一种采用多色线材的3D打印机的制作方法

一种采用多色线材的3d打印机
技术领域
1.本发明属于3d打印设备技术领域，特别涉及一种采用多色线材的3d打印机。


背景技术：

2.3d打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种以数字模型文件为基础，以特殊蜡材或塑料等为可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。
3.传统的3d打印机采用单色的线材打印3d模型，为了精确地反映3d模型各部位的特征，需要对3d模型进行上色，上色方法为手工喷漆，这种手工上色的方法效率低下，且在对3d模型进行标识特征时容易产生位置偏差，因此不能适应大规模的生产。针对这一问题，市场上出现了一类带旋转装置的3d打印机，旋转装置下侧连接有多个打印头，不同的打印头通过输料管输送不同的色料，通过转换旋转装置进行切换即可完成多色打印。但是多个打印头的成本较高，且每次打印不同颜色层都要转换旋转装置，容易使多条输料管缠绕在一起，从而出现打印故障。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提供了一种采用多色线材的3d打印机，包括三坐标移动平台、移动座、转换组件、出料机构和若干组送料组件；
5.所述移动座活动安装在所述三坐标移动平台上；若干组所述送料组件固定安装在所述移动座上；
6.所述转换组件包括第一壳体、转换部和第一电机；
7.所述第一壳体为圆柱状，所述第一壳体内设置有第一空腔；所述移动座上还设置有第一通孔；所述第一壳体的一端与所述第一通孔固定连接，且所述第一空腔与所述第一通孔连通；所述第一壳体的另一端固定安装有第一连接板，所述第一电机的本体一端固定安装在所述第一连接板的内壁上；
8.所述转换部位于所述第一空腔内，且所述第一电机的输出轴一端与所述转换部传动连接；所述送料组件上的线材通过所述第一通孔与所述转换部连接；所述出料机构的上端与所述第一连接板固定连接，且所述出料机构的内部与所述转换部的内部连通。
9.进一步的，所述转换部包括若干组进线端、转盘和若干组出线端；
10.所述进线端的一端与所述第一通孔连通，所述进线端的另一端与所述转盘的一侧固定连接；
11.所述出线端的一端固定安装在所述转盘的另一侧，所述出线端的另一端与所述出料机构的喉管上端连通；
12.所述出线端与所述进线端连通，且所述转盘中轴线处与所述第一电机的输出轴一端传动连接。
13.进一步的，所述进线端包括第二连接板、第三连接板和第一转动轮；
14.所述第二连接板的一端固定安装在所述转盘上，所述第二连接板的一端上固定安装有第一固定管；
15.所述第二连接板的另一端上固定安装有第一线托，所述第一线托为弧形槽；
16.若干组所述第一转动轮的两端转动安装在所述第二连接板与所述第三连接板之间，且位于所述第一线托的两侧；所述第三连接板上还设置有若干组第二电机，所述第二电机与所述第一转动轮传动连接。
17.进一步的，所述出线端包括第四连接板、第二转动轮、第五连接板和第一气缸；
18.所述第四连接板的一端与所述转盘固定连接，所述第四连接板上固定安装有第二线托，所述第二线托为弧形槽；
19.若干组所述第二转动轮的两端转动安装在所述第四连接板和所述第五连接板之间，且位于所述第二线托两侧；所述第五连接板上还设置有若干组第三电机，所述第三电机与所述第二转动轮传动连接。
20.进一步的，所述第三电机的上端还固定安装有第六连接板，所述第六连接板远离所述转盘的一端固定安装有第一支撑架的一端，所述第一气缸的本体一端与所述第一支撑架的另一端固定连接，所述第一气缸的输出轴一端与所述第四连接板垂直。
21.进一步的，所述第一转动轮包括转轴和轮齿；
22.所述转轴为圆柱形，所述转轴的一端与所述第二电机传动连接，另一端与所述第二连接板转动连接；所述轮齿设置在所述转轴的中间段，所述轮齿上还设置有若干组凸起，所述凸起为圆锥状。
