支撑去除装置和方法及模型打印机与流程

本发明涉及模型打印机领域，具体而言，涉及支撑去除装置和方法及模型打印机。

背景技术：

当打印模型中有悬空部分，或者其具有嵌套结构，或者因打印模型的摆放方式不同而具有下小上大的情况时，都需要在打印模型中添加支撑，添加支撑主要是为了防止在打印过程中打印材料下坠，影响打印模型的出品质量，提高打印模型出品的成功率。

添加了支撑的打印模型在打印完成后，需要对打印模型中的支撑进行去除，以得到设计的打印模型，打印模型中支撑的去除效果将直接影响打印模型的出品质量，所以打印模型中支撑的去除步骤是打印模型生产过程中的关键步骤之一。

现有的针对打印模型支撑件常用的去除的方法是通过将打印模型放入具有溶解液槽内，再通过长时间的浸泡来去除模型上的支撑，一方面，现有去除的方法耗时长，去除方法较低效，长时间浸泡甚至可能使得模型较薄的部分受到损坏；另一方面，简单的浸泡并不能使支撑件使支撑件从打印模型中分离，特别是将支撑件从具有嵌套结构的打印模型中分离。

有鉴于此，设计一种支撑去除效率高，并且能够将支撑件从打印模型中分离的方法和装置显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种支撑去除装置，用于去除打印模型的支撑件，其去除效率高，并且能够将支撑件从打印模型中分离。

本发明的另一目的在于提供一种模型打印机，其采用支撑去除装置去除打印模型的支撑件，其去除效率高，并且能够将支撑件从打印模型中分离。

本发明的另一目的在于提供一种支撑去除方法，用于去除打印模型的支撑件，其去除效率高，并且能够将支撑件从打印模型中分离。

本发明提供一种技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种支撑去除装置，包括：支撑去除槽、搅拌器和模型支架，所述模型支架为镂空结构，所述搅拌器包括相互连接的搅拌驱动件和搅拌叶轮，所述搅拌驱动件安装于所述支撑去除槽，所述模型支架安装于所述支撑去除槽内；所述支撑去除槽用于盛放溶解溶液，所述模型支架用于承载所述打印模型，并使得所述打印模型浸泡于所述溶解溶液中，所述搅拌叶轮用于搅拌所述溶解溶液。

第二方面，本发明实施例提供了一种模型打印机，包括支撑去除装置，支撑去除装置包括：支撑去除槽、搅拌器和模型支架，所述模型支架为镂空结构，所述搅拌器包括相互连接的搅拌驱动件和搅拌叶轮，所述搅拌驱动件安装于所述支撑去除槽，所述模型支架安装于所述支撑去除槽内；所述支撑去除槽用于盛放溶解溶液，所述模型支架用于承载所述打印模型，并使得所述打印模型浸泡于所述溶解溶液中，所述搅拌叶轮用于搅拌所述溶解溶液。

第三方面，本发明实施例提供了一种支撑去除方法，用于在溶解溶液中去除打印模型的支撑件，所述支撑去除方法包括：搅拌所述溶解溶液，并形成涡流和负压将所述溶解溶液向所述支撑件推进；所述溶解溶液在搅拌作用下旋转，并具有远离所述打印模型的离心力，旋转的所述溶解溶液带动溶解部分的所述支撑件与所述打印模型分离；搅拌所述溶解溶液，再次将所述溶解溶液向所述支撑件推进，旋转的所述溶解溶液进一步带动被溶解的所述支撑件与所述打印模型分离，重复此循环，以将支撑件溶解并从所述打印模型分离。

相比现有技术，本发明提供的支撑去除装置和方法及模型打印机的有益效果是：

溶解溶液在搅拌作用下，一方面溶解溶液被推向支撑件，提高支撑件的去除效率，另一方面，溶解溶液在搅拌作用下旋转，并具有远离打印模型的离心力，旋转的溶解溶液带动溶解部分的支撑件以将支撑件从打印模型分离。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的第一实施例提供的支撑去除装置的结构示意图；

