3d陶瓷打印 一篇：
一种3D陶瓷打印机用控制系统
第一、技术领域
本发明涉及一种控制系统，尤其是涉及一种3D陶瓷打印机用控制系统。
第二、背景技术
随着打印技术的快速发展，单纯的二维打印技术已经无法满足人们的需求。为了满足人们的需求，3D打印技术已经得到了快速发展，这是一项颠覆传统制造工艺的技术革命。3D打印机的工作原理与普通打印机基本相同，是通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。由于3D打印技术是一种立体打印技术，能够打印出三维实物模型，所以越来越受到生产厂家的欢迎。
陶瓷的分层打印技术中，其原理是将石蜡铺设后，在石蜡表面雕刻模型，然后在模型内铺设陶瓷材料，层层堆积，最终烧结排出石蜡后制得产品。传统的陶瓷材料的3D打印第一、技术领域中，常采用激光焊接技术。而激光焊接的系统较复杂，与激光器相关的附属配件较多，而且均需要高精度装配，使用不便，投入成本高。因而设计一种结构简单、控制精度高的3D陶瓷打印机用控制系统，对于提高了陶瓷材料的均匀性、重复性和成品率，降低了劳动强度和生产成本具有十分重要的意义。
第三、发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种3D陶瓷打印机用控制系统，其结构简单、控制精度高，工作能够自动控制3D陶瓷打印机对以陶瓷材料为原料的产品实现快速打印成型。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种3D陶瓷打印机用控制系统，其特征在于：包括上位机、操作面板、I/O扩展接口和控制3D陶瓷打印机完成陶瓷材料打印成型的运动控制单元；所述3D陶瓷打印机包括底座、移动工作台、雕刻头、铺料料斗、滑动安装在竖直光杆上的铺料台和安装在搅拌轴上的搅拌桨；所述运动控制单元包括通过ISA总线与上位机相接的八轴运动控制卡、与八轴运动控制卡相接的信号中转板一和信号中转板二、用于驱动所述雕刻头沿水平X轴方向运动的X轴电机、用于驱动所述移动工作台沿水平Y轴方向前后移动的Y轴电机、用于驱动所述雕刻头沿竖直Z轴方向运动的Z轴电机、用于驱动所述铺料台沿所述竖直光杆上下移动的铺料台升降电机、用于驱动所述铺料料斗沿水平X轴方向运动的料斗水平驱动电机、用于驱动所述搅拌桨对放置于所述铺料料斗中的石蜡和陶瓷材料进行搅拌以防止固化的搅拌电机、用于对所述底座进行升降控制的主轴电机、分别与信号中转板二和主轴电机相接的变频器、用于驱动X轴电机、Y轴电机和Z轴电机工作的驱动器一、用于驱动铺料台升降电机和料斗水平驱动电机工作的驱动器二以及用于驱动搅拌电机工作的驱动器三；所述主轴电机、X轴电机、Y轴电机、Z轴电机、铺料台升降电机和料斗水平驱动电机上均安装有光电编码器，所述光电编码器、操作面板和I/O扩展接口均与八轴运动控制卡相接，所述X轴电机、Y轴电机和Z轴电机均与驱动器一相接，所述铺料台升降电机和料斗水平驱动电机均与驱动器二相接，所述搅拌电机与驱动器三相接，所述驱动器一、驱动器二和驱动器三均与信号中转板一相接。
上述一种3D陶瓷打印机用控制系统，其特征是：还包括安装在所述底座上且与八轴运动控制卡相接的光栅位移传感器。
上述一种3D陶瓷打印机用控制系统，其特征是：所述上位机为工控PC机。
上述一种3D陶瓷打印机用控制系统，其特征是：所述光电编码器为17位增量式编码器。
上述一种3D陶瓷打印机用控制系统，其特征是：所述驱动器一和驱动器二均为伺服电机驱动器。
上述一种3D陶瓷打印机用控制系统，其特征是：所述驱动器三为步进电机驱动器。
本发明与现有技术相比具有以下优点：设计合理、结构简单、控制精度高，工作能够自动控制3D陶瓷打印机对以陶瓷材料为原料的产品实现快速打印成型，提高了陶瓷材料的均匀性、重复性和成品率，降低了劳动强度和生产成本。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的电路原理框图。
附图标记说明:
1—上位机； 2—操作面板； 3—I/O扩展接口；
4—ISA总线； 5—八轴运动控制卡； 6—信号中转板一；
7—信号中转板二； 8—X轴电机； 9—Y轴电机；
10—Z轴电机； 11—铺料台升降电机；
12—料斗水平驱动电机； 13—搅拌电机；
14—主轴电机； 15—变频器； 16—驱动器一；
17—驱动器二； 18—驱动器三； 19—光电编码器；
20—光栅位移传感器。
第四、具体实施方式
如图1所示，本发明包括上位机1、操作面板2、I/O扩展接口3和控制3D陶瓷打印机完成陶瓷材料打印成型的运动控制单元；所述3D陶瓷打印机包括底座、移动工作台、雕刻头、铺料料斗、滑动安装在竖直光杆上的铺料台和安装在搅拌轴上的搅拌桨；所述运动控制单元包括通过ISA总线4与上位机1相接的八轴运动控制卡5、与八轴运动控制卡5相接的信号中转板一6和信号中转板二7、用于驱动所述雕刻头沿水平X轴方向运动的X轴电机8、用于驱动所述移动工作台沿水平Y轴方向前后移动的Y轴电机9、用于驱动所述雕刻头沿竖直Z轴方向运动的Z轴电机10、用于驱动所述铺料台沿所述竖直光杆上下移动的铺料台升降电机11、用于驱动所述铺料料斗沿水平X轴方向运动的料斗水平驱动电机12、用于驱动所述搅拌桨对放置于所述铺料料斗中的石蜡和陶瓷材料进行搅拌以防止固化的搅拌电机13、用于对所述底座进行升降控制的主轴电机14、分别与信号中转板二7和主轴电机14相接的变频器15、用于驱动X轴电机8、Y轴电机9和Z轴电机10工作的驱动器一16、用于驱动铺料台升降电机11和料斗水平驱动电机12工作的驱动器二17以及用于驱动搅拌电机13工作的驱动器三18；所述主轴电机14、X轴电机8、Y轴电机9、Z轴电机10、铺料台升降电机11和料斗水平驱动电机12上均安装有光电编码器19，所述光电编码器19、操作面板2和I/O扩展接口3均与八轴运动控制卡5相接，所述X轴电机8、Y轴电机9和Z轴电机10均与驱动器一16相接，所述铺料台升降电机11和料斗水平驱动电机12均与驱动器二17相接，所述搅拌电机13与驱动器三18相接，所述驱动器一16、驱动器二17和驱动器三18均与信号中转板一6相接。
本实施例中，还包括安装在所述底座上且与八轴运动控制卡5相接的光栅位移传感器20.
