一種帶空調(diào)制冷和三維掃描的多功能3d打印設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于3D制造領(lǐng)域，具體涉及一種帶空調(diào)制冷和三維掃描的多功能3D打印設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的模型如建筑工程模型一般是通過手工利用鐵絲或塑料搭接粘貼而成，這需要消耗大量人力、物力。特別是一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、節(jié)點(diǎn)特殊的建筑模型，所消耗的工時(shí)更多，而且組裝的建筑模型不穩(wěn)定、易坍塌。此外，對(duì)于比較精細(xì)的建筑模型，手工制作難以實(shí)現(xiàn)。
[0003]目前3D打印設(shè)備可以打印各種模型，但由于受到成型工藝和成型速度的制約，3d打印機(jī)打印出來的模型很難克服在Z軸方向形成的層疊紋理，這樣對(duì)于3d打印機(jī)在工業(yè)和民用市場(chǎng)的廣泛應(yīng)用受到一定的制約。傳統(tǒng)針對(duì)3d打印模型的處理，都是通過上灰、打磨、噴色這些步驟，但是由于3d打印模型一般結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以處理起來耗時(shí)，而且對(duì)人員的要求高，效率低，嚴(yán)重影響了 3d打印在民用市場(chǎng)的應(yīng)用。
[0004]同時(shí)，在3D打印技術(shù)領(lǐng)域，在擠出設(shè)備根據(jù)打印需要擠出打印材料后，需要對(duì)打印材料進(jìn)行快速冷卻，使其盡快固定形狀，滿足打印的需求?，F(xiàn)有的3D打印機(jī)一般采用制冷風(fēng)扇，其冷卻效果較好，應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。然而制冷風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中容易造成擠出噴頭震動(dòng)，導(dǎo)致打印模型表面產(chǎn)生波紋，從而影響打印精度的問題，同時(shí)風(fēng)扇送風(fēng)范圍過大也會(huì)造成擠出噴頭降溫導(dǎo)致材料擠出不均勻的問題，這都會(huì)對(duì)最終的打印效果產(chǎn)生不利影響。
[0005]而且，3D打印機(jī)需要基于三維CAD設(shè)計(jì)圖紙資料才能進(jìn)行打印，其弊端也正是如此，用戶要么下載其他人創(chuàng)建的文件，要么使用軟件從頭開始設(shè)計(jì)模型。而3D建模軟件難以掌握，面對(duì)一個(gè)實(shí)物，大部分用戶無法自行構(gòu)建物體模型，所以一般只能制作出簡(jiǎn)單的物件，而想要打印復(fù)雜的產(chǎn)品，就需要非常專業(yè)的工業(yè)設(shè)計(jì)能力，先通過軟件設(shè)計(jì)出模型，再利用3D打印機(jī)打印成型，這對(duì)于普通的用戶來說，是非常困難的，導(dǎo)致很多用戶買了 3D打印機(jī)后，卻不知道應(yīng)該打印什么。即使是專業(yè)設(shè)計(jì)人員，制作起來效率也比較低，且不能保證完全與實(shí)物相吻合，從而影響了 3D打印機(jī)的使用。而三維掃描儀可以大大改善3D打印技術(shù)的這一窘境，需要打印的實(shí)物，通過三維掃描儀掃描后，能快速形成物體模型的三維圖像數(shù)據(jù)資料，從而快速實(shí)現(xiàn)許多物體的復(fù)制工作，為家用或手工制品提供了很好的助力。由此可見，三維掃描成為獲取物品可打印的三維圖像數(shù)據(jù)資料的一個(gè)便捷途徑。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種帶空調(diào)制冷和三維掃描的多功能3D打印設(shè)備。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0008]一種帶空調(diào)制冷和三維掃描的多功能3D打印設(shè)備，包括打印機(jī)本體和三維掃描裝置，二者通過有線或是無線的方式通信連接；三維掃描裝置包括三維掃描裝置機(jī)體、掃描控制單元、圖像采集模塊、光束發(fā)射模塊和圖像處理模塊；打印機(jī)本體包括處理裝置、控制主板、3D打印桌面、打印機(jī)頭、噴嘴、噴涂材料提供裝置和空調(diào)制冷裝置。
[0009]掃描控制單元與處理裝置通過有線或是無線的方式通信連接，掃描控制單元控制圖像采集模塊、光束發(fā)射模塊和圖像處理模塊對(duì)模型進(jìn)行掃描以獲得模型三維圖像數(shù)據(jù)，該三維圖像數(shù)據(jù)被輸送至處理裝置；進(jìn)一步的，圖像采集模塊為照相機(jī)或攝像頭；三維掃描裝置為接觸式三維掃描裝置或非接觸式三維掃描裝置；有線連接方式為串行口、并行口、USB接口或網(wǎng)絡(luò)接口。
[0010]處理裝置用于分析三維圖像數(shù)據(jù)，并按工程建造要求設(shè)置3D打印精度，并利用3D建模軟件將所獲得的三維圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分層切割，并把每層模型信息發(fā)送給控制主板；進(jìn)一步的，處理裝置為安裝有3D建模軟件的計(jì)算機(jī)。
[0011]控制主板根據(jù)處理裝置所發(fā)送的每層模型信息，控制打印機(jī)頭在水平范圍內(nèi)以及縱向上的位置、移動(dòng)方向、速度以及3D打印材料輸入，從而在3D打印桌面上逐層打印出需要打印的模型；
[0012]噴嘴與噴涂材料提供裝置通過導(dǎo)管相連，噴涂材料提供裝置包括膠水盒、顆粒材料盒和光油盒；模型打印完成后，控制主板控制噴嘴對(duì)模型的表面噴涂上膠水層，在膠水層上噴涂顆粒材料層，在顆粒材料層上噴涂上光油層。
