三维打印机的制造方法与工艺

本发明涉及三维成像领域，尤其涉及一种三维打印机。

背景技术：
3D打印机又称三维打印机，是一种利用快速成型技术的机器，以数字模型文件为基础，采用成型材料，通过逐层打印的方式来构造三维的实体。在打印前，需要利用计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导3D打印机逐层打印。3D打印机在产品制造业获得了广泛的应用，3D打印机的工作原理和传统打印机基本相同，由控制组件、机械组件、打印头、耗材（即成型材料）和介质等组成，打印原理也基本类似。现阶段，3D打印技术快速发展并已逐渐进入各个领域，一台3D打印机可以采用多种材料进行打印，例如，使用ABS材料的3D打印机，还可使用一些与ABS相近的材料如PLA等材料进行打印。而且，3D打印机进行打印时可采用多种颜色的材料直接打印出彩色的三维实体。在3D打印过程中，如遇上需要打印特殊的结构时，则需要首先打印用于辅助支撑的结构，并在辅助支撑的结构上对该特殊的结构进行成像，然而打印这种用于辅助支撑的结构是相当耗费时间，严重地影响打印效率。

技术实现要素：
本发明的目的是提供一种成像效率高的三维打印机。为了实现本发明的主要目的，本发明提供一种三维打印机，包括打印头、成型座、移动电机组件和耗材供给电机，打印头用于挤出成像材料，成型座用于承载成像材料，移动电机组件用于移动打印头，耗材供给电机用于驱动成像材料输送到打印头中，其中，三维打印机还包括速度调整单元、控制单元和驱动单元组件，控制单元接收速度调整单元输出的速度比率信号，控制单元根据速度比率信号和基准速度信号向驱动单元组件输出控制信号，驱动单元组件用于向移动电机组件和耗材供给电机输出驱动信号。由上述方案可见，用户通过对速度调整单元进行调节，使得速度调整单元向控制单元输出不同的速度比率信号，控制单元根据基准速度信号和不同的速度比率信号对输出的控制信号进行调整，即控制单元可根据速度比率信号输出具有不同快慢频率的控制信号到驱动单元组件中，再由驱动单元组件对不同快慢频率的控制信号进行放大处理后，输出到移动电机组件和耗材供给电机，继而实现对移动电机组件和耗材供给电机的转动速率的调节。由于辅助支撑的结构在成像完毕后需要去除，所以辅助支撑的结构可以不需要太高的成像精度，三维打印机在对辅助支撑的结构进行成像时，可以通过调节速度调整单元，使得移动电机组件和耗材供给电机以相对较快的转动速度，带动打印头以较快的速度进行移动，同时耗材供给电机使得供给耗材的速度也同步地提速，继而能够提高成像速度，提高成像效率。更进一步的方案是，移动电机组件包括X轴移动电机，X轴移动电机用于驱动打印头在X轴方向上的移动；驱动单元组件包括X轴驱动单元，X轴驱动单元用于接收控制信号并向X轴移动电机输出驱动信号。更进一步的方案是，移动电机组件包括Y轴移动电机，Y轴移动电机用于驱动打印头在Y轴方向上的移动；驱动单元组件包括Y轴驱动单元，Y轴驱动单元用于接收控制信号并向Y轴移动电机输出驱动信号。更进一步的方案是，移动电机组件包括Z轴移动电机，Z轴移动电机用于驱动打印头或成型座在Z轴方向上的移动；驱动单元组件包括Z轴驱动单元，Z轴驱动单元用于接收控制信号并向Z轴移动电机输出驱动信号。更进一步的方案是，驱动单元组件包括耗材供给驱动单元，耗材供给驱动单元用于接收控制信号并向耗材供给电机输出驱动信号。由上可见，通过X轴移动电机和Y轴移动电机对打印头进行水平面上的移动，再通过Z轴移动电机对打印头或成型座进行竖直方向上的移动，并通过驱动单元分别地对移动电机进行驱动，使得X、Y、Z轴的移动电机能够同步地进行提速的同时，打印头内的成像耗材供给速度以及挤出速度也能够同步提升，通过X、Y、Z轴的移动电机和耗材供给电机的同步提升或降低速度，使得提升成像速度的同时也保证其成像精度。更进一步的方案是，耗材供给电机为步进电机，X轴移动电机、Y轴移动电机和Z轴移动电机为步进电机。由上可见，由于步进电机主要由脉冲进行控制驱动，所以通过步进电机能够简易地通过调节脉冲频率便可实现转动速度的调节，以及步进电机具有精确的转动精度，以保证三维成像的精度。更进一步的方案是，控制单元为步进电机控制电路。由上可见，步进电机除了可以通过在处理器、单片机等器件上的软件程序实现对步进电机的控制和调速外，还可以采用步进电机控制电路等数模电路进行控制和调速，步进电机控制电路同样可根据实际需求对脉冲频率进行调节。更进一步的方案是，耗材供给电机为伺服电机，X轴移动电机、Y轴移动电机和Z轴移动电机为伺服电机。更进一步的方案是，控制单元为伺服控制器。由上可见，相比于步进电机，伺服电机具有更加精确的转动精度，以保证三维成像的精度。由于伺服电机具有多种控制方式，所以可通过调节脉冲频率或者输入电压幅值便可实现转动速度的调节，以及伺服电机除了通过软件程序实现控制外，还可以采用伺服控制器进行控制和调速。更进一步的方案是，速度调整单元为旋钮。由上可见，用户通过旋钮可方便地对输出的速度比率信号进行调节，该旋钮既可以为电位器、触发器，也可以是计算机程序上的功能按钮。附图说明图1是本发明三维打印机实施例的结构图。图2是本发明三维打印机实施例中的打印头的示意图。图3是本发明三维打印机实施例的系统框图。以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。具体实施方式参照图1，图1是三维打印机1的结构图。三维打印机1包括壳体11，壳体11围成用于三维成像的空腔，在该空腔内安装有X轴移动电机21、Y轴移动电机22和Z轴移动电机23，Z轴移动电机23安装在空腔的底部，在Z轴移动电机23上连接有螺杆231，在空腔的底壁还安装有导杆233，在导杆233上安装有Z轴移动支架，在该Z轴移动支架上设置有成型座232，由于Z轴移动支架与螺杆231螺纹啮合，所以当Z轴移动电机23工作时，将带动螺杆231旋转，继而使得成型座232在Z轴移动电机23的驱动下在Z轴方向上移动。Y轴移动电机22安装在空腔的侧壁上，在侧壁上固定设置有导杆211，在导杆211上设置有Y轴移动支架222，Y轴移动电机22通过一皮带与Y轴移动支架222连接，当Y轴移动电机22转动时，将通过皮带带动Y轴移动支架222沿着导杆221滑动，即Y轴移动支架222在Y轴移动电机22的驱动下在Y轴方向上移动。在Y轴移动支架222上安装有X轴移动电机21和两根导杆211，两根导杆211分别设置在X轴移动电机21的两侧，在两根导杆211上设置有打印头3，在打印头的上端设置有进料端，该进料端用于接收成像丝料32，在打印头3的下端设置有出料口31，该出料口31用于在成型座232上挤出成像材料。X轴移动电机21通过皮带与打印头3连接，当X轴移动电机21转动时，...