本实施例中，所述上位机为工控PC机。
本实施例中，所述光电编码器19为17位增量式编码器。
本实施例中，所述驱动器一16和驱动器二17均为伺服电机驱动器。
本实施例中，所述驱动器三18为步进电机驱动器。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
3d陶瓷打印 二篇：
一种3D陶瓷打印机的送料系统
第一、技术领域
本实用新型涉及3D打印第一、技术领域，尤其是涉及一种3D陶瓷打印机的送料系统。
第二、背景技术
随着打印技术的快速发展，单纯的二维打印技术已经无法满足人们的需求。为了满足人们的需求，3D打印技术已经得到了快速发展，这是一项颠覆传统制造工艺的技术革命。3D打印机的工作原理与普通打印机基本相同，是通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。由于3D打印技术是一种立体打印技术，能够打印出三维实物模型，所以越来越受到生产厂家的欢迎。
陶瓷的分层打印技术中，其原理是将石蜡铺设后，在石蜡表面雕刻模型，然后在模型内铺设陶瓷材料，层层堆积，最终烧结排出石蜡后制得产品。传统的陶瓷材料的3D打印第一、技术领域中，常采用激光焊接技术。而激光焊接的系统较复杂，与激光器相关的附属配件较多，而且均需要高精度装配，使用不便，投入成本高。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、安装方便的3D陶瓷打印机的送料系统，用于对3D陶瓷打印机工作时所需的原料进行方便输送。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种3D陶瓷打印机的送料系统，其特征在于：包括通过中间隔板分隔为两个料仓的料斗、平行安装在工作台左右两侧的丝杆和光杆、安装在丝杆上的移动螺母块、安装在所述光杆上的移动块以及与丝杆一端通过联轴器连接的料斗水平驱动电机；两个所述料仓中均安装有搅拌电机和与搅拌电机的输出轴连接的搅拌轴，所述搅拌轴上安装有搅拌桨，两个所述料仓的底部均设置有出料口，所述料斗的左右两侧对称安装有刮板，所述料斗的前后两侧分别通过移动螺母块和所述移动块固定在丝杆和所述光杆上，所述料斗位于工作台的正上方，所述料斗与工作台之间安装有铺料台。
上述一种3D陶瓷打印机的送料系统，其特征是：还包括安装在两个所述料仓内的加热器。
上述一种3D陶瓷打印机的送料系统，其特征是：所述料斗的剖面呈倒梯形。
上述一种3D陶瓷打印机的送料系统，其特征是：所述搅拌桨的数量为多个。
上述一种3D陶瓷打印机的送料系统，其特征是：所述料斗水平驱动电机为伺服电机。
上述一种3D陶瓷打印机的送料系统，其特征是：所述搅拌电机为步进电机。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：结构简单、安装方便、投入成本低；通过将料斗分隔成两个单独的料仓来实现石蜡和陶瓷材料的分别放置和分别铺设；每个料仓内的搅拌装置可以使得料仓内液体均匀，且不会固化；在料斗两侧的设置有刮板，使材料能够平整铺设。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
附图标记说明:
1—工作台； 2—刮板； 3—搅拌电机；
4—搅拌轴； 5—料斗； 6—料斗水平驱动电机；
7—丝杆； 8—移动螺母块。
第四、具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括通过中间隔板分隔为两个料仓的料斗5、平行安装在工作台1左右两侧的丝杆7和光杆、安装在丝杆7上的移动螺母块8、安装在所述光杆上的移动块以及与丝杆7一端通过联轴器连接的料斗水平驱动电机6；两个所述料仓中均安装有搅拌电机3和与搅拌电机3的输出轴连接的搅拌轴4，所述搅拌轴4上安装有搅拌桨，两个所述料仓的底部均设置有出料口，所述料斗5的左右两侧对称安装有刮板2，所述料斗5的前后两侧分别通过移动螺母块8和所述移动块固定在丝杆7和所述光杆上，所述料斗5位于工作台1的正上方，所述料斗5与工作台1之间安装有铺料台。
本实施例中，还包括安装在两个所述料仓内的加热器。
本实施例中，所述料斗5的剖面呈倒梯形。
本实施例中，所述搅拌桨的数量为多个。
本实施例中，所述料斗水平驱动电机6为伺服电机。
本实施例中，所述搅拌电机3为步进电机。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
3d陶瓷打印 三篇：
3D打印用打印头、控制系统及3D打印机
第一、技术领域
本实用新型涉及3D打印第一、技术领域，尤其涉及一种3D打印用打印头，用以控制该3D打印用打印头的一种控制系统，采用上述3D打印用打印头的一种3D打印机。
第二、背景技术
3D打印，是根据所设计的3D模型，通过3D打印设备逐层增加材料来制造三维产品的技术。这种逐层堆积成形技术又被称作增材制造。3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多领域的前沿技术，是快速成型技术的一种，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。与传统制造技术相比，3D打印不必事先制造模具，不必在制造过程中去除大量的材料，也不必通过复杂的锻造工艺就可以得到最终产品，因此，在生产上可以实现结构优化、节约材料和节省能源。3D打印技术适合于新产品开发、快速单件及小批量零件制造、复杂形状零件的制造、模具的设计与制造等，也适合于难加工材料的制造、外形设计检查、装配检验和快速反求工程等。因此，3D打印产业受到了国内外越来越广泛的关注，将成为下一个具有广阔发展前景的朝阳产业。目前，3D打印已应用于产品原型、模具制造、艺术创意产品、珠宝制作等领域，可替代这些领域所依赖的传统精细加工工艺。除此之外，在生物工程与医学、建筑、服装等领域，3D打印技术的引入也为其开拓了更广阔的发展空间。
然而，在大型工业级3D打印机进行打印时，现有的打印头不能适应现有多种工业材料，如注塑材料，如果要使打印头适应多种材料则需要使用类注塑机的进料机构，但是注塑机的进料机构是非常笨重的，其自重非常大；而大型3D打印机的工作台尺寸非常大，如果工作台运动而打印头不动，3D打印机的占地面积将增加4倍以上；体积也将增加若干倍，所以，大型3D打印机需要保持工作台不动，而打印头运动，此时，打印头的自重就显著影响打印头的运动灵活 性、运动加速度，而且打印机为了支撑更重的打印头而保持刚度保持精度，打印机也会变的非常笨重，故而就有降低打印头自重的迫切需求；同时，打印头的体积大也会极大的降低有效行程，特别是在高度方向有效行程的降低尤为明显，因此打印头的自重和体积都迫切需要轻量化、小型化，同时轻量化、小型化也进一步降低了工业级3D打印机的制造成本。总之，要满足适应于现有工业材料，按照现有技术设计的打印头其长度较长、自重较大，使3D打印机体积庞大，能耗高，这些问题亟待解决。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术之不足而提供一种3D打印用多重回旋挤出机，具有长度小、能耗低、散热面积减小、加热效率高、输出流量稳定等优点。
为实现上述目的，本实用新型提供一种3D打印用打印头，包括：
机壳，所述机壳的一端设有驱动系统；
螺杆挤出系统，所述螺杆挤出系统设于所述机壳内，所述螺杆挤出系统由分内外嵌套的至少两重螺杆构成，其中，至少一个螺杆由所述驱动系统驱动；
伸缩喷嘴阀，所述伸缩喷嘴阀设于所述螺杆挤出系统的下方，所述螺杆挤出系统挤出的物料经过伸缩喷嘴阀流出。
优选的，所述伸缩喷嘴阀包括：