23.进一步的，所述第一连接板为圆板状，所述第一连接板上设置有第一卡槽，所述第一卡槽的中轴线与所述第一连接板的中轴线不重合；所述出料机构的上端固定安装在所述第一卡槽内。
24.进一步的，所述出料机构包括散热管、喉管、加热块和喷嘴；
25.所述喉管的一端与所述第二线托连通；所述散热管的上端固定安装在所述第一卡槽内；
26.所述喉管的另一端分别与所述加热块和所述喷嘴固定连接；所述喷嘴位于所述加热块的下方；所述散热管固定安装在所述喉管上，且位于所述加热块的上方。
27.进一步的，所述送料组件包括第二支撑架和第三支撑架；
28.所述第二支撑架固定安装在所述移动座的一端，所述第二支撑架上转动安装有线材盘，所述线材盘上卷有线材；
29.所述第三支撑架的一端与所述移动座固定连接，所述第三支撑架的另一端设置有第三线托，所述第三线托为弧形槽，所述第三线托上还固定安装有第二固定管。
30.进一步的，所述第一气缸的输出轴一端还固定安装有第一安装块，所述第一安装块远离所述第一支撑架的一端固定安装有刀片。
31.本发明的有益效果是：
32.1、通过在所述移动座上设置若干组第二支撑架，若干组所述第二支撑架上分别转动安装有若干组线材盘，每组所述线材盘上卷有的线材色彩不同，和传统的单色3d打印机相比，能够直接使用多色线材打印。
33.2、通过在所述第三线托上固定安装第二固定管，使不同色彩的线材拥有独立的进
料通道，避免了不同色彩的线材发生缠绕的情况。
34.3、通过启动所述第一电机，转动所述转盘，即可使若干组所述出线端分别与所述喉管连通。
35.4、通过设置所述第二电机与所述第三电机，使所述第一转动轮与所述第二转动轮为线材进入喉管内提供动力。
36.5、所述第一气缸的输出轴固定安装有第一安装块，所述第一安装块远离所述第一支撑架的一端固定安装有刀片，所述刀片用于切断线材，使下一组不同色彩的线材能进入到所述喉管内。
37.6、所述轮齿设置在所述转轴的中间段，所述轮齿用于卡住所述线材并利用摩擦力使线材运动至下一区域。所述轮齿上还设置有若干组凸起，所述凸起为圆锥状，提高了所述轮齿的表面粗糙度，再次增大了所述轮齿与线材的摩擦力，使线材在传输时更加稳定。
38.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。
40.图1示出了本发明实施例的3d打印机的结构示意图；
41.图2示出了本发明实施例的送料组件的第一视角的结构示意图；
42.图3示出了本发明实施例的送料组件的第二视角的结构示意图；
43.图4示出了本发明实施例的转换组件的结构示意图；
44.图5示出了本发明实施例的第一连接板的结构示意图；
45.图6示出了本发明实施例的转换部的第一视角的结构示意图；
46.图7示出了本发明实施例的转换部的第二视角的结构示意图；
47.图8示出了本发明实施例的进线端的结构示意图；
48.图9示出了本发明实施例的出线端的结构示意图；
49.图10示出了本发明实施例的第一转动轮的结构示意图；
50.图11示出了本发明实施例的出料机构的剖视结构示意图；
51.图12示出了本发明实施例的出料机构的爆炸图。
52.图中：1、三坐标移动平台；2、移动座；3、转换组件；31、第一壳体；32、转换部；321、进线端；3211、第二连接板；3212、第一固定管；3213、第二电机；3214、第三连接板；3215、第一转动轮；32151、转轴；32152、轮齿；32153、凸起；3216、第一线托；322、转盘；323、出线端；3231、第四连接板；3232、第二线托；3233、第二转动轮；3234、第五连接板；3235、第三电机；3236、第六连接板；3237、第一支撑架；3238、第一气缸；3239、第一安装块；32310、刀片；33、第一电机；34、第一连接板；341、第一卡槽；4、出料机构；41、散热管；42、喉管；43、加热块；44、喷嘴；5、送料组件；51、第二支撑架；52、线材盘；53、第三支撑架；54、第二固定管；55、线
材；56、第三线托。
具体实施方式