图2为本发明的第一实施例提供的支撑去除装置的控制组件的结构示意图；

图3为本发明的第一实施例提供的支撑去除装置的配液组件的结构示意图；

图4为本发明的第一实施例提供的支撑去除装置的加热组件的结构示意图；

图5为本发明的第二实施例提供的模型打印机的组成框图；

图6为本发明第三实施例提供的支撑去除方法的流程示意框图。

图标：900-模型打印机；500-主机；100-支撑去除装置；110-支撑去除槽；112-溶液流通接口；113-支架凸起；120-搅拌器；125-搅拌驱动件；122-搅拌叶轮；130-模型支架；140-固定件；141-固定扣；143-固定条；150-控制组件；153-控制器；151-配液组件；1511-溶质补充阀；1512-液位传感器；1513-溶液排放阀；1514-溶剂补充阀；1515-酸碱度传感器；152-加热组件；1521-加热件；1522-温度传感器；180-上盖；200-打印模型；210-模型本体；230-支撑件；300-溶解溶液。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明较佳实施例提供了一种去除三维模型上支撑部分的清洗装置，其包括清洗液槽和搅拌件，搅拌件使得清洗液槽内的清洗液加速流动，并形成漩涡，快速流动的清洗液以增加支撑部分的溶解，在清洗液中形成的漩涡以使支撑部分在清洗液的离心力的作用下与三维模型分离。

第一实施例：

请参照图1，图1为本发明的第一实施例提供的支撑去除装置100的结构示意图。

打印模型200包括相互连接模型本体210和支撑件230，支撑件230用于防止在打印过程中模型本体210的下坠，在打印完成后需要将支撑件230去除，以得到模型本体210。支撑去除装置100用于去除打印模型200的支撑件230，其去除效率高，并且能够将支撑件230从打印模型200中分离。

该支撑去除装置100包括支撑去除槽110、搅拌器120和模型支架130，搅拌器120包括相互连接的搅拌驱动件125和搅拌叶轮122，搅拌驱动件125安装于支撑去除槽110，模型支架130安装于支撑去除槽110内。

模型支架130用于承载打印模型200，在支撑去除槽110中盛转溶解溶液300，以致溶解溶液300浸泡到打印模型200，搅拌叶轮122在搅拌驱动件125的带动下旋转，旋转的搅拌叶轮122将位于搅拌叶轮122下远离打印模型200的一侧的溶解溶液300向打印模型200推进，使得打印模型200附近的溶解溶液300的流动加快，提高支撑件230的去除效率，溶解溶液300在搅拌叶轮122在旋转时形成的离心力的作用下涌向支撑去除槽110的内壁，被溶解的支撑件230在涌向支撑去除槽110的内壁的溶解液的带动下与打印模型200分离，与此同时，旋转的搅拌叶轮122将位于搅拌叶轮122下远离打印模型200的一侧的溶解溶液300再次地向打印模型200推进，被溶解的支撑件230在涌向支撑去除槽110的内壁的溶解液的带动下进一步地与打印模型200分离，重复此循环，直到支撑件230与模型本体210完全分离，以达到没有与支撑件230连接的模型本体210。

需要说明的是，在本实施例中，模型支架130为网格状支架，并形成向上的容置打印模型200的空间，溶解溶液300可透过模型支架130上的网格来去除支撑件230以及将支撑件230从打印模型200中分离，可以理解的是，在其他实施例中，模型支架130也可以为类似于三角架的杆状结构，或者镂空的板状结构的溶解溶液300可以透过模型支架130的结构。

进一步地，搅拌叶轮122为斜桨式叶轮或者螺旋桨式叶轮，以加强搅拌叶轮122在带动溶解溶液300向打印模型200方向的流动速度，提高支撑件230的去除效率。

需要说明的是，在本实施例中，搅拌器120安装于支撑去除槽110底部，搅拌叶轮122由下搅拌溶解溶液300，可以理解的是，搅拌叶轮122可以将溶解溶液300由下向打印模型200推进，直接将溶解溶液300推向打印模型200，也可以向下推进溶解溶液300，被推动的溶解溶液300在支撑去除槽110的导引下，由下向上流动，进而向打印模型200推进。

进一步地，该支撑去除装置100还包括固定件140，固定件140一端与模型支架130连接，固定件140的另一端与模型支架130可拆卸连接，固定件140包括固定扣141和固定条143，固定扣141与模型支架130连接，固定件140条的一端与模型支架130转动连接，另一端通过固定扣141与模型支架130连接，固定条143用于压住打印模型200，避免打印模型200在溶解溶液300带动下飘动，提高支撑件230的去除效率。

进一步地，在本实施例中，该支撑去除装置100还包括上盖180，上盖180用于改在支撑去除槽110的开口，用以减少溶解溶液300的溅出，提高溶解溶液300的使用效率，可以理解的是，在其他实施例中，也可以取消上盖180，比如，在搅拌器120功率较小，不能使溶解溶液300的溅出时，可不使用上盖180。

