一种多功能组装式3d打印设备及3d打印方法
【技术领域】
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[0001]本发明属于3D打印技术领域，具体是涉及一种多功能组装式3D打印设备及3D打印方法。
【背景技术】
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[0002]3D打印，即快速成型技术的一种，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。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。
[0003]现有的3D打印技术主要有熔融沉积成型技术、选择性激光烧结技术、立体光固化成型技术、数字光处理技术等。这些技术都有各自的优缺点，但是现有的3D打印设备都存在以下技术问题:原料的选用弹性不足，机构简单，实际需要3D打印的各种零件或产品很少是由单一材料构成的，如果工件为复合件，则无法使用同一个机台，例如对镶嵌工件需要进行先期的加工准备工作，一个工件如需要增加其他材料或者使用不同颜色、不同种类的原料，工厂必须准备两套以上的加工设备，不但费用投资多，设备的增加占用了更多的工厂空间，而且工件的成型效率低，成型速度慢，不适用大规模的工业生产。
【发明内容】
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[0004]为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的3D打印设备原料的选用弹性不足，机构简单，不能满足采用不同颜色不同种类原料制成的工件的加工，从而提出一种多功能组装式3D打印设备及3D打印方法。
[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案如下:
[0006]—种多功能组装式3D打印设备，包括:
[0007]底座。
[0008]圆盘，所述圆盘的中心设置有圆孔，所述圆盘的下方设置有旋转装置，所述旋转装置控制所述圆盘围绕所述圆孔在所述底座上旋转。
[0009]加工平台，所述加工平台为多个，多个所述加工平台分别间隔设置在所述圆盘上，每个所述加工平台的下方均设置有升降装置。
[0010]支撑架，所述支撑架穿过所述圆孔固定连接在所述底座上，所述支撑架上设置有垂直于所述支撑架的多个悬挂杆。
[0011]打印头，所述打印头为多个，所述打印头通过滑动装置滑动设置在对应的悬挂杆上。
[0012]冷却装置，所述冷却装置为多个，分别安装在所述加工平台的第一侧。
[0013]摄像头装置，所述摄像头装置为多个，分别安装在所述加工平台的第二侧。
[0014]控制装置，所述控制装置分别与所述旋转装置、所述升降装置、所述打印头、所述滑动装置、所述冷却装置、所述摄像头装置电连接。
[0015]作为上述技术方案的优选，所述升降装置为气缸，所述升降装置包括缸体和活塞杆，所述缸体固定设置在所述圆盘上，所述活塞杆与所述加工平台连接。
[0016]作为上述技术方案的优选，所述滑动装置包括设置在所述悬挂杆底部的滑槽和设置在所述打印头的上方的滑动块，所述滑动块在所述滑槽上滑动来带动所述打印头在所述悬挂杆上滑动。
[0017]作为上述技术方案的优选，所述加工平台、所述悬挂杆、所述打印头、所述冷却装置、所述摄像头装置数量一致。
[0018]作为上述技术方案的优选，所述打印头为FDM工艺打印头，多个所述打印头内分别设置有不同颜色相同种类的3D打印材料。
[0019]作为上述技术方案的优选，所述打印头为FDM工艺打印头，多个所述打印头内分别设置有不同种类的3D打印材料。
[0020]一种3D打印方法，包括如下步骤:
[0021]S1:在计算机中绘制三维模型，对所述三维模型进行分层处理，将所述三维模型的各层截面的轮廓数据和填充数据发送给所述控制装置。
[0022]S2:根据所述各层截面的轮廓数据和填充数据选择在多个所述打印头内放入不同种类的3D打印材料或不同颜色相同种类的3D打印材料。
[0023]S3:所述控制装置控制所述升降装置带动所述加工平台上升或下降到加工位置。
[0024]S4:所述控制装置控制所述旋转装置旋转带动所述圆盘旋转，使得所述圆盘上的加工平台正对对应的打印头。
[0025]S5:所述控制装置控制所述滑动装置滑动带动所述打印头在所述悬挂杆上滑动，使得所述打印头的位置到达所述加工平台的正上方。