[0013]空調(diào)制冷裝置包括出風(fēng)嘴和空調(diào)，該空調(diào)通過導(dǎo)氣管連通出風(fēng)嘴，該出風(fēng)嘴設(shè)置于打印機(jī)頭正下方；進(jìn)一步的，出風(fēng)嘴包括環(huán)形本體，環(huán)形本體內(nèi)部具有中空的環(huán)形氣路，環(huán)形本體上開設(shè)有連通環(huán)形氣路的若干個(gè)出氣口以及至少一個(gè)進(jìn)氣口，進(jìn)氣口通過管道連通空調(diào)，出風(fēng)嘴的環(huán)形本體圍繞的3D打印機(jī)的打印機(jī)頭設(shè)置。
[0014]進(jìn)一步的，打印機(jī)本體還包括縱向?qū)U、水平Y(jié)向?qū)U、水平X向?qū)U和電動(dòng)機(jī)；四個(gè)縱向?qū)U垂直地設(shè)置在3D打印桌面的四角；兩個(gè)水平Y(jié)向?qū)U分別滑動(dòng)地設(shè)置在一對(duì)縱向?qū)U之間，并且兩個(gè)水平Y(jié)向?qū)U平行；水平X向?qū)U設(shè)置在兩個(gè)水平Y(jié)向?qū)U之間，并將兩個(gè)水平Y(jié)向?qū)U連接；電動(dòng)機(jī)能夠驅(qū)動(dòng)水平Y(jié)向?qū)U沿著縱向?qū)U滑動(dòng)，并能夠驅(qū)動(dòng)水平X向?qū)U沿著水平Y(jié)向?qū)U滑動(dòng)；打印機(jī)頭滑動(dòng)地安裝在水平X向?qū)U上；打印機(jī)頭中具有電動(dòng)機(jī)；打印機(jī)頭中電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)打印機(jī)頭沿著水平X向?qū)U滑動(dòng)；控制主板根據(jù)處理裝置所發(fā)送出的每層模型信息控制電動(dòng)機(jī)及打印機(jī)頭中電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。
[0015]進(jìn)一步的，水平Y(jié)向?qū)U的兩端分別通過滑頭滑動(dòng)地安裝在對(duì)應(yīng)的縱向?qū)U上。
[0016]進(jìn)一步的，水平X向?qū)U的兩端分別通過滑頭滑動(dòng)地安裝在對(duì)應(yīng)的水平Y(jié)向?qū)U上。
[0017]進(jìn)一步的，打印機(jī)本體還包括材料導(dǎo)管和材料提供裝置；材料導(dǎo)管的一端與打印機(jī)頭連接，另一端與材料提供裝置連接。
[0018]進(jìn)一步的，打印機(jī)本體還包括噴嘴套環(huán)、套環(huán)縱向?qū)U和第三電機(jī)，套環(huán)縱向?qū)U與縱向?qū)U平行，套環(huán)縱向?qū)U的一端固定于水平X向?qū)U上，另一端固定于3D打印桌面上，噴嘴套環(huán)通過第三電機(jī)與套環(huán)縱向?qū)U上活動(dòng)連接，第三電機(jī)驅(qū)動(dòng)噴嘴套環(huán)在豎直方向上移動(dòng)，噴嘴內(nèi)置有噴嘴電機(jī)，噴嘴電機(jī)驅(qū)動(dòng)噴嘴在噴嘴套環(huán)上移動(dòng)。
[0019]由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0020](I)、與傳統(tǒng)手工制模相比，用本實(shí)用新型制模可減少人力物力，提高模型制作效益；而且，只要可以在處理裝置上建立模型就可以打印，操作便捷；而且打印出來的模型精度高、美觀、牢固。
[0021](2)、打印出的模型表面光滑，與傳統(tǒng)3D打印設(shè)備相比，無需對(duì)模型表面再次處理，加工簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，可直接將模型投入市場(chǎng)；無需更換噴嘴，對(duì)模型的表面層疊紋理處理更高效。
[0022](3)、由于其該冷卻裝置，包括出風(fēng)嘴和連通該出風(fēng)嘴的空調(diào)而不具有風(fēng)扇，且出風(fēng)嘴設(shè)置于3D打印機(jī)的擠出噴頭附近的位置，因此可以有效避免由于風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)造成的擠出噴頭震動(dòng)問題，同時(shí)，由于出風(fēng)嘴的環(huán)形本體圍繞所述的擠出噴頭設(shè)置，且其出氣口位于環(huán)形本體上朝向擠出噴頭擠出方向的一個(gè)側(cè)面，因此也不會(huì)造成擠出噴頭降溫導(dǎo)致的材料擠出不均勻的問題，從而能夠有效提升3D打印的精度，保證打印出的產(chǎn)品能夠滿足苛刻的精度要求。
[0023](4)、通過在現(xiàn)有3D打印機(jī)的基本功能上，集三維掃描功能于一體，幫助用戶更方便地將現(xiàn)實(shí)世界中的物品轉(zhuǎn)換成為可用于3D打印的三維圖像數(shù)據(jù)資料，同步完成，提高了3D打印機(jī)的實(shí)用性和易用性，具有操作簡(jiǎn)單、高效便捷、快速傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0025]圖2為本實(shí)用新型的打印機(jī)本體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本實(shí)用新型的出風(fēng)嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0028]如圖1所示，一種帶空調(diào)制冷和三維掃描的多功能3D打印設(shè)備，包括打印機(jī)本體和三維掃描裝置，二者通過有線或是無線的方式通信連接；三維掃描裝置包括三維掃描裝置