进一步地，在本实施例中，支撑去除槽110上设置有支架凸起113，该支架凸起113用于放置模型支架130，以方便使用人员拿取模型支架130。

进一步地，支撑去除槽110上还设置有溶液流通接口112，该溶液流通接口112用于向支撑去除槽110内添加或排放溶解溶液300，方便使用人员操作。

请参照图2，图2为本发明的第一实施例提供的支撑去除装置100的控制组件150的结构示意图。

进一步地，支撑去除装置100还包括控制组件150，控制组件150包括控制器153、加热组件152和配液组件151，控制器153分别和加热组件152、配液组件151以及加班驱动件电连接。控制器153安装于支撑去除槽110内，控制器153用于控制搅拌驱动件125的搅拌流程或者时间。还用于控制加热组件152的配液组件151。配液组件151用于向支撑去除槽110中添加、排出以及配比溶解溶液300，以较少操作人员的劳动强度，提高支撑去除装置100的自动化程度。加热组件152用于加热溶解溶液300以提高支撑件230的去除效率。

以下将具体介绍配液组件151的组成、原理及其效果。

请参照图3，图3为本发明的第一实施例提供的支撑去除装置100的配液组件151的结构示意图。

配液组件151包括溶质补充阀1511和液位传感器1512，控制器153分别与溶质补充阀1511和液位传感器1512电连接，液位传感器1512安装于支撑去除槽110内部，溶质补充阀1511的一端通过溶液流通接口112与支撑去除槽110内部连通，另一端接导通溶质溶液的管路，打开溶质补充阀1511以向支撑去除槽110内部添加溶质溶液，当溶质溶液的被液位传感器1512检测到时，关闭溶质补充阀1511，溶质溶液补充完毕，操作人员可向溶质溶液中添加药剂以配比出溶解溶液300，当然，可以理解的是，溶质补充阀1511也可以直接向支撑去除槽110内放入溶解溶液300，以上操作以提高使用人员的操作效率。

进一步地，配液组件151还包括溶液排放阀1513，溶液排放阀1513与控制器153电连接，溶液排放阀1513通过溶液流通接口112与支撑去除槽110内部连通，溶液流通接口112的高度低于模型支架130的高度，溶液排放阀1513打开以排放支撑去除槽110内的液体，并露出打印模型200。

进一步地，配液组件151还包括溶剂补充阀1514，控制器153与溶剂补充阀1514电连接，溶剂补充阀1514通过溶液流通接口112与支撑去除槽110内部连通，通过打开溶剂补充阀1514向撑去除槽内添加溶剂溶液，可通过溶剂补充阀1514的打开时间来控制向支撑去除槽110内添加溶剂溶液的量，该溶剂溶液可以是高浓度的溶解溶液300，在使用前需要对其进行稀释，再向支撑去除槽110内添加溶质溶液，以配比出合适浓度的溶解溶液300，以提高支撑去除装置100的自动化程度。

进一步地，配液组件151还包括酸碱度传感器1515，控制器153与酸碱度传感器1515电连接，酸碱度传感器1515安装于支撑去除槽110内，配比出合适浓度的溶解溶液300的过程中以及使用溶解溶液300的过程中，以检测溶解溶液300的酸碱度，用以在溶解溶液300的酸碱度过高或者过低时，添加溶剂溶液、添加溶质溶液或者提示操作人员，避免在溶解溶液300失效或者过度溶解打印模型200，以提高支撑的去除效率。

以下将具体介绍加热组件152的组成、原理及其效果。

请参照图4，图4为本发明的第一实施例提供的支撑去除装置100的加热组件152的结构示意图。

加热组件152包括加热件1521，加热件1521与控制器153电连接，加热件1521安装于支撑去除槽110内，加热件1521用于对溶解溶液300加热，以提高支撑件230的去除效率。

进一步地，加热组件152还包括温度传感器1522，温度传感器1522与控制器153电连接，温度传感器1522安装于支撑去除槽110内，温度传感器1522用于检测溶解溶液300的温度，在加热件1521对溶解溶液300加热时，以达到理想的温度值，避免溶解溶液300的温度过高或者过低并控制其温度在20-80摄氏度的范围内，以提高支撑件230的去除效率。

第二实施例提供的支撑去除装置100的工作原理是：

打印模型200固定于模型支架130上，通过配液组件151向支撑去除槽110内添加溶解溶液300，搅拌器120带动溶解溶液300向打印模型200推进，使得打印模型200附近的溶解溶液300的流动加快，提高支撑件230的去除效率，溶解溶液300在搅拌叶轮122在旋转时形成的离心力的作用下涌向支撑去除槽110的内壁，被溶解的支撑件230在涌向支撑去除槽110的内壁的溶解液的带动下与打印模型200分离，与此同时，加热组件152对溶解溶液300加热，以提高支撑件230的去除效率，在完成支撑件230去除作业后，配液组件151将溶解溶液300排除并露出模型本体210。