[0026]S6:所述控制装置控制多个所述打印头同时工作或者控制其中几个打印头进行工作，在对应的加工平台上生成工件的对应的一个层截面，在加工过程中，所述控制装置控制所述冷却装置开启，对加工的层截面进行冷却处理。
[0027]S7:完成一个层截面的制作后，多个所述加工平台上的多个摄像头装置将获取的每个加工平台上的层截面图像发送给控制装置。
[0028]S8:所述控制装置接收所述摄像头装置发送的层截面图像，将所述层截面图像与保存的层截面的轮廓数据和填充数据进行比对，确保每一个层截面打印正确。
[0029]S9:重复步骤S3到S8的工序，实现工件的多个层截面结构的制作。
[0030]本发明的有益效果在于:其通过在底座上设置可旋转的圆盘，圆盘上设置多个加工平台，可以利用多个打印头对不同的加工平台进行工件不同层截面的制作，可以完成不同颜色或者不同种类原料制成的工件的加工，不需要增加加工设备，加工工件的效率高，工件的成型速度快，适用于大规模的工业生产；其通过在加工平台的一侧设置冷却装置，可以在加工过程中对工件的层截面进行冷却，提高工件的成型质量；其通过在加工平台的一侧设置摄像头装置，可以在加工过程中实时获取工件的层截面图像，发送给控制器将层截面图像与保存的层截面的轮廓数据和填充数据进行比对，确保每一个层截面打印正确，进一步提高了工件的成型质量。
【附图说明】
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[0031]以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中:
[0032]图1为本发明的多功能组装式3D打印设备结构主视图；
[0033]图2为本发明的多功能组装式3D打印设备结构俯视图；
[0034]图3为本发明的升降装置结构示意图；
[0035]图4为本发明的滑动装置结构示意图；
[0036]图5为本发明的3D打印方法流程图。
[0037]图中符号说明:
[0038]1-底座，2-圆盘，3-加工平台，4-支撑架，5-打印头，6-冷却装置，7_摄像头装置，8-控制装置，201-圆孔，202-旋转装置，301-升降装置，401-悬挂杆，501-滑动装置，3011-缸体，3012-活塞杆，5011-滑槽，5012-滑动块。
【具体实施方式】
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[0039]如图1或图2所示，本发明的多功能组装式3D打印设备，包括:
[0040]底座1、圆盘2、加工平台3、支撑架4、打印头5、冷却装置6、摄像头装置7、控制装置8。
[0041]所述圆盘2的中心设置有圆孔201，所述圆盘2的下方设置有旋转装置202，所述旋转装置202控制所述圆盘2围绕所述圆孔201在所述底座1上旋转。
[0042]所述加工平台3为多个，多个所述加工平台3分别间隔设置在所述圆盘2上，每个所述加工平台3的下方均设置有升降装置301。所述升降装置301为气缸，如图3所示，所述升降装置301包括缸体3011和活塞杆3012，所述缸体3011固定设置在所述圆盘2上，所述活塞杆3012与所述加工平台3连接。所述加工平台3、所述悬挂杆401、所述打印头5、所述冷却装置6、所述摄像头装置7数量一致。本实施例中，选取所述加工平台3为三个，则所述悬挂杆401、所述打印头5、所述冷却装置6、所述摄像头装置7均为3个。
[0043]所述支撑架4穿过所述圆孔201固定连接在所述底座1上，所述支撑架4上设置有垂直于所述支撑架4的多个悬挂杆401。本实施例中，所述悬挂杆401为3个，每两个所述悬挂杆401之间呈120°角。
[0044]所述打印头5为多个，所述打印头5通过滑动装置501滑动设置在对应的悬挂杆401上。如图4所示，所述滑动装置501包括设置在所述悬挂杆401底部的滑槽5011和设置在所述打印头5的上方的滑动块5012，所述滑动块5012在所述滑槽5011上滑动来带动所述打印头5在所述悬挂杆401上滑动。本实施中选取所述打印头5为FDM工艺打印头，多个所述打印头5内可以分别设置有不同颜色相同种类的3D打印材料。多个所述打印头5内也可以分别设置有不同种类的3D打印材料。根据实际加工需要对不同的打印头放入不同的打印材料。
[0045]所述冷却装置6为多个，分别安装在所述加工平台3的第一侧。本实施例中，选取所述冷却装置6为电扇。所述摄像头装置7为多个，分别安装在所述加工平台3的第二