、工作台支架14、升降杆15、感光片16、信号转换装置17、升降机架18。
【具体实施方式】
[0029]下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0030]实施例一
[0031]参见图1、图2和图3，本发明实施例提供了一种多功能组装式3D打印装置，包括圆形底盘1、多个工作台3、旋转电机6、齿轮环10、单体打印组件；
[0032]所述圆形底盘I的中心设有安装孔，所述安装孔与所述安装孔内的齿轮环10同轴，多个工作台3沿圆周方向间隔固定(具体通过工作台支架14)在所述齿轮环10的侧壁上；所述旋转电机6用于驱动所述齿轮环10旋转(需要说明的是，由于齿轮环被驱动旋转，进而可以带动齿轮环侧壁上固定连接的多个工作台旋转)；
[0033]多个单体打印组件位于所述安装孔内，每个单体打印组件均包括竖直升降机构、圆周旋转电机7、水平伸缩机构以及打印头；所述竖直升降机构包括竖直设置在所述安装孔内部的第一液压缸11和升降杆15 ;所述第一液压缸11的活塞杆(即伸出端)与所述升降杆15固定连接；所述水平伸缩机构包括水平设置的第二液压缸5和伸缩杆4 ;所述第二液压缸的活塞杆与所述伸缩杆固定连接；所述圆周旋转电机设置在所述升降杆与所述第二液压缸之间，所述圆周旋转电机用于驱动所述第二液压缸沿所述升降杆的同轴方向旋转；所述伸缩杆与多个打印头固定连接(即水平伸缩机构在圆周旋转电机的作用下可以在水平面沿垂直于圆盘半径方向上移动)。
[0034]需要说明的是，分析上述结构可知:该多功能组装式3D打印装置包括了多个单体打印组件，每个单体打印组件均由驱动装置和驱动装置固定连