安装座，所述安装座可拆卸的安装于所述螺杆挤出系统的下方；所述安装座下段内沿轴向分布有一个或数个内孔，所述安装座的上端设有出料歧口，所述出料歧口分别与每一内孔的上端相通，所述内孔的下端为开口；
筒体，所述筒体可移动的安装在每一所述安装座的内孔中，所述筒体从安装座内孔的开口端伸出，所述筒体的顶端设有筒体进料口；所述筒体内为一空心阀腔；
阀针，所述阀针穿过每一所述筒体的阀腔装配在所述安装座上；
喷嘴，所述喷嘴设于每一所述筒体伸出安装座一端的端部，所述喷嘴尾部 设有喷嘴孔；
其中，所述阀针与所述阀腔的间隙形成出料通道，所述出料通道与出料歧口相通，所述喷嘴孔与出料通道相通。
优选的，当安装座中设置多个内孔时，则为多通道伸缩喷嘴阀。
优选的，所述伸缩喷嘴阀还包括中空的风嘴结构；
所述风嘴结构从上到下依次风嘴密封段、出风段；所述喷嘴从上到下依次分为与所述风嘴密封段配合的喷嘴密封段和喷嘴凸起段；所述风嘴结构环绕安装于喷嘴外侧，所述风嘴结构上设有用以向风嘴结构供风的进风通道。
优选的，所述进风通道设于所述风嘴密封段的上段侧面或顶部，当喷嘴向上移动至所述风嘴密封段与所述喷嘴密封段滑动配合密封处时，所述进风通道无法向出风段出风，当喷嘴向下移动至所述风嘴密封段与所述喷嘴密封段脱离配合时，所述风嘴密封段与所述喷嘴密封段相互脱离用以形成通风空间，所述进风通道经过此通风空间向出风段出风。
优选的，所述喷嘴凸起段的横向宽度小于所述风嘴结构出风段的开口宽度用以形成出风间隙。
优选的，所述喷嘴凸起段呈锥形或半球形。
优选的，所述风嘴结构从上到下依次分为风嘴避空段、风嘴密封段、出风段；
所述喷嘴从上到下依次分为喷嘴避空段、与所述风嘴密封段配合的喷嘴密封段、喷嘴凸起段；
其中，所述喷嘴避空段与所述风嘴避空段之间形成有通风空间。
优选的，所述喷嘴避空段与所述风嘴避空段之间部分接触局部避空，其接触部分用以起导向作用、局部避空部分起通风作用。
优选的，所述风嘴避空段的内轮廓为圆柱面，所述喷嘴避空段的外轮廓为绕轴向间隔设置的弧形面，圆柱面与弧形面相切形成接触面，在两个相邻的接触面之间为非接触面，非接触面与风嘴避空段内轮廓之间形成出风空间。
优选的，所述风嘴避空段的内轮廓为圆柱面，所述喷嘴避空段的外轮廓具 有绕轴向间隔设置的若干侧棱，圆柱面与侧棱线接触，所述喷嘴避空段与风嘴避空段之间还形成出风空间。
优选的，所述风嘴避空段的内轮廓为圆柱面，所述喷嘴避空段的外轮廓具有绕轴心螺旋设置、并沿圆周方向间隔排列的螺旋风槽。
优选的，所述喷嘴密封段与喷嘴凸起段之间的外轮廓上还设有一便于使用标准扳手拧紧所述喷嘴的棱台。
优选的，所述螺杆挤出系统由外至内依次包括有一级螺杆、二级螺杆、三级螺杆；所述一级螺杆、二级螺杆、三级螺杆内分别设有空腔；所述一级螺杆的螺旋角小于二级螺杆的螺旋角，所述二级螺杆的螺旋角小于三级螺杆的螺旋角；
所述机壳与一级螺杆之间形成一级热流道，所述二级螺杆与一级螺杆之间形成二级热流道，所述三级螺杆与所述二级螺杆之间形成三级热流道；所述三级热流道与所述第一进料口相导通；所述一级热流道、二级热流道、三级热流道依次串联相通形成连续通道；所述一级螺杆、二级螺杆、三级螺杆中的一个或者多个由驱动系统驱动转动。
优选的，所述二级热流道与三级热流道的交汇处上设有用于排放材料产生气体的微孔。
优选的，所述三级热流道是螺杆挤出系统的一部分，并延伸到出料歧口处，三级热流道是从螺杆挤出系统出料的出料段，三级热流道是向伸缩喷嘴阀进料的进料段。
优选的，所述物料在一级热流道中的理论挤出量大于物料在二级热流道中的理论基础量，物料在二级热流道中的理论挤出量大于物料在三级热流道中的理论挤出量，其中，物料在三级热流道中的理论挤出量处于物料额定的挤出量阈值范围之内。
优选的，所述一级螺杆由驱动系统驱动；所述二级螺杆与机壳固定连接。
优选的，所述一级热流道和\\或二级热流道和\\或三级热流道的截面积沿物料流动方向逐渐降低。
优选的，所述三级螺杆的下方两侧还分别设有压力传感器和流量传感器。
优选的，所述机壳的一侧设有原料进料口，所述原料进料口还与一供料系统相连，所述供料系统是气动供料系统，所述气动供料系统将颗粒状或粉末状的物料输送到原料进料口并顺次通过一级热流道、二级热流道、三级热流道、出料歧口、筒体进料口、出料通道、喷嘴孔。
优选的，所述驱动系统是减速电机；所述减速电机通过法兰盘与一级螺杆可拆卸连接。
优选的，所述筒体采用流体传力方式在所述安装座内孔中做轴向方向运动；
所述内孔上与筒体上段外周缘和下段外周缘相接触处分别设有填制有滑动密封材料的上密封件和下密封件；所述筒体在所述上密封件与所述下密封件之间的中段还有一起活塞作用的筒体圆柱；所述筒体圆柱侧壁上设有至少一个环形凹槽；所述环形凹槽内填制有滑动密封材料，使所述筒体与安装座密封连接；
所述筒体圆柱与上密封件之间有第一流体室，所述筒体圆柱与下密封件之间有第二流体室；
所述筒体的上段设有一限位通槽，所述限位通槽与阀针顶部侧面的限位键滑动配合用以使筒体进料口与出料歧口对齐。
优选的，所述第一流体室通过第一流体通孔与第一流体阀相连；所述第二流体室通过第二流体通孔与第二流体阀相连。
优选的，所述滑动密封材料为膨胀石墨。
优选的，所述阀针的头部或一侧通过至少两个定位螺栓固定于所述安装座上。
优选的，所述机壳和\\或所述安装座的外侧设有电加热装置。
优选的，所述筒体设置有四个，与所述筒体相配套的阀针也设置有四个。
优选的，所述安装座分段设置，相邻的两段之间固定连接。
本实用新型还提供一种控制系统，用以对3D打印用打印头实现自动控制，其包括：
控制电路；
温控系统，所述温控系统与控制电路电连接；
压力传感器，所述压力传感器与控制电路电连接；
流量传感器，所述流量传感器与控制电路电连接；
驱动系统，所述驱动系统与控制电路电连接，
其中，所述温控系统通过反馈调节控制物料的熔化状态，所述压力传感器、流量传感器监测三级热流道出口处熔融态物料的压力、流量参数并回传至控制电路，控制电路根据压力、流量参数反馈调节驱动系统的动力输出参数，使熔融态物料从喷嘴流出时的实际流量处于预设的流量阈值范围内；
还包括一喷嘴阀控制系统。
本实用新型还提供一种3D打印机，其包括机架，所述机架上设有至少一个如上述的3D打印用打印头。该打印机采用了本实用新型的3D打印用打印头，根据伸缩喷嘴阀的不同，3D打印用打印头分为无风嘴、有风嘴两种。此外，安装座上还可设置一气流通道、在内孔内侧壁上设置环形风室，通过气流通道向环形风室通入压力气体，压力气体的压力高于三级热流道内熔融态物料的压力，从而达到气密封的效果，根据是否具有单独的气密封性能将本实用新型的3D打印用打印头分为无单独气密封、有单独气密封两种。如为无单独气密封形式，则第一流体室、第二流体室内通入气体或液体时，也可以起到气密封的作用。若将有无风嘴、有无单独气密性相结合，则产生四种3D打印用打印头，即无风嘴且无单独气密封、无风嘴且有单独气密封、有风嘴且无单独气密封、有风嘴且有单独气密封这四种形式，这四种形式的3D打印用打印头都是本实用新型的实施例。此外，在螺旋挤出系统的机壳上还形成有进料锥口，所述进料锥口设于机壳上且靠近一级螺杆的进料端，用以提升进料速度，则可将3D打印用打印头又可分为有进料锥口、无进料锥口两种形式。此外，筒体的运动行程可用于调节伸缩喷嘴阀的流出打印物料的流量，从而3D打印用打印头具有末端流量可调、末端流量不可调两种。
优选的，还包括驱动系统，所述驱动系统用以驱动所述3D打印用打印头，使之准确运动至三维空间内任意一点。
本实用新型还提供一种打印方法，其包括采用如上述的3D打印用打印头进行增材制造的步骤。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型的打印头采用多重螺旋挤出机、多通道伸缩喷嘴阀，使打印头的自重降低、尺寸降低，增加了打印头的运动灵活性；由于采用了螺旋挤出机构，本实用新型的打印头适应现有的各种工业材料，如注塑材料，使本实用新型的大型3D打印机的适用场景、适用范围更为广阔；通过降低打印头的自重，降低了驱动打印头的动力机构的工作负担，降低了制造成本；通过降低打印头的自重，进一步提高了打印的加速度，也即提高了综合打印速度；
