0037]多个如四个纵向导杆140大致垂直地设置在3D打印桌面130的四角。两个水平Y向导杆150分别设置在一对纵向导杆140之间，并且两水平Y向导杆150大致平行。如图1所示，水平Y向导杆150的两端分别通过滑头152滑动地安装在对应的纵向导杆140上，使得水平Y向导杆150可以在电动机190驱动下沿着纵向导杆140滑动。水平X向导杆160设置在两个水平Y向导杆150之间，并将两个水平Y向导杆150连接。水平X向导杆160的两端分别通过滑头152滑动地安装在对应的水平Y向导杆150，使得水平X向导杆160可以在电动机190驱动下沿着水平Y向导杆150滑动。打印机头170滑动地安装在水平X向导杆160上，并可在打印机头170中电动机的驱动下沿着水平X向导杆160滑动。这样，通过控制主板120控制电动机190及打印机头170中电动机的运行，即可控制打印机头170在水平范围内以及纵向上的位置、移动方向及速度，从而使得打印机头170能够在三维空间内精确定位并进行打印。
[0038]材料导管180的一端与打印机头170连接，另一端与材料提供装置182连接。在处理装置110和/或控制主板120控制下，材料提供装置182上的材料经过材料导管180输送到打印机头170以实现3D打印。
[0039]喷嘴230内置有喷嘴电机，喷嘴230通过共用导管254与胶水盒251、颗粒材料盒252和光油盒253分别相连，胶水盒251内装白乳胶等慢干性胶水，颗粒材料盒252内装有直径大小在50um?200um塑胶片或粉末，光油盒253内装光油。套环纵向导杆210与纵向导杆140平行，套环纵向导杆210的一端固定于水平X向导杆160上，另一端固定于3D打印桌面130上，喷嘴套环220通过第三电机240与套环纵向导杆210活动连接，第三电机240驱动喷嘴套环220在竖直方向上移动，喷嘴230内置的喷嘴电机驱动喷嘴230在喷嘴套环220上移动。
[0040]由于3d打印是基于层叠原理进行模型的构建，层的厚度又决定了模型打印的速度和打印的稳定性，所以在3d打印技术里面，一般采用0.1-0.3_左右作为层厚的参数，因此打印出来的模型在表面都会有用肉眼能明显分辨出来的层叠纹理。利用50Um-200Um颗粒，在模型表面覆盖一层装饰层，因为颗粒比较大，不会直接填充到层与层的间隙中，只会叠加在模型表面，可以迅速掩盖模型表面的纹理。胶水层与浮饰层的厚度不作硬性要求，只要使模型表面细节保持清晰，颗粒不易掉落即可，因为胶水的粘性大时，就可以薄一些，胶水的粘性小时，就可以厚一些，对于浮饰层，影响模型表面细节的决定因素是在于浮饰材料的颗粒大小。
[0041]出风嘴260通过导气管270与气泵280相连，如图2所示，出风嘴260包括一对环形本体2601 (上环形本体和下环形本体)和本体连接管2602，这一对环形本体2601通过本体连接管2602连接，所述环形本体2601内部中空形成环形气腔(上环形气腔和下环形气腔)，上环形本体的上环形气腔和下环形本体的下环形气腔通过本体连接管2602连通，上环形本体和下环形本体上均设有若干均匀分布的出气口 26010，上环形本体上表面上设置有进气口 26011和固定螺纹孔26012，进气口 26011与导气管270相连，出风嘴260通过固定螺纹孔26012设置在打印机头170的正下方。
[0042]下面对本实用新型的3D打印设备的使用方法做阐述。
[0043]针对需要打印的模型，在处理装置110上建立模型，并按工程建造要求设置3D打印精度；利用3D建模软件将所建立的模型进行分层切割，并把每层模型信息通过导线112发送给控制主板120。
[0044]然后根据处理装置110所发送的每层模型信息，控制主板120控制打印机头170在水平范围内以及纵向上的位置、移动方向、速度以及3D打印材料输入，在3D打印桌面130上逐层打印出需要打印的模型，其中，3D打印材料可以用纯塑料/树脂以及粘合剂，3D打印材料输入包括:调节打印机头170处的激光温度至3D打印材料的熔点或塑化温度，使得3D打印材料熔化后落在3D打印桌面130上并凝固，并在粘合剂的作用下实现结构堆叠稳定，建立实体模型，可将打印机头170处的激光温度调节至高于3D打印材料的熔点或塑化温度。
[0045]在模型打印完成后，控制主板120控制第三电机240以驱动喷嘴套环220绕模型上下移动，同时控制主板120控制喷嘴230内的喷嘴电机以驱动喷嘴230在喷嘴套环220上移动，在移动过程中，控制主板120控制喷嘴230与胶水盒251连通，使得模型表面被喷涂上一层胶水；重复上述控制，在胶水层上喷涂一层颗粒材料；重复上述控制，在颗粒材料城上喷涂一层光油层。
[0046]在打印的同时，处理装置110通过控制主板120控制气泵280，使其在打印过程中不断通入液氮，液氮从导气管270进入出风嘴260，又从出风嘴260的出气口 26010喷出，以对从打印头170中挤出的打印材料进行冷却。
