一种基于裸眼3D技术的纸基3D打印设备的制作方法

本实用新型涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种基于裸眼3D技术的纸基3D打印设备。

背景技术：

随着科技的快速发展和信息技术的日新月异，消费者对印刷制品的需求日益增多，传统的二维平面印刷技术已不能完全满足消费者的需求。而3D打印技术，即“立体印刷”，作为高端印刷的发展方向，很好的契合以上需求，应用前景非常巨大。3D打印技术的研发及产业化应用广泛，从ICT消费类电子产品、食品、药品到烟酒、保健品、文博创意产品等与人们日常生活密切相关的高端印刷、文化创意领域，都表现出惊人的应用潜力。

3D打印技术又称三维打印技术，是指通过可以“打印”出真实物体的3D打印机，采用分层加工、迭加成形的方式逐层增加材料来生成3D实体。3D打印技术最突出的优点是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，从而极大地缩短产品的研制周期，提高生产率和降低生产成本。本选题以纸基3D打印技术为基础，根据前期对粉末基3D打印技术、裸眼 3D印刷技术的研发积累，进一步开发适合文化产品包装的新技术、新产品等。

目前3D打印的成型材料主要是精细的金属和塑料材质等，存在着价格偏高，不易打印彩色等问题。而目前的造纸技术则是将植物纤维浆料通过纸页成型技术制成纸张薄片，难以制成具有三维立体结构的物体。如果解决以纸基或纸浆为原材料的3D打印技术，即可形成对新型结构的薄片纸张，克服原有造纸技术纤维排列不均，空隙大小不一等问题，也可以制成任意形状和三维结构的立体物体。3D打印制成的薄片纸张结构，可以做到纤维排列均匀、空隙大小一致、表面形貌各异的各种特种纸基材料，在工业和国防等领域发挥重要作用。而如果实现以纸基打印3D结构的物体，则具有质量轻、成本低、便于实现丰富的色彩呈现的优点，可用于真实三维地理模型的构建、产品设计及建筑设计模型的打印输出、模具设计的打印输出、立体文物的复制及军事和国防工业的特殊需求。纸基3D打印另外一个优势就是打印出来的设计模型、建筑模型或小区规划立体模型等，在使用完毕后可以像普通纸张材料一样进行回收利用，重新制成制浆用于造纸。目前，纸基3D打印技术国内尚属空白，国际上的研发成果也不多，开展纸基材料3D打印技术的研发和应用，使我国在该领域达到国际先进或国际领先水平，并在国民经济多种应用领域产生重大效益。

目前，市面上很少见到纸基3D打印技术在文创产品中的开发与应用，极少数企业在工艺品制作、文物仿制等上会使用3D打印技术，在精细的金属和塑料材质等为原料的3D打印技术、裸眼3D印刷技术的基础上进一步开发纸基3D 打印技术，裸眼3D打印技术多为折射线形成视觉差，因而针对3D打印设备的喷头改进是必不可少的。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种采用在喷头位置设置了冷却部，因而可大大提高打印效率，并且将喷嘴分隔形成两个，可加速完成打印工作，打印效率高的基于裸眼3D技术的纸基3D打印设备。

本实用新型所采用的技术方案是：一种基于裸眼3D技术的纸基3D打印设备，包括机架，设置于机架一侧的控制装置，设置于机架正前方与控制装置电连接的控制面板，所述机架内部设置有打印工作台，设置于机架内侧用于驱动打印工作台升降的升降驱动装置，架设于机架位于打印工作台上方的纵向驱动装置，设置于纵向驱动装置的横向驱动装置，所述横向驱动装置驱动连接有入料打印装置，所述入料打印装置包括设置于横向驱动装置的入料连接座，设置于入料连接座一端的入料驱动电机，设置于入料驱动电机一侧与入料驱动电机驱动端外径相切的入料辊轮，设置于入料连接座下侧的加热部，与加热部相连的打印喷头，设置于打印喷头一侧的打印冷却部，所述打印喷头开设有两个喷嘴，两喷嘴之间通过一隔片分隔。

对上述方案的进一步改进为，所述控制装置包括控制主机和控制电板，所述控制主机设置有急停开关，所述控制电板设置有散热装置，所述控制主机和控制电板电连接。

对上述方案的进一步改进为，所述控制电板为PLC控制电板，其与控制面板、升降驱动装置、纵向驱动装置、横向驱动装置和入料打印装置电连接。

对上述方案的进一步改进为，所述打印工作台包括与升降驱动装置驱动相连的支撑架，设置于支撑架上部的打印平台，所述支撑架与打印平台之间设置缓冲连接杆，所述缓冲连接杆为弹簧。

对上述方案的进一步改进为，所述升降驱动装置包括设置于机架的升降驱动电机，与升降驱动电机驱动相连的升降丝杆，设置于升降丝杆两侧的升降导杆，所述支撑架设置于升降丝杆与升降导杆，所述升降驱动电机驱动升降丝杆带动支撑架沿升降导杆升降传动。

