一种实现喷墨3D打印连续不间断的生产装置及工作方法与流程

本发明涉及3D打印技术领域。

背景技术：

3D打印，即快速成型技术的一种，它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。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。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，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。现有的3D打印技术打印效率低下，无法适应批量性的生产制造，为此，很有必要提出一种能够实现批量型生产打印的3D成型技术。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种实现喷墨3D打印连续不间断的生产装置及其工作方法，能够实现喷头喷射耗材固化成打印产品的同时，传送机构带动打印产品不停移动，实现3D打印连续不间断的生产，提高生产效率。

技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种实现喷墨3D打印连续不间断的生产装置，包括喷头集合和第一传送装置，所述第一传送装置包括前、后设置的传送起始端和传送末端，所述传送起始端通过传送带过渡至传送末端，所述喷头集合为对应均匀分布在第一传送装置上方的若干喷头。

进一步的，所述传送起始端通过传送带水平过渡至传送末端，所述喷头集合中的喷头距离第一传送装置竖直方向的距离，由传送起始端至传送末端逐渐增加；且位于传送起始端上方的所述喷头集合中的喷头与位于传送末端上方的所述喷头集合中的喷头之间的竖直方向的距离不小于打印成型固化物的高度。

进一步的，所述传送起始端通过传送带下沉式倾斜平滑过渡至传送末端，所述喷头集合中的若干喷头位于同一水平面上，且所述传送起始端在竖直方向上高出传送末端的距离不小于打印成型固化物的高度。

进一步的，所述第一传送装置包括第一传动大轴、第一传动小轴和第一传送带本体，所述第一传送带本体通过设置在其两端的第一传动大轴和第一传动小轴传动连接，所述第一传动大轴的上传动面高出第一传动小轴的上传动面的距离至少为待打印成型固化物的高度。

进一步的，所述第一传动大轴的轴半径大于第一传动小轴的轴半径。

进一步的，所述第一传送装置包括第一传送机构组、传送膜和支撑板，所述支撑板的支撑面为传送起始端向右下方延伸至传送末端的坡面结构；所述第一传送机构组包括两组相互分离且平行设置的履带结构组，每组履带结构组包括上履带结构和下履带结构，且所述上履带结构叠加设置在下履带结构上，叠加的重合面分别压合传送膜的两侧边，所述传送膜在两组履带结构组之间为供打印过程中喷墨成型固化物的传输通道，作为传输通道的传送膜区域的底部通过支撑板的支撑面顶紧；两组履带结构组同步带动传送膜沿第一支撑板的支撑面的导向移动。

进一步的，每组所述履带结构组中的上履带结构和下履带结构与传送膜压合的轮廓面上均设有防滑花纹，且所述防滑花纹沿传送膜的传动方向向外斜向设置，以保证传送膜绷紧。

进一步的，还包括第二传送装置，通过所述第二传送装置将第一传送装置的传送末端已喷墨打印成型固化物交接输送至预定位置。

一种实现喷墨3D打印连续不间断的生产装置的工作方法：

打印前，所述喷头集合中的每个喷头同一时刻距离对应区域待打印平面上的固化物的竖直方向的距离相等；所述喷头集合下方的第一传送装置的承载面上，随打印任务的进行，逐层喷射耗材打印需成型的固化物，在固化成型的过程中，需成型的固化物随第一传送装置的传送方向位移，直至完全成型；

第一步：喷头集合中若干喷头向下喷射出第一个图案耗材并固化，在第一传送装置上形成第一固化物；

第二步：第一传送装置向右下方移动一定距离，第一固化物随之向右下方下沉一定距离；

第三步：喷头集合中若干喷头向下喷射出两个图案耗材并固化，在第一固化物上表面一层固化物，与此同时在第二步中形成第一固化物的第一传送装置对应位置形成第二固化物；

第四步：第一传送装置向右下方移动一定距离，第一固化物和第二固化物随之向右下方下沉一定距离；

第五步：喷头集合中若干喷头向下喷射出三个图案耗材并固化，在第一固化物上表面再次叠加一层固化物，与此同时在第二固化物上表面固化一层固化物，在第三步中形成第二固化物的第一传送装置对应位置形成第三固化物；