[0047]本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种带液氮制冷的多功能3D打印设备，其特征在于:包括处理装置、控制主板、3D打印桌面、打印机头、喷嘴、喷涂材料提供装置和制冷装置； 所述处理装置用于建立模型，并按工程建造要求设置3D打印精度，并利用3D建模软件将所建立的模型进行分层切割，并把每层模型信息发送给所述控制主板； 所述控制主板根据所述处理装置所发送的每层模型信息，控制所述打印机头在水平范围内以及纵向上的位置、移动方向、速度以及3D打印材料输入，从而在所述3D打印桌面上逐层打印出需要打印的模型； 所述喷嘴与喷涂材料提供装置通过导管相连，喷涂材料提供装置包括胶水盒、颗粒材料盒和光油盒；模型打印完成后，所述控制主板控制喷嘴对模型的表面喷涂上胶水层，在胶水层上喷涂颗粒材料层，在颗粒材料层上喷涂上光油层； 所述制冷装置包括出风嘴和气泵，该气泵通过导气管连通所述的出风嘴，该出风嘴设置于所述打印机头正下方，所述气泵内装有液氮。
2.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，所述处理装置为安装有所述3D建模软件的计算机。
3.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，所述3D打印设备还包括纵向导杆、水平Y向导杆、水平X向导杆和电动机； 四个所述的纵向导杆垂直地设置在所述3D打印桌面的四角； 两个所述的水平Y向导杆分别滑动地设置在一对所述纵向导杆之间，并且两个所述的水平Y向导杆平行； 所述水平X向导杆设置在两个所述的水平Y向导杆之间，并将两个所述的水平Y向导杆连接； 所述电动机能够驱动所述水平Y向导杆沿着所述纵向导杆滑动，并能够驱动所述水平X向导杆沿着所述水平Y向导杆滑动； 所述打印机头滑动地安装在所述水平X向导杆上；所述打印机头中具有电动机；所述打印机头中电动机驱动所述打印机头沿着所述水平X向导杆滑动； 所述控制主板根据所述处理装置所发送出的每层模型信息控制所述电动机及所述打印机头中电动机的运行。
4.根据权利要求3所述的3D打印设备，其特征在于，所述水平Y向导杆的两端分别通过滑头滑动地安装在对应的所述纵向导杆上。
5.根据权利要求3或4所述的3D打印设备，其特征在于，所述水平X向导杆的两端分别通过滑头滑动地安装在对应的所述水平Y向导杆上。
6.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，所述3D打印设备还包括材料导管和材料提供装置；所述材料导管的一端与所述打印机头连接，另一端与所述材料提供装置连接。
7.根据权利要求3所述的3D打印设备，其特征在于，所述3D打印设备还包括喷嘴套环、套环纵向导杆和第三电机，所述套环纵向导杆与所述纵向导杆平行，套环纵向导杆的一端固定于所述水平X向导杆上，另一端固定于所述3D打印桌面上，所述喷嘴套环通过所述第三电机与所述套环纵向导杆活动连接，第三电机驱动喷嘴套环在竖直方向上移动，所述喷嘴内置有喷嘴电机，所述喷嘴电机驱动喷嘴在喷嘴套环上移动。
8.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于:所述的出风嘴包括环形本体，所述的环形本体内部具有中空的环形气路，所述的环形本体上开设有连通所述环形气路的若干个出气口以及至少一个进气口。
9.根据权利要求8所述的3D打印设备，其特征在于:所述的出风嘴的环形本体围绕所述的3D打印设备的打印机头设置。
【专利摘要】本实用新型公开一种带液氮制冷的多功能3D打印设备，包括处理装置、控制主板、3D打印桌面、打印机头、喷嘴、喷涂材料提供装置和制冷装置；处理装置用于建立模型，并按要求设置3D打印精度，利用3D建模软件将所建立的模型进行分层切割，并把每层模型信息发送给控制主板；控制主板根据每层模型信息，控制打印机头3D打印材料输出，从而在3D打印桌面上逐层打印出需要打印的模型，在打印同时，制冷装置通过液氮冷却打印材料；模型打印完成后，控制主板控制喷嘴对模型的表面喷涂上胶水层，在胶水层上喷涂颗粒材料层，在颗粒材料层上喷涂上光油层。本实用新型操作便捷、提高模型制作效益，能使打印材料迅速冷却，且制出的模型无表面层叠纹理。
【IPC分类】B29C67-00, B29C35-16
【公开号】CN204382665
【申请号】CN201420643738
【发明人】不公告发明人
【申请人】成都美律科技有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年10月30日