一种冰雕打印机的制作方法

本实用新型涉及3d打印技术领域，具体而言，涉及一种冰雕打印机。

背景技术：

冰雕通常作为晚餐、宴会、展览和其他节日场合的艺术作品。尽管这些冰雕实际上可以用手工从大冰块雕刻制作，在大多数情况下，冰雕制作是将多部分模具先充满水，然后将其冷冻，其后将模具打开以得到所需的冰雕塑。但得到大量的不同的模具需要巨大的制作成本，因为模具必须足够坚固，以支持水的重量，和足够包容以应对水结冰时的膨胀。用手工雕刻冰雕更昂贵，因为必须找到熟练的工匠，并花费大量的时间雕刻细节使雕塑具有吸引力。

现有技术中，通常使制冷剂例如液态氢氟碳化合物及原料混合，再采用化学方法反应冻结，从而实现成型的产品，往往受到制冷剂的限制，停留在点单元的试验性堆积，无法进行推广应用；并且以这种方式进行材料沉积，其成型单元往往相对较大，成型产品不够精致，透明度低，难以调控，不能满足工业、食品、文化生活等方面的应用需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种冰雕打印机，能够简化冰雕制作流程，提升经济效益。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例提供一种冰雕打印机，包括机架、打印头、控制器、设置在所述机架上的冷床和套设在所述机架上的壳体，所述机架包括多个相互平行的支撑架，所述支撑架上分别设置有滑轨模组，所述滑轨模组分别通过连杆与所述打印头传动连接，所述打印头与设置在所述机架上的储液箱连通，所述控制器分别与所述冷床、所述打印头和所述滑轨模组电连接，用于根据打印的模型控制所述打印头的喷液以及所述滑轨模组的启停。

可选地，所述打印头包括锥形喷头、棉芯和至少一个用于插入所述棉芯的引导套，在所述锥形喷头的喷嘴处设置有雾化片，所述雾化片通过设置在所述锥形喷头内的紧固盘压紧，所述锥形喷头远离所述喷嘴的一端设置有安装座，所述引导套的一端与所述安装座连接，所述棉芯通过所述引导套穿过所述紧固盘，且与所述雾化片可接触连接。

可选地，所述引导套为三个，所述引导套外壁设置有齿条，所述齿条分别对应设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机通过输出齿轮分别与所述齿条啮合，所述第一驱动电机与所述控制器电连接。

可选地，所述冷床包括并排设置的多个制冷片，所述制冷片的制冷面上设置有冷板，与所述制冷面相对面设置有散热片，所述散热片上设置有换热器，用于对所述散热片进行散热。

可选地，所述滑轨模组包括第二驱动电机、设置在所述支撑架内侧的滑轨，以及设置在所述滑轨上的滑块，所述滑块与所述第二驱动电机传动连接。

可选地，所述打印头上设置有多个第一连接座，所述第一连接座分别与所述支撑架对应，所述滑块上设置有第二连接座，所述第一连接座和所述第二连接座通过连杆连接。

可选地，所述第一连接座上设置有第一球座，所述第二连接座上设置有第二球座，所述连杆两端分别设置有铰接孔，所述第一球座和所述第二球座分别通过所述铰接孔与所述连杆铰。

可选地，所述机架的侧边设置有显示屏，所述显示屏与所述控制器电连接。

可选地，所述壳体包括底板，以及通过侧挡板与所述底板连接的上盖，所述侧挡板上设置有缺口，以使所述显示屏露出所述侧挡板，所述上盖上设置有给料口，用于通过所述给料口向所述储液箱供给原料。

可选地，所述冷板为不锈钢，且所述冷板上粘贴有一层金属箔片。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型实施例的冰雕打印机，通过设置在机架上的冷床，使打印头喷出的液体能够顺利结冰以形成所需要的冰雕实体。通过设置在机架外圈的壳体，有利于减小机架上的冷床与外界环境的热交换，进而有利于促进冰雕的成型，以及冰雕形状的保持。通过多个竖直方向设置的支撑架以及在支撑架上设置的滑轨模组，使与滑轨模组连接的打印头按照预设轨迹运动，实现完整冰雕的打印。能够简化冰雕制作流程，提升经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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为本实用新型实施例提供的冰雕打印机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的打印头的结构示意图之一；