对上述方案的进一步改进为，所述纵向驱动装置与横向驱动装置均采用电机、导杆和皮带传动。

对上述方案的进一步改进为，所述打印冷却部设置有冷却通道将打印喷头包覆，所述冷却通道内设置有冷却风扇。

对上述方案的进一步改进为，所述两个喷嘴为一大一小设置。

本实用新型的有益效果为：

第一方面，设有机架，设置于机架一侧的控制装置，设置于机架正前方与控制装置电连接的控制面板，具体是通过机架对整体起到固定作用，在实际使用中壳在机架上设置外罩，对内部结构起到保护作用，另外，通过控制装置控制本设备运行，实现打印控制，通过控制面板可连接或导入数据使用，也便于工作人员操作使用，使用方便；第二方面，所述机架内部设置有打印工作台，设置于机架内侧用于驱动打印工作台升降的升降驱动装置，架设于机架位于打印工作台上方的纵向驱动装置，设置于纵向驱动装置的横向驱动装置，具体是在打印工作台上对产品进行打印，通过升降驱动装置、纵向驱动装置和横向驱动装置的相互配合将形成XYZ三轴传动，可更大范围的对产品进行打印，打印效果好，实用性较强；第三方面，所述横向驱动装置驱动连接有入料打印装置，具体是通过入料打印装置将原料喂入实现3D打印工作，在机架一侧设置了放卷辊将卷状原料放卷至入料打印装置进行打印，打印效果好，工作效率高；第四方面，所述入料打印装置包括设置于横向驱动装置的入料连接座，设置于入料连接座一端的入料驱动电机，设置于入料驱动电机一侧与入料驱动电机驱动端外径相切的入料辊轮，具体是将原料放卷至入料连接座通过入料驱动电机和入料辊轮的作用将原料卷入进行上料，上料效果好，入料效率高；第五方面，设置于入料连接座下侧的加热部，具体是通过入料驱动电机和入料辊轮上卷入的原料至加热部，在加热部对原理加热熔化成流动液体，便于实现打印工作，打印效果好，效率高，与加热部相连的打印喷头，通过打印喷头将加热熔化的原料输出至喷头实现打印，打印方便，打印效果好；第六方面，设置于打印喷头一侧的打印冷却部，所述打印喷头开设有两个喷嘴，两喷嘴之间通过一隔片分隔，具体是通过两个喷嘴将熔化的原理喷出打印，在打印过程中通过打印冷却部对打印出的原料进行冷却，因而可提高打印效率，由于设置了两个分隔的喷嘴，在一些裸眼3D产品上打印可一次即可完成打印工作，裸眼3D图像多为折射线构成，因而通过双喷嘴的使用可加速完成打印工作，实用性强。

本实用新型中，采用在喷头位置设置了冷却部，因而可大大提高打印效率，并且将喷嘴分隔形成两个，可加速完成打印工作，打印效率高。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为本实用新型另一视角的立体图；

图3为本实用新型入料打印装置的侧视图；

图4为本实用新型入料打印装置的后视图。

附图标识说明：打印设备100、机架110、控制装置120、控制主机121、控制电板122、急停开关123、散热装置124、控制面板130、打印工作台140、支撑架141、打印平台142、缓冲连接杆143、升降驱动装置150、升降驱动电机151、升降丝杆152、升降导杆153、纵向驱动装置160、横向驱动装置170、入料打印装置180、入料连接座181、入料驱动电机182、入料辊轮183、加热部184、打印喷头185、喷嘴185a、打印冷却部186、冷却通道186a、冷却风扇 186b。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1～图4所示，分别为本实用新型的不同视角的立体图和入料打印装置的侧视图与后视图。

一种基于裸眼3D技术的纸基3D打印设备100，包括机架110，设置于机架 110一侧的控制装置120，设置于机架110正前方与控制装置120电连接的控制面板130，所述机架110内部设置有打印工作台140，设置于机架110内侧用于驱动打印工作台140升降的升降驱动装置150，架设于机架110位于打印工作台140上方的纵向驱动装置160，设置于纵向驱动装置160的横向驱动装置170，所述横向驱动装置170驱动连接有入料打印装置180，所述入料打印装置180包括设置于横向驱动装置170的入料连接座181，设置于入料连接座181一端的入料驱动电机182，设置于入料驱动电机182一侧与入料驱动电机182驱动端外径相切的入料辊轮183，设置于入料连接座181下侧的加热部184，与加热部184 相连的打印喷头185，设置于打印喷头185一侧的打印冷却部186，所述打印喷头185开设有两个喷嘴185a，两喷嘴185a之间通过一隔片分隔。