依次类推，在第一传送装置上形成按照喷墨耗材图案变化的N个固化物，N个固化物累积形成需要成型的三维固化物。

有益效果：本发明能够实现喷头喷射耗材固化成打印产品的同时，传送机构带动打印产品不停移动，实现3D打印连续不间断的生产，提高生产效率。

可以同时打印若干个相同或不相同的物体；随时把需要打印的物体安排进生产流程，实现“紧急插队、立等可取”，极大提高生产的灵活性。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为本发明的结构立体图；

附图3为本发明的第二种实施例中的第一种具体结构的工作状态一图；

附图4为本发明的第二种实施例中的第一种具体结构的工作状态二图；

附图5为本发明的第二种实施例中的第一种具体结构的工作状态三图；

附图6为本发明的第二种实施例中的第一种具体结构的工作状态四图；

附图7为本发明的第二种实施例中的第一种具体结构的工作状态五图；

附图8为本发明的第二种实施例中的第一种具体结构的工作状态六图；

附图9为本发明的第二种实施例中的第二种具体结构示意图；

附图10为本发明的第二种实施例中的第二种具体结构立体图；

附图11为本发明的第二种实施例中的第二种具体结构的工作状态一图；

附图12为本发明的第二种实施例中的第二种具体结构的工作状态二图；

附图13为本发明的第二种实施例中的第二种具体结构的工作状态三图；

附图14为本发明的第二种实施例中的第二种具体结构的工作状态四图；

附图15为本发明的第二种实施例中的第二种具体结构的工作状态五图；

附图16为本发明的第二种实施例中的第二种具体结构的工作状态六图；

附图17为本发明实施例中需要打印的物体结构形状；

附图18为本发明实施例中打印完成之后在传送带上倾斜排列的示意图；

附图19为本发明实施例中打印固化物的成型流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

图1和2，一种实现喷墨3D打印连续不间断的生产装置，包括喷头集合10和第一传送装置20，所述第一传送装置20包括前、后设置的传送起始端和传送末端，所述传送起始端通过传送带过渡至传送末端，所述喷头集合10为对应均匀分布在第一传送装置20上方的若干喷头。

实施例一：所述传送起始端通过传送带水平过渡至传送末端，所述喷头集合中的喷头距离第一传送装置竖直方向的距离，由传送起始端至传送末端逐渐增加，这样的设计就可以克服由于喷头距离打印平面较远，喷出来的液体微粒会飘动，保证每个喷头同一时刻在竖直方向距离对应区域待打印平面上的固化物上表面的距离相等，尽可能提高打印过程的准确度和清晰度；进一步的，位于传送起始端上方的所述喷头集合中的喷头与位于传送末端上方的所述喷头集合中的喷头之间的竖直方向的距离不小于打印成型固化物的高度。

如附图1和2，以及9和10所示，实施例二：所述传送起始端通过传送带下沉式倾斜平滑过渡至传送末端，所述喷头集合10中的若干喷头位于同一水平面上，且所述传送起始端在竖直方向上高出传送末端的距离不小于打印成型固化物的高度。传送起始端通过传送带下沉式倾斜平滑过渡至传送末端，且倾斜过渡的程度满足喷头集合10中的每个喷头同一时刻距离对应区域待打印平面上的固化物的竖直方向的距离相等，克服由于喷头距离打印平面较远，喷出来的液体微粒会飘动，在距离相等的情况下，可以尽可能实现减小打印过程的误差和不清晰的缺陷。

如附图1和2，实施例二中，所述第一传送装置的第一种具体结构设计：所述第一传送装置20包括第一传动大轴201、第一传动小轴202和第一传送带本体203，所述第一传送带本体203通过设置在其两端的第一传动大轴201和第一传动小轴202传动连接，所述第一传动大轴201的上传动面高出第一传动小轴202的上传动面的距离至少为待打印成型固化物的高度。