图3为本实用新型实施例提供的打印头的结构示意图之二；

图4为图1中a处的局部放大图；

图5为本实用新型实施例提供的冷床的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的壳体的结构示意图。

图标：100－冰雕打印机；110－机架；112－支撑架；120－打印头；121－锥形喷头；122－第一连接座；1221－第一球座；123－引导套；1231－齿条；124－喷嘴；125－紧固盘；127－安装座；129－第一驱动电机；1291－输出齿轮；130－冷床；132－冷板；134－散热片；136－换热器；140－壳体；141－底板；143－侧挡板；1431－缺口；145－上盖；1451－给料口；147－排线口；150－滑轨模组；152－第二驱动电机；154－滑轨；156－滑块；158－第二连接座；1581－第二球座；159－连杆；160－显示屏。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型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实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1，本实施例提供一种冰雕打印机100，包括机架110、打印头120、控制器(图1中未示出)、设置在机架110上的冷床130和套设在机架上的壳体140(如图6所示)，机架110包括多个相互平行的支撑架112，支撑架112上分别设置有滑轨模组150，滑轨模组150分别通过连杆159与打印头120传动连接，打印头120与设置在机架110上的储液箱(图1中未示出)连通、控制器分别与冷床130、打印头120和滑轨模组150电连接，用于根据打印的模型控制打印头120的喷液以及滑轨模组150的启停。

具体的，机架110可采用铝型材搭建，这样一来，有利于缩减生产成本，也有利于简化机架110的结构，使整体结构轻型化，并有利于滑轨模组150的安装。示例的，连接支撑架112的铝型材之间的夹角可以设置为120°，形成三角形框架，也可以根据实际需要设置成其他形状，本实用新型实施例对此不做具体限制。

需要说明的是，储液箱用于给打印头120供给所需的液体，本实用新型实施例对打印所需液体不做具体限制限制，示例的，如水、脱脂鲜奶、染料墨水等，只要不堵塞打印头120，常温下能够流动，且粘度不高，并可以顺利冻结成型即可。

本实用新型实施例的冰雕打印机100，通过设置在机架110上的冷床130，使打印头120喷出的液体能够顺利结冰以形成所需要的冰雕实体。通过设置在机架110外圈的壳体140，有利于减小机架110上的冷床130与外界环境的热交换，进而有利于促进冰雕的成型，以及冰雕形状的保持。通过多个竖直方向设置的支撑架112以及在支撑架112上设置的滑轨模组150，使与滑轨模组150连接的打印头120按照预设轨迹运动，实现完整冰雕的打印。能够简化冰雕制作流程，提升经济效益。

如图2所示，打印头120包括锥形喷头121、棉芯(图2中未示出)和至少一个用于插入棉芯的引导套123，在锥形喷头121的喷嘴124处设置有雾化片(图2中未示出)，雾化片通过设置在锥形喷头121内的紧固盘125压紧，锥形喷头121远离喷嘴124的一端设置有安装座127，引导套123的一端与安装座127连接，棉芯通过引导套123穿过紧固盘125，且与雾化片可接触连接。

具体的，雾化片由圆形的金属片和黏附在金属片中心的空心环状压电陶瓷片组成，外部以胶圈包裹固定。雾化片的中心区域为微锥孔群，该区域分布着多个微孔，微孔呈上小下大的锥喇叭状，工作时，雾滴从该区域喷出。当在压电陶瓷片上施加正弦交流电信号，压电陶瓷片由于逆压电效应产生机械振动，带动金属片发生谐振。由于雾化片的边缘被固定，中心区域的位移最大，微锥孔群位移显著增加，工作流体会随着振动加速。微锥孔群中的微孔发生形变，产生扭转运动或弯曲振动，从微孔下端进入的液体在惯性力、表面张力、流体动力等的作用下从微孔上端挤出，从而达到喷雾效果。若液体在微锥孔受到的腔内压力能维持足够长时间，而且能克服惯性和表面张力，雾滴就能连续喷出。

当棉芯一端与雾化片接触时，会有持续的雾状液体喷出，当棉芯一端与雾化片分离使，则无雾状液体喷出。再结合打印头120空间位置的变化以形成打印冰雕实体。

可选地，如图3所示，引导套123为三个，引导套123外壁设置有齿条1231，该齿条1231分别对应设置有第一驱动电机129，第一驱动电机129通过输出齿轮1291分别与齿条1231啮合，第一驱动电机129与控制器电连接。

