一种可调色3D打印机及其实现方法与流程

本发明属于三维打印设备领域，更具体地，涉及一种可调色3d打印机及其实现方法。

背景技术：

3d打印机是3d打印的核心装备，它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统，主要由高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型环境等子系统组成。此外，新型打印材料、打印工艺、设计与控制软件等也是3d打印技术体系的重要组成部分。相对于其他的制造技术而言，速度快，价格低，可调性高等优点突出。传统的加工多是通过去除材料得到目标零件，而3d打印的工作过程正好相反，因此更具有节省材料、环保绿色的优点。3d打印无需机械加工或模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的物体，从而极大地缩短了产品的生产周期，提高了生产率。尽管仍有待完善，但3d打印技术市场潜力巨大，势必成为未来制造业的众多突破技术之一。

近年来,国内外针对熔融沉积3d打印设备、材料以及工艺等方面投入了大量研究,在打印速度、打印制件质量等方面取得了许多研究成果,但是支持可调色打印的熔融沉积3d打印机鲜有报道。而彩色3d模型在视觉效果上,较单色模型来说更加立体、直观,所以更符合未来人类社会的生产和生活需求，具有较大的市场空间。市面上的基于熔融堆积成型原理的直角坐标3d打印机、亦或是三角洲型3d打印机，大多数都是单喷头单色打印；近年来也有部分直角坐标3d打印机安装了双喷头，可以实现双色打印，但是两个喷头的重定位是打印实施的关键，不管是结构设计还是控制系统开发都具有一定的难度。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可调色3d打印机及其实现方法，通过控制挤出机装置内不同颜色的耗材的加入量，实现任意颜色的打印。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案是：一种可调色3d打印机，包括喷头装置、与喷头装置连接的挤出机装置以及用于控制喷头装置和挤出机装置的控制装置，其中，所述的喷头装置包括喷嘴，所述的喷嘴上设有多个喉管，所述的喉管通过连接装置分别与多个挤出机装置对应连接，所述的多个挤出机装置内设有多种颜色的耗材。喷头装置的下端只有一个喷嘴，上端连接有成一定角度分布的喉管，不同颜色的耗材通过挤出机装置进入到喷头装置内，通过控制不同颜色的耗材的加入量，便可实现多种颜色的打印。

进一步地，所述的喷头装置还包括散热铝片，所述的散热铝片包裹在喉管上。在喉管外部套设散热铝片，用于散热，使热量集中在喷嘴部分。

进一步地，所述的喷头装置还包括多个转接头，所述的转接头分别与喉管连接。设置转接头方便与挤出装置连接。

进一步地，所述的喷嘴上设有三个喉管，三个喉管上分别连接有三个转接头，三个转接头分别通过连接装置与三个挤出机装置连接。利用三原色（红、绿、蓝）便可以混合出所有的颜色，因此设置三个挤出机装置便可实现任意颜色的打印。

进一步地，所述的连接装置为导料管。挤出机装置通过导料管与转接头连接，挤出机装置内的耗材通过导料管进入到喷头装置内。

进一步地，所述的喷嘴与喉管的连接方式为螺纹连接。

进一步地，所述的三个挤出机装置分别对应安装有红色耗材、绿色耗材、蓝色耗材。将三原色耗材（红色耗材、绿色耗材、蓝色耗材）分别安装在三个挤出机装置上，利用三原色配色原理，实现任意颜色的打印。

进一步地，所述的控制装置包括用于控制三维打印机基本功能的主程序控制装置和用于分配每个挤出机装置工作状态的脉冲频率分配装置。主程序控制装置可以实现三维打印机工作的基本功能，脉冲频率分配装置根据客户需求分配三个挤出机装置工作状态的脉冲频率，用户通过脉冲频率分配装置控制界面相关参数的输入，控制三个挤出机装置中耗材的配比，实现3d打印的任意颜色的打印。