53.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、完整地说明，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
54.本发明实施例提出了一种采用多色线材的3d打印机，包括三坐标移动平台1、移动座2、转换组件3、出料机构4和送料组件5，示例性的，如图1所示。
55.所述移动座2活动设置在所述三坐标移动平台1上，所述移动座2可在所述三坐标移动平台1上的x、y和z轴方向上移动，x轴、y轴和z轴相互垂直，其中，x轴和y轴设置在水平方向上，z轴设置在竖直方向上。
56.所述移动座2上还设置有第一通孔，所述转换组件3的上端固定安装在所述第一通孔内，所述转换组件3与所述第一通孔连通。
57.若干组所述送料组件5固定安装在所述移动座2上，所述送料组件5上的线材通过所述第一通孔与所述转换组件3连接。
58.所述送料组件5包括第二支撑架51和第三支撑架53，示例性的，如图2和图3所示。
59.所述第二支撑架51固定安装在所述移动座2的一端，所述第二支撑架5上转动安装有线材盘52，所述线材盘52上卷有线材55；通过在所述移动座上设置若干组第二支撑架51，若干组所述第二支撑架51上分别转动安装有若干组线材盘52，每组所述线材盘52上卷有的线材色彩不同，和传统的单色3d打印机相比，能够直接使用多色线材进行打印。
60.所述第三支撑架53的一端与所述移动座2固定连接，所述第三支撑架53的另一端设置有第三线托56，所述第三线托56为弧形槽，所述第三线托56用于为所述线材55导向；所述第三线托56上还固定安装有第二固定管54，所述第二固定管54用于卡接所述线材55并为其导向，使不同色彩的线材拥有独立的进料通道，避免了不同色彩的线材发生缠绕的情况。
61.所述转换组件3包括第一壳体31、转换部32和第一电机33，示例性的，如图4所示。
62.所述第一壳体31为圆柱状，所述第一壳体31内设置有第一空腔；所述第一壳体31的一端与所述第一通孔固定连接，所述第一空腔与所述第一通孔连通；所述第一壳体31的另一端固定安装有第一连接板34，所述第一电机33的本体一端固定安装在所述第一连接板34的内壁上；
63.所述转换部32位于所述第一空腔内，且所述第一电机33的输出轴一端与所述转换部32传动连接。
64.所述第一连接板34为圆板状，示例性的，如图5所示。
65.所述第一连接板34上设置有第一卡槽341，所述第一卡槽341的中轴线与所述第一连接板34的中轴线不重合；所述出料机构4的散热管上端固定卡接在所述第一卡槽341内。
66.所述转换部32包括若干组进线端321、转盘322和若干组出线端323，示例性的，如图6和图7所示。
67.所述进线端321的一端与所述第一通孔连通，所述进线端321的另一端与所述转盘322的一侧固定连接，所述出线端323的一端固定安装在所述转盘322的另一侧，所述出线端
323的另一端与所述出料机构4的喉管42上端连通；所述出线端323与所述进线端321连通，且所述转盘322中轴线处与所述第一电机33的输出轴一端传动连接；通过启动所述第一电机33，转动所述转盘322，即可使若干组所述出线端323分别与所述喉管42连通。
68.所述进线端321用于运输所述线材55进入出线端323，所述出线端323用于运输所述线材55进入所述出料机构4的喉管42。
69.所述进线端321包括第二连接板3211、第三连接板3214和第一转动轮3215，示例性的，如图8所示。
70.所述第二连接板3211的一端固定安装在所述转盘322上，所述第二连接板3211的一端上固定安装有第一固定管3212，所述第一固定管3212用于卡接所述线材55，并为所述线材55导向。
71.所述第二连接板3211的另一端上固定安装有第一线托3216，所述第一线托3216为弧形槽，所述第一线托3216用于为所述线材55导向。