具体的，不同的引导套123分别插入不同的棉芯，不同的棉芯可以与不同颜色的液体连通。示例的。三个插入引导套123的棉芯可分别与红、绿、蓝三种颜色的液体，通过第一驱动电机129带动不同的棉芯交替下伸，使不同棉芯一端与雾化片接触来喷出特定颜色的雾化液体。并通多三原色的混色来形成所需的彩色冰雕。

需要说明的是，储液箱可根据实际需要设置多个腔室，来容纳不同颜色的液体，棉芯分别与不同的腔室连通，以实现红、绿、蓝三种颜色的液体分别喷出。另外，为了防止棉芯在与雾化片接触过程会错位影响接触效果，在引导套123远离安装座127的一端可设置有止挡件，如端盖，挡圈等，以对棉芯进行限位，提升棉芯与雾化片的接触效果，进而实现液体的稳定喷雾。

如图5所示，冷床130包括并排设置的多个制冷片(图5中未示出)，制冷片的制冷面上设置有冷板132，与制冷面相对面设置有散热片134，散热片134上设置有换热器136，用于对散热片134进行散热。

具体的，本实用新型实施例采用半导体制冷片，由帕尔贴效应可知，电子从金属向半导体运动，或者说电流从半导体流向金属，将使接触界面冷却。相反地，电子由半导体向金属运动(电流由金属流向半导体)，将向晶格放出能量，使金属－半导体接触界面发热。根据本实施例的需要，将制冷面与冷板132接触，冷板132可采用不锈钢，以更好的传导制冷效果。另外，将不需要的热量通过散热片134及时传导出去。

换热器136可以采用风冷散热器，也可采用液冷散热器，本实施例中，采用风冷散热器，当采用风冷散热器使，需要在壳体140对应位置开设有过孔，以使产生的热量及时导出。制冷片与散热片134之间涂有导热硅脂，以提升导热效率，使产生的热量及时导出，进而保持壳体140内制冷效果的稳定。

如图1所示，滑轨模组150包括第二驱动电机152、设置在支撑架112内侧的滑轨154，以及设置在滑轨154上的滑块156，滑块156与第二驱动电机152传动连接。

具体的，本实用新型实施例采用常规的滑轨模组150，这样一来，有利于传动的稳定，也有利于简化设备安装维护，根据冰雕打印机100的不同大小来选择所需型号的滑轨模组150，有利于缩减生产周期，并提升模块化的组装。

如图1和图4所示，打印头120上设置有多个第一连接座122，第一连接座122分别与支撑架112对应，滑块156上设置有第二连接座158，第一连接座122和第二连接座158通过连杆159连接。

采用上述结构，在不同的滑块156为滑轨154上的不同位置可以改变打印头120的偏转角度，以实现不同角度的打印，方便对打印头120的定位操作。

需要说明的是，本实用新型实施例对第一连接座122的位置不做具体限制，示例的，第一连接座122可以设置在锥形喷头121上，也可设置在安装座127上，只要能够稳定连接，方便对打印头120的控制即可。

如图1和图4所示，第一连接座122上设置有第一球座1221，第二连接座158上设置有第二球座1581，连杆159两端分别设置有铰接孔，第一球座1221和第二球座1581分别通过铰接孔与连杆159铰接。

这样一来，可以使打印头120的偏转更加灵活，减小了因连杆159的限制而影响打印头120的偏转，通过对连杆159两端自由度的增加，减小了滑块156在滑轨154上滑动时打印头120卡顿的几率。

如图1所示，机架110的侧边设置有显示屏160，显示屏160与控制器电连接。方便通过显示屏160对冰雕打印机100进行控制。

如图1和图6所示，壳体140包括底板141，以及通过侧挡板143与底板141连接的上盖145，侧挡板143上设置有缺口1431，以使显示屏160露出侧挡板143，上盖145上设置有给料口1451，用于通过给料口1451向储液箱供给原料。

具体的，侧挡板143采用透明材料制作，方便打印时对打印模型进行观察，如果出现打印错误可以及时终止。另外，侧挡板143上还开设有排线口147，方便电缆线从滑轨模组150等引出。

可选地，冷板132为不锈钢，且冷板132上粘贴有一层金属箔片。

具体的，该金属箔片可采用锡箔纸或铝箔纸等，方便打印好的冰雕实体从冷板132上取出。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。