所述第一传动大轴201的轴半径大于第一传动小轴202的轴半径。本发明中第一传动小轴202的半径优选小于5mm。第一传送带本体下行至第一传动小轴202位置卷入其下表面，由于第一传动小轴的轴半径较第一传动大轴201变小，而打印成型固化物有一定的硬度且边角尖锐不易弯曲，从而使打印成型固化物位移至第一传动小轴202位置处与传送带本体顺利剥离。

如附图9和10，实施例二中，所述第一传送装置的第二种具体结构设计：所述第一传送装置20包括第一传送机构组211、传送膜212和支撑板213，所述支撑板213的支撑面为传送起始端向右下方延伸至传送末端的坡面结构；所述第一传送机构组211包括两组相互分离且平行设置的履带结构组，每组履带结构组包括上履带结构和下履带结构，且所述上履带结构叠加设置在下履带结构上，叠加的重合面分别压合传送膜212的两侧边，所述传送膜212在两组履带结构组之间为供打印过程中喷墨成型固化物的传输通道，作为传输通道的传送膜212区域的底部通过支撑板213的支撑面顶紧；两组履带结构组同步带动传送膜212沿第一支撑板213的支撑面的导向移动。

每组所述履带结构组中的上履带结构和下履带结构与传送膜212压合的轮廓面上均设有防滑花纹，且所述防滑花纹沿传送膜212的传动方向向外斜向设置，以保证传送膜绷紧。两组履带结构组分别压住传送膜两边，带动膜前进，与传送膜压合的防滑花纹使传送膜有一个前进的分力和向两边绷紧的分力。

如附图1和2，还包括第二传送装置30，打印成型固化物位移至第一传送装置末端时掉入第二传送装置，所述第二传送装置30将第一传送装置20的传送末端已喷墨打印成型固化物交接输送至预定位置。在本发明中，针对上述第二种实施例的第一种具体实施方案而言，所述第二传送装置30的具体结构设计可以为：所述第二传动装置30包括第二传动前轴31、第二传动后轴32和第二传送带本体33，所述第二传送带本体33通过设置在其两端的第二传动前轴31和第二传动后轴32传动连接；所述第二传动前轴31的上传动面低于第一传动小轴202的上传动面设置，所述第二传动后轴32的上传动面高于水平面；所述第一传送装置20的传送末端的打印成型固化物传送落入第二传动装置30。所述第二传送带本体33上表面等间距设置若干隔板333，隔板333之间的间距为一个打印成型固化物的容纳间距。

如附图3-8，以及附图11-16，一种实现喷墨3D打印连续不间断的生产装置的工作方法：

打印前，所述喷头集合10中的每个喷头同一时刻距离对应区域待打印平面上的固化物的竖直方向的距离相等；所述喷头集合10下方的第一传送装置20的承载面上，随打印任务的进行，逐层喷射耗材打印需成型的固化物，在固化成型的过程中，需成型的固化物随第一传送装置20的传送方向位移，直至完全成型；

第一步：喷头集合10中若干喷头向下喷射出第一个图案耗材并固化，在第一传送装置上形成第一固化物；

第二步：第一传送装置向右下方移动一定距离，第一固化物随之向右下方下沉一定距离；

第三步：喷头集合10中若干喷头向下喷射出两个图案耗材并固化，在第一固化物上表面一层固化物，与此同时在第二步中形成第一固化物的第一传送装置对应位置形成第二固化物；

第四步：第一传送装置向右下方移动一定距离，第一固化物和第二固化物随之向右下方下沉一定距离；

第五步：喷头集合10中若干喷头向下喷射出三个图案耗材并固化，在第一固化物上表面再次叠加一层固化物，与此同时在第二固化物上表面固化一层固化物，在第三步中形成第二固化物的第一传送装置对应位置形成第三固化物；

依次类推，在第一传送装置上形成按照喷墨耗材图案变化的N个固化物，N个固化物累积形成需要成型的三维固化物。

为了使得本方案的工作原理能够更加清楚的呈现，进一步给出具体的打印固化物的成型流程图，具体如图19，图中需要打印的固化物的形状结构及排列方式参见附图17和18。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。