72.若干组所述第一转动轮3215的两端转动安装在所述第二连接板3211与所述第三连接板3214之间，且位于所述第一线托3216的两侧；所述第三连接板3214上还设置有若干组第二电机3213，所述第二电机3213与所述第一转动轮3215传动连接；所述第一转动轮3215为所述第一线托3216内的线材提供动力，使所述线材55通过所述第一固定管3212进入到出线端323内。
73.所述出线端323包括第四连接板3231、第二转动轮3233、第五连接板3234和第一气缸3238，示例性的，如图9所示。
74.所述第四连接板3231的一端与所述转盘322固定连接，所述第四连接板3231上固定安装有第二线托3232，所述第二线托3232为弧形槽，所述第二线托3232用于为所述线材55导向。
75.若干组所述第二转动轮3233的两端转动安装在所述第四连接板3231和所述第五连接板3234之间，且位于所述第二线托3232两侧；所述第五连接板3234上还设置有若干组第三电机3235，所述第三电机3235与所述第二转动轮3233传动连接；所述第二转动轮3233为所述线材55提供进入所述出料机构4的喉管42内的动力。
76.所述第三电机3235的上端还固定安装有第六连接板3236，所述第六连接板3236远离所述转盘322的一端固定安装有第一支撑架3237的一端，所述第一气缸3238的本体一端与所述第一支撑架3237的另一端固定连接，所述第一气缸3238的输出轴一端与所述第四连接板3231垂直，且所述第一气缸3238的输出轴一端还固定安装有第一安装块3239，所述第一安装块3239远离所述第一支撑架3237的一端固定安装有刀片32310，所述刀片32310用于切断所述线材55，为转换不同色彩的线材做准备，使下一组不同色彩的线材能进入到所述出料机构4的喉管42内。通过启动第一电机33，转动转盘322，使下一组所述出线端323与所述出料机构4的喉管42上端连通。
77.所述第一转动轮3215包括转轴32151和轮齿32152，示例性的，如图10所示。
78.所述转轴32151为圆柱形，所述转轴32151的一端与第二电机3213传动连接，另一端与所述第二连接板3211转动连接；所述轮齿32152设置在所述转轴32151的中间段，所述轮齿32152用于卡住所述线材55并利用摩擦力使所述线材55运动至下一区域。所述轮齿32152上还设置有若干组凸起32153，所述凸起32153为圆锥状，提高了所述轮齿32152的表
面粗糙度，再次增大了所述轮齿32152与所述线材55的摩擦力，使所述线材55在传输时更加稳定。所述第二转动轮3233与所述第一转动轮3215结构相同功能相同。
79.所述出料机构4包括散热管41、喉管42、加热块43和喷嘴44，示例性的，如图11和图12所示。
80.所述喉管42的一端与所述第二线托3232；所述散热管41的上端固定安装在所述第一卡槽341内；
81.所述喉管42的另一端分别与所述加热块43和所述喷嘴44固定连接；所述喷嘴44位于所述加热块43的下方；所述散热管41固定安装在所述喉管42上，且位于所述加热块43的上方；所述喉管42用于储存待加热原料，所述加热块43用于给带加工原料进行加热，所述喷嘴44用于射出加热熔化后的原料，所述散热管41用于防止加热熔化后的原料倒流，引起进料管堵塞。
82.利用本发明提出的一种采用多色线材的3d打印机，其工作原理如下：
83.通过启动所述第二电机3213，使所述第一转动轮3215带动所述线材55从所述第一固定管3212内进入到所述第二线托3232内；再通过启动第三电机3235，使所述第二转动轮3233带动所述线材55进入到所述喉管42内；当所述3d打印机即将需要切换线材颜色时，启动第一气缸3238，通过所述刀片32310将所述第二线托3232内的线材55切断；之后启动所述第一电机33，带动所述转盘322转动，使下一组所述出线端323与所述喉管42连通，完成线材色彩的更换，使3d模型的特征标识更加简便，自动化程度高，适应大规模的生产。
84.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。