2、本实用新型通过采用多通道伸缩喷嘴阀，采用大小口径变化的多个喷嘴，小口径喷嘴适用于高精度打印，大口径喷嘴则提高打印速度；在不同的时刻采用不同口径的喷嘴，将3D打印的速度与精度达到完美统一。
3、本实用新型的挤出机大幅度缩小了长度且直径增加不多，使工业级3D打印机的尺寸可以进一步缩小，本实用新型的挤出机相对于现有的挤出机还缩小了体积。
4、本实用新型通过设置多重螺杆，外层螺杆的直径变大，在同样的挤出量情况下导致外层螺杆的螺旋角可以变平缓，使流体材料在螺杆上的滑差变小，因此能产生更大的推进力，使后级螺杆流道中的材料减少滑动，使后级螺杆的热流道中的挤出量更接近于理论值，经过多级逼近理论值最终实现材料的定压定量稳定输出。一级螺杆的直径大于二级螺杆，二级螺杆的直径大于三级螺杆的直径，一级螺杆的导程小于二级螺杆的导程，二级螺杆的导程小于三级螺杆的导程，一级螺杆的螺旋角平缓于二级螺杆的螺旋角，二级螺杆的螺旋角平缓于三级螺杆的螺旋角在前两级螺杆的作用下，物料能保持与第三螺杆相匹配的速度前进，这是单一一根螺杆难以做到的。
5、螺旋角越陡峭，物料(流体或者包含流体的多相物料)在挤出过程中越容易打滑，而一级螺杆的螺旋角很平缓，物料不容易打滑，所以虽然二级螺杆、三级螺杆在挤出过程中，物料容易打滑，但是由于一级螺杆在外部，物料无法 反方向运动，这就迫使物料单方向向前运动。如果是单一螺杆，虽然也可以实现多级变化，但是由于直径很接近，在相同挤出量的情况下，螺旋角的变化范围难以有较大的差别，即使使用不同的直径直线排列(在直线方向上分段设置)也会导致散热面积大、热效率降低并且长度增加、体积变大，不利于3D打印机的轻量化和小型化，在大型打印机上由于工作台非常巨大，一般都是打印头移动，所增加的重量会影响打印头的打印运动灵活性，从而降低打印速度，增加的重量也使打印机的运动支撑机构的载荷变大，动态刚度降低，这些都不利于高效率、高精度打印。
6、本实用新型采用多重回旋挤出技术，3D打印用物料在连续的N字形的一级热流道、二级热流道、三级热流道中经过加热熔化、由于流向反复改变，搅拌效果非常明显，使物料中各组分混合更加均匀，特别是有些的微量的添加剂在这种高效的搅拌机制下，充分分散到材料的各部分，增加了最终固化材料的各向同性。
7、采用多重回旋技术在同样的挤出量的情况下长度缩短、直径略有变大，但总的体积和总的表面积减小，使散热面积减小，因此能耗低。热能利用率高，更加低碳、绿色、节能、环保；本实用新型还采用反馈调节机制，进一步提升了对输出流量的控制精度。
8、本实用新型提供两种打印头，一种是无风嘴的3D打印用打印头，另一种是有风嘴的3D打印用打印头，采用风嘴结构，采用风嘴结构，则出风均匀，在出料的同时还可以实现出风，且环形出风，非常适合3D打印头位置时刻变动的工况，使气流方向始终保持与刚挤出的物料相一致。当使用多个喷嘴时，工作的喷嘴可以实现正常出风，而不工作的喷嘴无法出风，这就非常便于采用多个喷嘴进行打印操作。而采用风扇进行风冷散热的工艺、设备，散热精度低，噪音大，能耗高，且由于不能预判打印头挤出物料的角度，出风面难以连续跟踪打印头空间位置、角度的变化，导致气流对物料产生不均一的压力，容易导致产品变形或者刚挤出的物料的流动、变形，这就会影响打印的精度。本实用新型解决了这一疑难，且本实用新型结构简单，不容易发生故障。
8、本实用新型采用气动控制系统，可以灵活的控制多个喷嘴的开闭，提升3D打印的速度；喷嘴的口径可以调节，用以控制3D打印的精度；本实用新型的伸缩喷嘴阀保温效果好；喷嘴与阀针采用线接触，避免喷嘴与阀针产生粘连，如此，避免了喷嘴与阀针的堵塞，稳定性、可靠性更佳，如此更提高了3D打印机的无故障运行时间；本实用新型实现了多通道喷出3D打印所用的物料，多个通道可以并发的喷出3D打印用物料，如此，3D打印更佳高效、灵活；本实用新型的安装座采用分段式设置，便于对膨胀石墨进行安装，采用膨胀石墨充当滑动密封材料非常可靠，伸缩喷嘴阀是在高温下工作，液体滑动密封材料难以在高温下稳定存在，采用膨胀石墨可以长久的实现密封，并且还具有润滑性能。
9、本实用新型稳定性好，可靠性佳，操作使用方便，设计新颖，实用性强，易于推广应用。
附图说明
图1是本实用新型一实施例的整体结构示意图；
图2是图1的部分示意图；
图3是图1的另一部分第一实施例的示意图；
图4是图1的另一部分第二实施例的示意图；
图5是图4的局部示意图；
图6是图4中喷嘴一实施例的结构示意图；
图7是本实用新型的控制流程图；
附图标记：
驱动系统110；螺杆挤出系统120；一级螺杆1201；二级螺杆1202；三级螺杆272；电加热装置130；喷嘴阀控制系统140；原料进料口150；供料系统151；压力传感器161；流量传感器162；控制电路170；机壳180；进料锥口1801；
安装座210；三级热流道211；出料歧口2111；筒体220；上密封件2201；下密封件2202；筒体圆柱221；环形凹槽2211；阀针230；定位螺栓231；限位键232；出料通道240；筒体进料口2401；限位通槽2402；第一流体室251； 第一流体通孔2511；第二流体室252；第二流体通孔2521；环形气室253；压力气体通道2531；喷嘴260；棱台2602；喷嘴避空段261；喷嘴密封段262；喷嘴凸起段263；喷嘴孔2631；进风通道264；风嘴结构280；风嘴避空段2801；风嘴密封段2802；出风段2803。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
第四、具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，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。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
请参阅图1，本实用新型提供一种3D打印用打印头，包括机壳180、螺杆挤出系统120和伸缩喷嘴阀，其中，伸缩喷嘴阀根据有无风嘴结构280分为两 种，一种是无风嘴伸缩喷嘴阀，另一种是有风嘴伸缩喷嘴阀。所述机壳180的一端设有驱动系统110；所述螺杆挤出系统120设于所述机壳180内，所述螺杆挤出系统120由分内外嵌套的至少两重螺杆构成，其中，至少一个螺杆由所述驱动系统110驱动；所述伸缩喷嘴阀设于所述螺杆挤出系统120的下方并位于所述机壳180的下方，所述螺杆挤出系统120挤出的物料经过伸缩喷嘴阀流出。所述螺杆挤出系统120将输入的物料制成熔融的物料，并通过伸缩喷嘴阀可关闭的流出。伸缩喷嘴阀可设置成多通道的，如此，每一通道的输出口径不同，则可根据需要选用合适的口径出料，用以实现打印精度与速度的平衡。