进一步地，所述的脉冲频率分配装置分别与挤出机装置连接。脉冲频率控制装置分别与三个挤出机装置连接，分别控制三个挤出机装置工作状态的脉冲频率。

本发明还提供一种可调色3d打印机的实现方法，其中，包括以下步骤：

s1.在三个挤出机装置中分别对应安装红色耗材、绿色耗材、蓝色耗材；

s2.根据打印物体的配色方案设置好各挤出机装置对应的脉冲频率，各挤出机装置的脉冲频率之和等于脉冲频率分配装置接收到的总脉冲频率。

与现有技术相比，有益效果是：本发明提供的一种可调色3d打印机，通过设置三进一出的喷头装置，在挤出机装置内安装三原色耗材（红色耗材、绿色耗材、蓝色耗材），利用脉冲频率控制装置控制挤出机装置中三原色耗材的加入量，实现任意颜色的打印。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明喷头装置结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

如图1、图2所示，一种可调色3d打印机，包括喷头装置1、与喷头装置1连接的挤出机装置2以及用于控制喷头装置2和挤出机装置2的控制装置3，其中，喷头装置1包括喷嘴11，喷嘴11上设有多个喉管12，喉管12通过连接装置分别与多个挤出机装置2对应连接，多个挤出机装置2内设有多种颜色的耗材。喷头装置1的下端只有一个喷嘴11，上端连接有成一定角度分布的喉管12，不同颜色的耗材通过挤出机装置2进入到喷头装置1内，通过控制不同颜色的耗材的加入量，便可实现多种颜色的打印。

具体地，喷头装置1还包括散热铝片13，散热铝片13包裹在喉管12上。在喉管12外部套设散热铝片13，用于散热，使热量集中在喷嘴11部分。

其中，喷头装置1还包括多个转接头14，转接头14分别与喉管12连接。设置转接头14方便与挤出装置连接。

另外，喷嘴11上设有三个喉管12，三个喉管12上分别连接有三个转接头14，三个转接头14分别通过连接装置与三个挤出机装置2连接。利用三原色（红、绿、蓝）便可以混合出所有的颜色，因此设置三个挤出机装置2便可实现任意颜色的打印。

其中，连接装置为导料管。挤出机装置2通过导料管与转接头14连接，挤出机装置2内的耗材通过导料管进入到喷头装置1内。

另外，喷嘴11与喉管12的连接方式为螺纹连接。

其中，三个挤出机装置2分别对应安装有红色耗材、绿色耗材、蓝色耗材。将三原色耗材（红色耗材、绿色耗材、蓝色耗材）分别安装在三个挤出机装置2上，利用三原色配色原理，实现任意颜色的打印。

另外，控制装置3包括用于控制三维打印机基本功能的主程序控制装置和用于分配每个挤出机装置2工作状态的脉冲频率分配装置4。主程序控制装置3可以实现三维打印机工作的基本功能，脉冲频率分配装置4根据客户需求分配三个挤出机装置2工作状态的脉冲频率，用户通过脉冲频率分配装置4控制界面相关参数的输入，控制三个挤出机装置2中耗材的配比，实现3d打印的任意颜色的打印。

其中，脉冲频率分配装置4分别与挤出机装置2连接。脉冲频率控制装置3分别与三个挤出机装置2连接，分别控制三个挤出机装置2工作状态的脉冲频率。脉冲频率控制装置的总脉冲频率41等于脉冲频率42、脉冲频率43与脉冲频率44之和。

一种可调色3d打印机的实现方法，其中，包括以下步骤：

s1.在三个挤出机装置2中分别对应安装红色耗材、绿色耗材、蓝色耗材；

s2.根据打印物体的配色方案设置好各挤出机装置2对应的脉冲频率，各挤出机装置2的脉冲频率之和等于脉冲频率分配装置4接收到的总脉冲频率。即脉冲频率42、脉冲频率43、脉冲频率44之和等于总脉冲频率41。

通过在三个挤出机装置2中设置三原色耗材，利用三原色配色原理，结合脉冲频率分配装置4控制每个挤出装置2的脉冲频率，从而实现3d打印的任意颜色的打印。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。