一种FDM3D打印方法、打印机及其支撑装置与流程

本发明涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种3D打印方法、FDM 3D打印机及其支撑装置。

背景技术：

目前市场上FDM(熔融沉积制造工艺)3D打印机近两年日益剧增，受到了行业的极大关注，但是在打印需要支撑结构的模型时，缺乏合理的设计，在打印过程中为此需要浪费大量的时间和打印耗材，而且打印完成后，支撑结构很难去除，给FDM 3D打印机的用户带来了极大的困扰。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提出一种用于FDM 3D打印机的支撑装置，以解决上述现有技术存在的打印需要支撑结构的模型时会浪费大量的时间和打印耗材，且打印完成后支撑结构很难去除的技术问题。

为此，本发明提出一种用于FDM 3D打印机的支撑装置，包括工作台及其工作缸和升降机构，颗粒状支撑材料及其送料机构，感应器和控制装置，所述升降机构、送料机构和感应器分别与所述控制装置连接，并根据所述控制装置的指令执行升降和送料操作，所述感应器用于检测所述颗粒状支撑材料的顶面位置。

优选地，本发明还可以具有如下技术特征：

所述颗粒状支撑材料为颗粒状。

所述颗粒状支撑材料为沙子、玻璃珠子、金属粉或水银。

所述装置还包括用于使所述工作缸产生震动的震动机构。

本发明还提出一种FDM 3D打印机，包括机身和打印头，还包括配合所述打印头的支撑装置，所述支撑装置为前述任一项所述的支撑装置。

本发明还提出一种FDM 3D打印方法，采用前述任一项所述的支撑装置，包括如下步骤：

a.打印模型直到需要支撑的部位时暂停；

b.填充所述颗粒状支撑材料至所述工作缸中所述颗粒状支撑材料的上端面达到预定位置，并由感应器检测得到相应的检测信号；

c.将所述检测信号传送至所述控制装置，并通过所述控制装置停止所述送料机构并启动打印机及其所述升降机构，继续打印所述模型。

优选地，还可以具有如下技术特征：

所打印模型如有两个以上需要支撑的部位，则相应重复所述步骤a、b和c即可。

所述步骤b中，还通过所述震动机构使工作缸产生震动，从而使所述颗粒状支撑材料在所述工作缸内保持平面上升。

还包括去除打印完成后的模型上粘附的所述颗粒状支撑材料的步骤d。

所述步骤d采用高压吹扫的方式。

本发明与现有技术对比的有益效果包括：

本发明用于FDM 3D打印机的支撑装置通过工作台及其工作缸和升降机构、颗粒状支撑材料及其送料机构、感应器和控制装置的配合使用，可高效低成本的实现需要支撑结构的模型(譬如模型带有向主体外延伸的悬空部位等)的打印，并且打印结束后可方便的去除支撑物。本发明的方法，在FDM 3D打印中，可简单方便的实现需要支撑结构的模型的打印，给在FDM 3D打印机用户带来极大的方便。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的FDM 3D打印机结构示意图。

图2是本发明一个具体实施方式的FDM 3D打印方法流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

参照以下附图1-2，将描述非限制性和非排他性的实施例，其中相同的附图标记表示相同的部件，除非另外特别说明。

实施例一：

本实施例的FDM 3D打印机，如图1所示，包括机身和打印头9，还包括配合所述打印头9的支撑装置，所述支撑装置包括：工作台5及其工作缸2和升降机构8(可为电机或气缸等动力机构组成)，颗粒状支撑材料4及其送料机构1，感应器3和控制装置(图中未示出)。所述工作台5及其工作缸2可在所述升降机构的作用下进行升降动作，所述颗粒状支撑材料4可由所述送料机构1输送至所述工作缸2中。所述升降机构8、送料机构1和感应器3分别与所述控制装置连接，并根据所述控制装置的指令执行升降和送料操作，所述感应器用于检测所述颗粒状支撑材料的顶面位置，并产生感应信号传送至所述控制装置，由所述控制装置发出控制指令，以停止所述送料机构并启动打印机(图中仅示意性显示了打印机头9)及其所述升降机构8，继续打印所述模型10。图中，P1所指示部位是已打印的所述模型10的部位，P2所指示部位是还未打印的所述模型10的部位。A所指示的是所述颗粒状支撑材料的顶面到达的位置(即需要支撑的位置/高度，或满足预设的偏移量的位置/高度)，A面即为支撑面，用于提供打印模型悬空部位的支撑。

所述颗粒状支撑材料优选颗粒状，可为沙子、玻璃珠子、金属粉等固体颗粒，也可采用水银等液体物质。所述颗粒状颗粒状支撑材料的粒径可根据所打印模型的大小、形状等进行适当的选择。

本实施例还优选包括用于使所述工作缸产生震动的震动机构6和缸体固定座7，所述缸体固定座7可在进料时及时将所述颗粒状支撑材料均匀的分布于所述工作缸2内，并使其在所述工作缸2内保持平面上升。

此外，该打印方法中的支撑装置与FDM 3D打印机可以很方便的组装及分开，可根据实际打印模型的需要灵活设置。

实施例二：

本实施例的FDM 3D打印方法如图2所示，采用实施例一所述的FDM 3D打印机及其支撑装置，包括如下步骤：

a.打印模型直到需要支撑的部位时暂停；

b.填充所述颗粒状支撑材料至所述工作缸中所述颗粒状支撑材料的上端面达到预定位置，并由感应器检测得到相应的检测信号；

c.将所述检测信号传送至所述控制装置，并通过所述控制装置停止所述送料机构并启动打印机及其所述升降机构，继续打印所述模型。

其中，所述步骤b中，还通过所述震动机构使工作缸产生震动，从而使所述颗粒状支撑材料在所述工作缸内保持平面上升。

本实施例中，还可包括去除打印完成后的模型上粘附的所述颗粒状支撑材料的步骤d，该步骤d可采用高压吹扫的方式，当然也可采用刮、刷、扫等方式。

此外，所打印模型如有两个以上需要支撑的部位，则相应重复所述步骤a、b和c即可，不做赘述。

本实施例的打印方法采用颗粒状支撑材料形成必要的支撑，既能够满足打印模型店要求，又方便颗粒状支撑材料的去除，因为获得的打印模型上粘附的颗粒状颗粒状支撑材料的只是表面的一层，且颗粒物与模型的接触面小，很容易去除。

本领域技术人员将认识到，对以上描述做出众多变通是可能的，所以实施例仅是用来描述一个或多个特定实施方式。

尽管已经描述和叙述了被看作本发明的示范实施例，本领域技术人员将会明白，可以对其作出各种改变和替换，而不会脱离本发明的精神。另外，可以做出许多修改以将特定情况适配到本发明的教义，而不会脱离在此描述的本发明中心概念。所以，本发明不受限于在此披露的特定实施例，但本发明可能还包括属于本发明范围的所有实施例及其等同物。