具体而言，请参阅图2，所述螺杆挤出系统120由外至内依次包括有一级螺杆1201、二级螺杆1202、三级螺杆272，即采用三重螺杆；所述一级螺杆1201、二级螺杆1202内分别设有空腔(而三级螺杆272是否呈空腔结构并不限定)；所述机壳180与一级螺杆1201之间形成一级热流道，所述二级螺杆1202与一级螺杆1201之间形成二级热流道，所述三级螺杆272与所述二级螺杆1202之间形成三级热流道211；所述三级热流道211与所述出料歧口2111相导通；所述一级热流道、二级热流道、三级热流道211依次串联相通形成连续的N字形通道；所述一级螺杆1201、二级螺杆1202、三级螺杆272中的一个或者多个由驱动系统110驱动转动。其中，所述一级螺杆1201由驱动系统110驱动；所述二级螺杆1202与机壳180处于静止状态。所述一级热流道和\\或二级热流道和\\或三级热流道211的截面积沿物料流动方向逐渐降低。所述三级螺杆272的下方连接有伸缩喷嘴阀，所述喷嘴260系统与三级热流道211处于导通状态；所述喷嘴260系统的两侧还分别设有压力传感器161和流量传感器162。所述机壳180的一侧设有原料进料口150，所述原料进料口150还与一供料系统151相连，所述供料系统151是气动供料系统151，所述气动供料系统151将颗粒状或粉末状的物料输送到原料进料口150并顺次通过一级热流道、二级热流道、三级热流道211、喷嘴260系统。所述二级热流道、三级热流道的交汇处上还设有至少一个用以排放物料中气体的微孔。所述机壳180的外侧还设有加热装置。所述驱动系统110是减速电机；所述减速电机通过法兰盘与一级螺杆1201可拆卸连 接。在机壳180上并靠近一级热流道进料端处形成有进料锥口1801，用以提升进料速度。此外，所述物料在一级热流道中的理论挤出量大于物料在二级热流道中的理论基础量，物料在二级热流道中的理论挤出量大于物料在三级热流道211中的理论挤出量，其中，物料在三级热流道211中的理论挤出量处于物料额定的挤出量阈值范围之内。要实现同样的挤出量，一级螺杆1201比二级螺杆1202、三级螺杆272的螺旋角要平缓，从而物料在一级热流道中不容易滑动，而物料在二级热流道、三级热流道中虽然容易滑动，但是，由于一级热流道中的物料产生了封堵效果，避免物料反方向运动，这是采用单一一根螺杆无法实现的。
通过设置至少两重螺杆，形成多重回旋挤出机构，实现在小空间范围内，延长物料输送的长度，延长了加热时间、搅拌时间，使物料加热熔化、混匀更加彻底。且由于螺旋角分三级设置，有利于物料的稳定输送。在使用时，驱动系统110位于机壳180的上方。由于物料运送发生多次弯折，物料的搅拌效果更佳。本实用新型的一个实施例，所述一级螺杆1201、二级螺杆1202、三级螺杆272中的一个或者多个由驱动系统110驱动转动。设置三重螺杆，这是本实用新型的优选实施方式。
进一步的拓展而言：驱动系统110还可以设置有多个，如设置驱动系统一、驱动系统二、驱动系统三，如此，每一驱动系统皆驱动一螺杆。或者，设置驱动系统一、驱动系统二，驱动系统一驱动一级螺杆，驱动系统二驱动三级螺杆，而二级螺杆处于固定状态。此外，作为一种变劣的实施方式，驱动系统单独驱动三级螺杆，如此，也可以保证本实用新型的实施。此外，需要指出的是，本实用新型还可以设置四重螺杆、五重螺杆、六重螺杆或者更多重螺杆，以此来进一步的增强本实用新型的功能。可以预见的是，通过进一步增加螺杆的数量，可以进一步降低挤出机的长度，但是，也伴随着加工难度的增高。此外，若设置更多重螺杆则会出现挤出机的宽度增加等情况。
对无风嘴伸缩喷嘴阀进行描述：本伸缩喷嘴阀包括有安装座210、筒体220、阀针230、喷嘴260，其中，所述安装座210可拆卸的安装于所述螺杆挤出系统 120的下方；所述安装座210的上段设有三级热流道211，所述三级热流道211的末端设有出料歧口2111，所述安装座210的下端内沿轴向分布有一个或数个内孔，所述出料歧口2111分别与每一内孔的上端相通，所述内孔的下端为朝向外界的开口；所述筒体220可移动的安装在所述安装座210的内孔中，所述筒体220从安装座210一端伸出，所述筒体220的顶端设有至少一筒体进料口2401；所述筒体220内设有阀腔；所述阀针230穿过所述筒体220的阀腔安装在所述安装座210上，所述阀针230与所述阀腔的间隙形成与所述筒体进料口2401导通的出料通道240；所述喷嘴260设于所述筒体220的尾部，所述喷嘴260尾部设有喷嘴孔2631。更加详细的描述：所述安装座210的上、下段在与筒体220上段外周缘和下段外周缘相接触处分别设有上密封件2201和下密封件2202，所述上密封件2201、下密封件2202为填制有膨胀石墨的槽。所述筒体220在所述上密封件2201与所述下密封件2202之间的中段还有一筒体圆柱221(具体制造的时候，所述筒体圆柱221为活塞)；所述筒体圆柱221侧壁上设有至少一个环形凹槽2211；所述环形凹槽2211内填制有滑动密封材料，使所述筒体220与安装座210密封连接。所述滑动密封材料为固态滑动密封材料，如膨胀石墨。所述筒体圆柱221与上密封件2201之间有第一流体室251，所述筒体圆柱221与下密封件2202之间有第二流体室252；所述第一流体室251通过第一流体通孔2511与第一流体阀相连；所述第二流体室252通过第二流体通孔2521与第二流体阀相连。所述阀针230的头部或一侧通过至少一个(优选为两个)定位螺栓231固定于所述安装座210上。所述筒体220的上段设有一限位通槽2402，所述限位通槽2402与阀针230顶部侧面的限位键232滑动配合用以使筒体进料口2401与出料歧口2111对齐。所述阀针230层倒L形。所述安装座210的外侧设有电加热装置130，用以实现保温效果。所述安装座210的上段包括有三级热流道211；所述三级热流道211内还设有三级螺杆272；所述三级热流道211的下末端与出料歧口2111、筒体进料口2401、出料通道240、喷嘴孔2631顺次导通。所述安装座210分段设置，各段之间通过锁紧螺栓固定连接。所述安装座210与机壳180通过螺栓固定。
上述实施例描述了无风嘴的3D打印用打印头。而有风嘴的3D打印用打印头与无风嘴的3D打印用打印头相比，其区别在于：还包括设于安装座210下方的中空的风嘴结构280。其中，所述风嘴结构280从上到下依次分为风嘴避空段2801、风嘴密封段2802、出风段2803；所述打印喷嘴260尾部设有喷嘴孔2631，所述喷嘴260分为喷嘴避空段261、与所述风嘴密封段2802配合的喷嘴密封段262和喷嘴凸起段263；所述风嘴结构280环绕安装于所述喷嘴260外侧；所述风嘴结构280上设有用以向风嘴结构280供风的进风通道264。其中，所述喷嘴避空段261与所述风嘴避空段2801之间形成有通风空间。此时，风嘴结构280上可以设置一个或数个喷嘴260，若设置多个打印喷嘴260则这些喷嘴260间隔排列，如呈直线型或环形排列。喷嘴260在动力作用下进行移动。当风嘴密封段2802、喷嘴密封段262处于不密封配合状态时，进风通道264向出风段2803供风，出风段2803呈筒状，气体从出风段2803喷出并经过打印喷嘴260，而作用到刚挤出的物料上。所述喷嘴260向下移动时，所述打印喷嘴260开始流出3D打印物料、且实现出风，当喷嘴260向上移动到所述风嘴密封段2802与所述喷嘴密封段262滑动配合密封处时，所述喷嘴260立即停止流出3D打印物料、且立即停止出风。由于采用机械力进行剪断，出料立即停止且出风也立即停止。对进风通道264的设置位置进一步限定：所述进风通道264设于所述风嘴密封段2802的上段侧面或顶部，当3喷嘴260向上移动至所述风嘴密封段2802与所述喷嘴密封段262滑动配合密封处时，所述进风通道264无法向出风段2803出风，当喷嘴260向下移动至所述风嘴密封段2802与所述喷嘴密封段262脱离配合时，所述风嘴密封段2802与所述喷嘴密封段262相互脱离用以形成通风空间，所述进风通道264经过此通风空间向出风段2803出风。