综上所述：

本发明提供一种支撑去除装置100，用于去除打印模型200的支撑件230，其去除效率高，并且能够将支撑件230从打印模型200中分离。

第二实施例：

请参照图5，图5为本发明的第二实施例提供的模型打印机900的组成框图。

模型打印机900包括主机500和如第一实施例提供的支撑去除装置100，主机500与控制器153电连接，主机500控制支撑去除装置100的启动或关闭，以实现对打印模型200的支撑件230的去除。

第二实施例提供的模型打印机900的工作原理是：

打印模型200固定于模型支架130上，主机500控制支撑去除装置100启动，通过配液组件151向支撑去除槽110内添加溶解溶液300，搅拌器120带动溶解溶液300向打印模型200推进，使得打印模型200附近的溶解溶液300的流动加快，提高支撑件230的去除效率，溶解溶液300在搅拌叶轮122在旋转时形成的离心力的作用下涌向支撑去除槽110的内壁，被溶解的支撑件230在涌向支撑去除槽110的内壁的溶解液的带动下与打印模型200分离，与此同时，加热组件152对溶解溶液300加热，以提高支撑件230的去除效率，在完成支撑件230去除作业后，配液组件151将溶解溶液300排除并露出模型本体210，主机500控制支撑去除装置100关闭。

综上所述：

本发明提供一种模型打印机900，其使用支撑去除装置100去除打印模型200的支撑件230，其去除效率高，并且能够将支撑件230从打印模型200中分离。

第三实施例：

请参阅图6，图6为本发明第三实施例提供的支撑去除方法的流程示意框图；该支撑去除方法用于在溶解溶液300中去除打印模型200的支撑件230，包括以下步骤：

步骤S101，搅拌溶解溶液300，并形成涡流和负压将溶解溶液300向支撑件230推进。溶解溶液300向支撑件230推进的过程中，使得打印模型200附近的溶解溶液300的流动加快，提高支撑件230的去除效率。

步骤S102，溶解溶液300在搅拌作用下旋转，并具有远离打印模型200的离心力，旋转的溶解溶液300带动溶解部分的支撑件230与打印模型200分离。一方面溶解溶液300带动溶解部分的支撑件230与打印模型200分离可加速支撑件230的去除效率，另一方面，在打印模型200结构较复杂时，内部可能形成滞留部分支撑件230腔体，影响支撑件230的溶解速度，旋转的溶解溶液300带动溶解部分的支撑件230以减少形成滞留部分支撑件230腔体的可能，提高支撑件230的去除效率。

重复步骤S101和步骤S102，以将支撑件230溶解并从打印模型200分离，其去除效率高，并且能够将支撑件230从打印模型200中分离。搅拌器120用于执行步骤S101和步骤S102。

可以理解的是，支撑去除方法还包括以下步骤：

步骤S103，对溶解溶液300进行加热。温度较高的溶解溶液300，例如，在20-80摄氏度之间温度的溶解溶液300，可提高支撑件230在溶解溶液300中的溶解速度，提高支撑件230的溶解速率。加热组件152用于执行步骤S103。

第三实施例提供的模型打印机900的工作原理是：

搅拌溶解溶液300，并形成涡流和负压将溶解溶液300向支撑件230推进，使得打印模型200附近的溶解溶液300的流动加快，提高支撑件230的去除效率，此外，溶解溶液300在搅拌作用下旋转，并具有远离打印模型200的离心力，旋转的溶解溶液300带动溶解部分的支撑件230与打印模型200分离，加速支撑件230的去除效率，减少形成滞留部分支撑件230腔体的可能，提高支撑件230的去除效率。还对溶解溶液300进行加热，以提高支撑件230的溶解速率。

综上所述：

本发明提供一种支撑去除方法，其去除效率高，并且能够将支撑件230从打印模型200中分离。

打印模型200固定于模型支架130上，主机500控制支撑去除装置100启动，通过配液组件151向支撑去除槽110内添加溶解溶液300，搅拌器120带动溶解溶液300向打印模型200推进，使得打印模型200附近的溶解溶液300的流动加快，提高支撑件230的去除效率，溶解溶液300在搅拌叶轮122在旋转时形成的离心力的作用下涌向支撑去除槽110的内壁，被溶解的支撑件230在涌向支撑去除槽110的内壁的溶解液的带动下与打印模型200分离，与此同时，加热组件152对溶解溶液300加热，以提高支撑件230的去除效率，在完成支撑件230去除作业后，配液组件151将溶解溶液300排除并露出模型本体210，主机500控制支撑去除装置100关闭。

综上所述：

本发明提供一种模型打印机900，其使用支撑去除装置100去除打印模型200的支撑件230，其去除效率高，并且能够将支撑件230从打印模型200中分离。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，在不冲突的情况下，上述的实施例中的特征可以相互组合，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。