控制装置120包括控制主机121和控制电板122，所述控制主机121设置有急停开关123，所述控制电板122设置有散热装置124，所述控制主机121和控制电板122电连接，通过控制主机121和控制电板122的作用，可提高本方案的控制效果和智能化控制，并且设置有散热装置124可提高散热效果，保证散热强度和控制效果。

控制电板122为PLC控制电板122，其与控制面板130、升降驱动装置150、纵向驱动装置160、横向驱动装置170和入料打印装置180电连接，采用PLC 实现智能控制，控制效果好，可控制范围大，智能性强，便于操作使用。

打印工作台140包括与升降驱动装置150驱动相连的支撑架141，设置于支撑架141上部的打印平台142，所述支撑架141与打印平台142之间设置缓冲连接杆143，所述缓冲连接杆143为弹簧，采用支撑架141将打印平台142支撑，支撑效果好，通过缓冲连接杆143的作用将试点打印平台142能够在打印过程中起到平稳的缓冲效果，从而提高了打印质量和效果。

升降驱动装置150包括设置于机架110的升降驱动电机151，与升降驱动电机151驱动相连的升降丝杆152，设置于升降丝杆152两侧的升降导杆153，所述支撑架141设置于升降丝杆152与升降导杆153，所述升降驱动电机151驱动升降丝杆152带动支撑架141沿升降导杆153升降传动，采用电机丝杆和导杆之间的配合形成传动部件，传动效果好，智能性强，稳定性高，从而提高打印质量。

纵向驱动装置160与横向驱动装置170均采用电机、导杆和皮带传动，采用皮带传动的驱动装置，传动效果好，通过导杆的作用保证传动的稳定性，整体成本较低，稳定性高，提高打印质量。

打印冷却部186设置有冷却通道186a将打印喷头185包覆，所述冷却通道 186a内设置有冷却风扇186b，通过将打印喷头185包覆，形成冷却通道186a，可最大范围的对打印出的原料进行冷却，冷却效果好，能够大大提高打印效率和质量。

两个喷嘴185a为一大一小设置，其作用可针对裸眼3D产品打印使用，便于打印出折射线形成裸眼3D图文，实用性强。

第一方面，设有机架110，设置于机架110一侧的控制装置120，设置于机架110正前方与控制装置120电连接的控制面板130，具体是通过机架110对整体起到固定作用，在实际使用中壳在机架110上设置外罩，对内部结构起到保护作用，另外，通过控制装置120控制本设备运行，实现打印控制，通过控制面板130可连接或导入数据使用，也便于工作人员操作使用，使用方便；第二方面，所述机架110内部设置有打印工作台140，设置于机架110内侧用于驱动打印工作台140升降的升降驱动装置150，架设于机架110位于打印工作台140 上方的纵向驱动装置160，设置于纵向驱动装置160的横向驱动装置170，具体是在打印工作台140上对产品进行打印，通过升降驱动装置150、纵向驱动装置 160和横向驱动装置170的相互配合将形成XYZ三轴传动，可更大范围的对产品进行打印，打印效果好，实用性较强；第三方面，所述横向驱动装置170驱动连接有入料打印装置180，具体是通过入料打印装置180将原料喂入实现3D 打印工作，在机架110一侧设置了放卷辊将卷状原料放卷至入料打印装置180 进行打印，打印效果好，工作效率高；第四方面，所述入料打印装置180包括设置于横向驱动装置170的入料连接座181，设置于入料连接座181一端的入料驱动电机182，设置于入料驱动电机182一侧与入料驱动电机182驱动端外径相切的入料辊轮183，具体是将原料放卷至入料连接座181通过入料驱动电机182 和入料辊轮183的作用将原料卷入进行上料，上料效果好，入料效率高；第五方面，设置于入料连接座181下侧并与入料辊轮183与入料驱动电机182驱动外径相切位置的加热部184，具体是通过入料驱动电机182和入料辊轮183上卷入的原料至加热部184，在加热部184对原理加热熔化成流动液体，便于实现打印工作，打印效果好，效率高，与加热部184相连的打印喷头185，通过打印喷头185将加热熔化的原料输出至喷头实现打印，打印方便，打印效果好；第六方面，设置与打印喷头185一侧的打印冷却部186，所述打印喷头185开设有两个喷嘴185a，两喷嘴185a之间通过一隔片分隔，具体是通过两个喷嘴185a将熔化的原理喷出打印，在打印过程中通过打印冷却部186对打印出的原料进行冷却，因而可提高打印效率，由于设置了两个分隔的喷嘴185a，在一些裸眼3D 产品上打印可一次即可完成打印工作，裸眼3D图像多为折射线构成，因而通过双喷嘴185a的使用可加速完成打印工作，实用性强。

本实用新型中，采用在喷头位置设置了冷却部，因而可大大提高打印效率，并且将喷嘴185a分隔形成两个，可加速完成打印工作，打印效率高。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。