此外，所述喷嘴凸起段263的横向宽度小于所述风嘴结构280出风段2803的开口宽度用以形成出风间隙(出风空间)，如呈锥形或者半球形。此外，为了起到较好的导向作用，伸缩喷嘴避空段261与风嘴避空段2801之间还需要局部可滑动接触，在滑动时接触部位起到导向作用，而非接触部分形成出风空间。为了进一步提升出风效果，在喷嘴避空段261的外轮廓表面设置多股螺旋槽， 用以形成螺旋风，进而提高降温效果。作为一种最佳方案：所述风嘴避空段2801的内轮廓为圆柱面，所述喷嘴避空段261的外轮廓为绕轴向间隔设置的弧形面，此弧形面为一部分圆柱面且该弧形面的在横截面方向上其曲线的曲率半径可小于或等于所述风嘴避空段2801的内轮廓为圆柱面的曲率半径，所述风嘴避空段2801的内轮廓圆柱面与所述喷嘴避空段261的外轮廓上的弧形面相切形成接触面，在两个相邻的接触面之间为非接触面，非接触面与风嘴避空段2801内轮廓之间形成出风空间。
本实用新型的一个实施例，可设置四个、六个或更多个喷嘴260。
本实用新型的一个实施例，所述供料系统151所输送的物料为热塑性的固体材料，如金属粉末、陶瓷颗粒、玻璃粉末、塑胶颗粒中的一种或多种。
本实用新型的一个实施例，所述筒体220采用气动方式或液压方式在所述安装座210内部做轴向方向运动。本实用新型优选采用气动方式。当然也可以采用流动性粉末或者流动性颗粒进行驱动。更为拓展而言，筒体220还可以采用电磁力或者机械力进行驱动。
为了达到较好的气密封效果：在内孔内侧壁上设置有环形风室253，所述环形风室253环绕于所述筒体220的四周，所述环形风室253与一压力气体通道2531相连，所述压力气体通道2531与外界导通。
本实用新型还提供一种控制系统，包括控制电路170；温控系统，所述温控系统与控制电路170电连接；压力传感器161，所述压力传感器161与控制电路170电连接；流量传感器162，所述流量传感器162与控制电路170电连接；驱动系统110，所述驱动系统110与控制电路170电连接，其中，所述温控系统通过反馈调节控制物料的熔化状态，所述压力传感器161、流量传感器162监测三级热流道211出口处熔融态物料的压力、流量参数并回传至控制电路170，控制电路170根据压力、流量参数反馈调节驱动系统110的动力输出参数，使熔融态物料从喷嘴260流出时的实际流量处于预设的流量阈值范围内；还包括一喷嘴阀控制系统140。所述喷嘴阀控制系统140包括气源，所述气源在控制电路170的控制下向第二流体室252、第一流体室251通入气体。还包括一压力测量 装置，所述压力测量装置用于测量所述第二流体室252、第一流体室251的气体压力；所述压力测量装置与控制电路170相连，所述控制电路170根据压力测量装置回传的参数反馈控制第二流体室252、第一流体室251的压力值，进而实现筒体220、喷嘴260的顶起或收回状态。还包括一信号触发模块，所述信号触发模块在3D打印程式的触发下向控制电路170发送触发信号；所述控制电路170根据触发信号向气源发送控制信号，具体控制第二通气管的开启或关闭。
作为本实用新型的一个实施例，本实施例同时实现了气密封功能，避免物料从筒体220与内孔之间的间隙流出，也实现了对筒体220运动状态的控制，具有同时实现了上述两种功能，具体方案如下：在任一时刻，为了实现气密封，第一流体室251、第二流体室252中的一个需要通入压力气体，并保证压力高于出料通道240内熔融态物料的压力；并且为了实现驱动效果，则控制两个流体室内的压力差即可。
向第一流体室251内通入气体是最佳的方案，气体通过内孔与筒体220的间隙分布，气体不会污染打印物料。而向第一流体室251、第二流体室252内通入液体则可能造成物料污染向第一流体室251、第二流体室252内通入流动性粉末则可能导致筒体220与安装座210内孔之间的间隙堵塞，而通入可流动性颗粒，通过控制颗粒的粒径，则既可以起到传力作用，又可以避免污染物料或者造成堵塞，然而，流动性颗粒不便于传力，且不便于采用阀来切断动力，所以，本本实用新型优先采用气体作为动力，采用气动方式是最为优选的方式。
当然，本实用新型还有一实施例：向第一流体室251内通入气体，向第二流体室252内通入液体或气体或流动性颗粒、流动性粉末，第一流体室251内的压力始终高于出料通道240内熔融态物料的压力，由于第一流体室251更靠近桶体进料口、限位通槽2402，第二流体室252内的液体不容易(如液体金属)等不容易进入出料通道240内。
对有风嘴的3D打印头而言，在喷嘴密封段与喷嘴凸起段之间的交汇处还设有棱台2602，便于采用标准扳手进行安装、拆卸。
本实用新型还提供一种3D打印机，包括机架，所述机架上设有至少一个如 上述的3D打印用打印头。还包括驱动系统110，所述驱动系统110用以驱动所述3D打印用打印头，使之准确运动至三维空间内任意一点。
本实用新型还提供一种打印方法，包括采用如上述的3D打印用打印头进行增材制造的步骤。
本实用新型的工作原理：各种工业物料通过气动进料系统鼓入进料口，物料被一级螺杆1201带进一级热流道，物料在电加热装置130的加热作用下逐渐熔化(物料在行进至一级热流道的末端之前熔化完毕)，物料在一级热流道内还受到挤压；熔化后的物料进入二级热流道，熔融态物料继续被加热，若熔融态物料中尚有未被熔化的物料也能二级热流道内熔化；物料从二级热流道流入三级热流道211，并依次出料歧口2111分流而进入多个筒体进料口2401、出料通道240，最后从喷嘴孔2631喷出。当需要精确打印产品的外轮廓时，控制开启小口径的喷嘴260，当需要打印产品的内部填充时，采用大口径的喷嘴260，或者控制开启多个喷嘴260同时打开，用以实现多通道并发出料，进一步加快打印速度。本实用新型还可配备风嘴结构280，使用风嘴结构280可在刚打印出的物料周围环形均匀出冷风(或常温风)，避免冷却已经冷却到适当程度的其他物料，而且可增强风力，由于环形出风，物料均匀受力，不会导致物料被吹离既定位置。在打印大型产品时，使用风嘴结构280还可吹热风，吹出的环形热风也对打印头将要达到的下一位点处的上一层已经冷却的物料进行预热，环形热风中的小部分热量虽然会传递到刚喷出的打印材料上，但也仅仅是小部分，而且，还可通过降低从喷嘴孔2631流出的打印物料的温度，通过环形热风的热量补偿，将物料的最终温度维持到预设的范围之内，如此，吹环形热风非但没有副作用，还有意想不到的效果。此外，打印头流量的调节可通过调节减速电机间接调节挤出机的输出强度、选择不同口径的喷嘴260、控制筒体220内壁与阀针230下末端间距大小，还可调节气动进料系统的进料速度进而调节，采用不同层次的调节可以灵活的调节打印头的输出流量大小。通过在机壳180和安装座210外部设置电加热装置130，用以对物料实现加热融化、以及保温，还可通过调节发热量，用以达到充分的加热熔化、保温效果，用以适应不同种类的 物料。物料在挤出机的热流道中还会产生气体，气体可从二级热流道与三级热流道的交汇处的微孔处排出，随之排出的微量物料又被一级螺杆1201带回挤出机，避免物料流失。处于工作状态的喷嘴260的高度低于其它不工作的喷嘴260，避免其它不工作的喷嘴260对打印产品造成干涉影响。本实用新型的气动进料系统还具有将物料烘干、预热的功能，如此，气动进料系统中设置有烘干装置或预热装置，避免湿态的物料无法被风力鼓入到挤出机内部。
由于螺旋角三级变化，物料难以反方向运动，物料挤出效率高，输出流量稳定可靠。当筒体220上第二流体室252的气压低于所述第一流体室251的气压值，此时，筒体220在第一流体室251的推力下顶出，出料通道240打开，物料从喷嘴孔2631喷出；当筒体220上的第二流体室252、第一流体室251均通入气体，且第二流体室252的气压高于第一流体室251的压力时，所述筒体220在第二流体室252的推力下收回，出料通道240关闭，物料不能从喷嘴孔2631流出(喷出)。本实用新型优选采用四个喷嘴260，每一喷嘴260的口径可以根据需要设置(一般情况下，四个喷嘴260的口径系列变化，如等差变化、等比变化)，当需要某一口径的喷嘴260输出物料时，可以通过控制气源进而控制某一筒体220的运行状态，进而控制某一筒体220的开闭，当然，本实用新型还支持多个通道并发出料，用以实现更高的功能。
对有风嘴的3D打印头而言，与无风嘴的不同之处在于：热态物料经过喷嘴孔2631喷出后或喷出时，喷嘴260的外周缘喷出环形气流，用以对刚挤出的热态物料进行快速冷却，气流区域为略大于喷嘴260的环形区域，气流与打印材料的接触面积远小于直接采用风扇或者风机进行散热的接触面积；当需要加热时，喷嘴260的外周缘喷出热态气流，用以实现加热，提高待挤出热态物料与已打印部分的粘合效果。伸缩喷嘴阀开启时，才能出风；若伸缩喷嘴阀关闭，则不能出风；当打印头具有多个打印嘴时，正在出料的喷嘴260才能同时出风，用以实现出风、出料的同步进行，当需要冷却时，则吹出冷风或者常温下的气流，用以将刚挤出的物料快速冷却，对它部分则不会造成冷却，其他部分不再一一赘述。
对于有风嘴的3D打印头，风嘴结构280内部还设有一多通阀结构用以将气体分流。由于在制造的时候，安装座210采用叠片的形式，而风嘴结构280可拆卸的安装在安装座210的底部。此时，无风嘴3D打印头与有风嘴3D打印头区别在于风嘴结构280，可以根据具体的需要决定是否增加风嘴结构280，若采用无风嘴的3D打印打印头，则需要配合风机或者风扇进行风冷。
综上所述，采用伸缩喷嘴阀，喷嘴260口径可切换，打印精细的外轮廓时，切换到小口径喷嘴260，当打印没有精度要求的内部填充时，则使用远大于小口径喷嘴260的大口径喷嘴260，使打印速度提升数倍。当打印进行到空白区时，打印材料会从喷嘴孔2631的末端由阀针230和喷嘴260之间的机械力剪断材料，并保持了内部的压力不至于因材料泄漏而变动，走过空白区重新打印时，不需要重建压力使打印更加稳定。当两种以上材料在同一打印机上打印时或者使用两种口径不同的喷嘴260时，不使用的喷嘴260在关断的过程中，自动的离开了正在打印的平面，不会对已经打印的平面有任何的划伤。本实用新型采用流体传力控制，流体可以是气体、液体、液态金属、可流动的粉末、可流动的颗粒等，其流体阀远离打印的高温区可以远程的控制多个喷嘴260的开闭。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
3d陶瓷打印 四篇：
一种3D陶瓷打印机的送料系统
第一、技术领域
本实用新型涉及3D打印第一、技术领域，尤其是涉及一种3D陶瓷打印机的送料系统。
第二、背景技术
随着打印技术的快速发展，单纯的二维打印技术已经无法满足人们的需求。为了满足人们的需求，3D打印技术已经得到了快速发展，这是一项颠覆传统制造工艺的技术革命。3D打印机的工作原理与普通打印机基本相同，是通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。由于3D打印技术是一种立体打印技术，能够打印出三维实物模型，所以越来越受到生产厂家的欢迎。
陶瓷的分层打印技术中，其原理是将石蜡铺设后，在石蜡表面雕刻模型，然后在模型内铺设陶瓷材料，层层堆积，最终烧结排出石蜡后制得产品。传统的陶瓷材料的3D打印第一、技术领域中，常采用激光焊接技术。而激光焊接的系统较复杂，与激光器相关的附属配件较多，而且均需要高精度装配，使用不便，投入成本高。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、安装方便的3D陶瓷打印机的送料系统，用于对3D陶瓷打印机工作时所需的原料进行方便输送。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种3D陶瓷打印机的送料系统，其特征在于：包括通过中间隔板分隔为两个料仓的料斗、平行安装在工作台左右两侧的丝杆和光杆、安装在丝杆上的移动螺母块、安装在所述光杆上的移动块以及与丝杆一端通过联轴器连接的料斗水平驱动电机；两个所述料仓中均安装有搅拌电机和与搅拌电机的输出轴连接的搅拌轴，所述搅拌轴上安装有搅拌桨，两个所述料仓的底部均设置有出料口，所述料斗的左右两侧对称安装有刮板，所述料斗的前后两侧分别通过移动螺母块和所述移动块固定在丝杆和所述光杆上，所述料斗位于工作台的正上方，所述料斗与工作台之间安装有铺料台。
上述一种3D陶瓷打印机的送料系统，其特征是：还包括安装在两个所述料仓内的加热器。
上述一种3D陶瓷打印机的送料系统，其特征是：所述料斗的剖面呈倒梯形。
上述一种3D陶瓷打印机的送料系统，其特征是：所述搅拌桨的数量为多个。
上述一种3D陶瓷打印机的送料系统，其特征是：所述料斗水平驱动电机为伺服电机。
上述一种3D陶瓷打印机的送料系统，其特征是：所述搅拌电机为步进电机。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：结构简单、安装方便、投入成本低；通过将料斗分隔成两个单独的料仓来实现石蜡和陶瓷材料的分别放置和分别铺设；每个料仓内的搅拌装置可以使得料仓内液体均匀，且不会固化；在料斗两侧的设置有刮板，使材料能够平整铺设。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
附图标记说明:
1—工作台； 2—刮板； 3—搅拌电机；
4—搅拌轴； 5—料斗； 6—料斗水平驱动电机；
7—丝杆； 8—移动螺母块。
第四、具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括通过中间隔板分隔为两个料仓的料斗5、平行安装在工作台1左右两侧的丝杆7和光杆、安装在丝杆7上的移动螺母块8、安装在所述光杆上的移动块以及与丝杆7一端通过联轴器连接的料斗水平驱动电机6；两个所述料仓中均安装有搅拌电机3和与搅拌电机3的输出轴连接的搅拌轴4，所述搅拌轴4上安装有搅拌桨，两个所述料仓的底部均设置有出料口，所述料斗5的左右两侧对称安装有刮板2，所述料斗5的前后两侧分别通过移动螺母块8和所述移动块固定在丝杆7和所述光杆上，所述料斗5位于工作台1的正上方，所述料斗5与工作台1之间安装有铺料台。
本实施例中，还包括安装在两个所述料仓内的加热器。
本实施例中，所述料斗5的剖面呈倒梯形。
本实施例中，所述搅拌桨的数量为多个。
本实施例中，所述料斗水平驱动电机6为伺服电机。
本实施例中，所述搅拌电机3为步进电机。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
3d陶瓷打印 五篇：
一种下降式陶瓷3D打印机
第一、技术领域
本发明涉及3D打印设备领域，尤其涉及一种下降式陶瓷3D打印机。
第二、背景技术
随着科技的进步，3D打印设备越来越普及，其中陶瓷3D打印机利用光斑凝固成型能够打印出较为光滑的产品，应用比较广泛，现有的陶瓷3D打印机大多都会有装料箱，装料箱的底部为透光块，且下部配合光斑发射器，上方为成型升降块，通过成型升降块将打印好的部分向上升，然后进行下面部分的打印，这种方式为上升式打印，采用这种方式进行打印存在一定的缺陷，每次打印的部分下部和再次打印部分的上部结合时可能存在毛刺，进而导致产品结合部分的性能不是很良好，影响打印后产品的质量。
第三、发明内容
本发明的目的是提供一种下降式陶瓷3D打印机，将透光块和光斑发射装置设置到装料块的上方，使装料块逐步下降实现产品的打印，在每部分打印完成和补料时均通过刮料装置进行刮平，极大的保证了每次打印的平整性，确保了结合部分的性能，进而提高了产品的质量。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种下降式陶瓷D打印机，包括机架，所述的机架的中部设置有与其四面密封的装料块，所述的装料块的下部连接有打印升降装置，所述的打印升降装置安装在机架下部设置的升降安装块上，所述的机架的上部左侧设置有与装料块内的物料配合的刮料装置、上部右侧设置有安装架，所述的安装架上设置有相互配合的光斑发射装置和透光块，且安装架上还设置放料装置。
进一步的，所述的装料块的中部开设有成型口，所述的成型口从上至下设置有成型网板和成型密封块，所述的成型网板上开设有卸料孔，所述的成型密封块的下部设置有L型的成型密封安装块，且成型密封安装块的水平部分通过成型密封安装螺栓锁紧在装料块的下部。
进一步的，所述的成型密封块的下部中心设置有打印升降定位杆，所述的打印升降定位杆下部接触非连接配合有打印升降定位块，所述的打印升降定位块下部左右侧连接有打印升降定位气缸，所述的打印升降定位气缸安装在升降安装块上。
进一步的，所述的升降安装块位于两个打印升降定位气缸之间的部位均匀的设有打印升降限位气缸，所述的打印升降限位气缸上部连接有打印升降限位块，且所有的打印升降限位块成等高度差的阶梯状。
进一步的，所述的刮料装置包括嵌入在机架内的刮料升降气缸穿出机架的部位设置有刮料气缸，所述的刮料气缸连接有与装料块匹配的刮料块，所述的机架上部位于装料块前后侧的部位设置有刮料块。
进一步的，所述的机架位于刮料升降气缸和装料块之间的部位嵌入有余料收集箱，所述的余料收集箱的右侧壁内开设有刮料块清理槽，所述的刮料块清理槽内设置有刮料块清理弹簧，所述的刮料块清理弹簧上设置有刮料块下侧配合的刮料块清理锥块。
进一步的，所述的余料收集箱的侧壁内开设有与刮料块清理槽连通且前后宽度小于刮料块清理槽的收集箱取出口，所述的刮料块清理弹簧的下部设置有与刮料块清理槽非固连配合的清理弹簧安装块。
进一步的，所述的安装架位于透光块的上下部设置有透光调节气缸，所述的透光调节气缸连接有与透光块配合的透光调节块，上部的透光调节块的左侧设置有遮光块，下部的透光调节块的右侧设置有遮光块。
进一步的，所述的放料装置包括固连在安装架下部的放料筒，所述的放料筒的下部开设有放料口，所述的放料口配合有放料管，所述的放料筒的侧面连通有注料管、内底面设置有放料开合转块，且放料开合转块上开设有与放料口配合的放料开合口，所述的放料开合转块固连有竖直走向且穿过放料筒上部的放料开合转轴，且放料开合转轴位于放料筒内的部位设置有放料搅动杆，所述的放料开合转轴与设置在安装架上的放料转动电机配合。
本发明的有益效果为：
1、将透光块和光斑发射装置设置到装料块的上方，使装料块逐步下降实现产品的打印，在每部分打印完成和补料时均通过刮料装置进行刮平，极大的保证了每次打印的平整性，确保了结合部分的性能，进而提高了产品的质量。
2、成型网板和成型密封块的设计，即确保了成型过程中的密封性能，确保打印成型的精度，同时又方便将打印好的产品通过卸料孔卸料。
3、打印升降定位块和打印升降定位杆的配合设计，可以对装料块的升降实现二次定位，进而可以更好的确保装料块的升降精度。
4、打印升降限位块的阶梯状设计，可以精准控制好装料块每次下降的精度，极大的提高了打印的精度。
5、刮料装置的结构设计，采用一体刮料，可以确保刮料后的整体平整性，同时能够对打印好的部分进行刮料打磨，确保后续打印的精准进行。
6、余料收集箱和刮料块清理部分的设计，可以将多余的陶瓷粘液进行回收，同时能够对刮料块的底部进行清理，确保每次刮料的平整度。
7、清理弹簧安装块和收集箱取出口的设计，可以将刮料块清理部分整体取出，同样能够将余料收集箱取出更换。
8、透光调节块和遮光块的设计，可以调整透光的范围，进而更好的控制打印范围。
9、放料装置的设计，在开启放料时能够对放料筒内的物料进行搅动，进而能够避免放料筒内的物料固化。
附图说明
图1为一种下降式陶瓷3D打印机的结构示意图。
图2为打印升降部分的结构示意图。
图3为图2中A的局部放大图。
图4为刮料装置的结构示意图。
图5为图4中B的局部放大图。
图6为透光调节部分的结构示意图。
图7为放料装置的结构示意图。
图中所述文字标注表示为：1、机架；2、升降安装块；3、打印升降装置；4、装料块；5、安装架；6、光斑发射装置；7、透光块；8、放料装置；9、刮料装置；11、成型网板；12、卸料孔；13、成型密封块；14、成型密封安装块；15、成型密封安装螺栓；16、打印升降定位杆；17、打印升降定位块；18、打印升降定位气缸；19、打印升降限位气缸；20、打印升降限位块；21、刮料挡板；22、刮料升降气缸；23、刮料气缸；24、刮料块；25、余料收集箱；26、刮料块清理槽；27、刮料块清理弹簧；28、清理弹簧安装块；29、刮料块清理锥块；30、收集箱取出口；33、透光调节气缸；34、透光调节块；35、遮光块；41、放料转动电机；43、放料筒；44、放料口；45、放料管；46、注料管；47、放料开合转轴；48、放料搅动杆；49、放料开合转块；50、放料开合口。
第四、具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
如图1-图7所示，本发明的具体结构为：一种下降式陶瓷3D打印机，包括机架1，所述的机架1的中部设置有与其四面密封的装料块4，所述的装料块4的下部连接有打印升降装置3，所述的打印升降装置3安装在机架1下部设置的升降安装块2上，所述的机架1的上部左侧设置有与装料块4内的物料配合的刮料装置9、上部右侧设置有安装架5，所述的安装架5上设置有相互配合的光斑发射装置6和透光块7，且安装架5上还设置放料装置8。
优选的，所述的装料块4的中部开设有成型口，所述的成型口从上至下设置有成型网板11和成型密封块13，所述的成型网板11上开设有卸料孔12，所述的成型密封块13的下部设置有L型的成型密封安装块14，且成型密封安装块14的水平部分通过成型密封安装螺栓15锁紧在装料块4的下部。
优选的，所述的成型密封块13的下部中心设置有打印升降定位杆16，所述的打印升降定位杆16下部接触非连接配合有打印升降定位块17，所述的打印升降定位块17下部左右侧连接有打印升降定位气缸18，所述的打印升降定位气缸18安装在升降安装块2上。
优选的，所述的升降安装块2位于两个打印升降定位气缸18之间的部位均匀的设有打印升降限位气缸19，所述的打印升降限位气缸19上部连接有打印升降限位块20，且所有的打印升降限位块20成等高度差的阶梯状。
优选的，所述的刮料装置9包括嵌入在机架1内的刮料升降气缸22穿出机架1的部位设置有刮料气缸23，所述的刮料气缸23连接有与装料块4匹配的刮料块24，所述的机架1上部位于装料块4前后侧的部位设置有刮料块24。
优选的，所述的机架1位于刮料升降气缸22和装料块4之间的部位嵌入有余料收集箱25，所述的余料收集箱25的右侧壁内开设有刮料块清理槽26，所述的刮料块清理槽26内设置有刮料块清理弹簧27，所述的刮料块清理弹簧27上设置有刮料块24下侧配合的刮料块清理锥块29。
优选的，所述的余料收集箱25的侧壁内开设有与刮料块清理槽26连通且前后宽度小于刮料块清理槽26的收集箱取出口30，所述的刮料块清理弹簧27的下部设置有与刮料块清理槽26非固连配合的清理弹簧安装块28。
优选的，所述的安装架5位于透光块7的上下部设置有透光调节气缸33，所述的透光调节气缸33连接有与透光块7配合的透光调节块34，上部的透光调节块34的左侧设置有遮光块35，下部的透光调节块34的右侧设置有遮光块35。
优选的，所述的放料装置8包括固连在安装架5下部的放料筒43，所述的放料筒43的下部开设有放料口44，所述的放料口44配合有放料管45，所述的放料筒43的侧面连通有注料管46、内底面设置有放料开合转块49，且放料开合转块49上开设有与放料口44配合的放料开合口50，所述的放料开合转块49固连有竖直走向且穿过放料筒43上部的放料开合转轴47，且放料开合转轴47位于放料筒43内的部位设置有放料搅动杆48，所述的放料开合转轴47与设置在安装架5上的放料转动电机41配合。
具体使用时，先将装料块4调整好初始高度，之后根据需要打印产品的特性，通过透光调节气缸33调节好遮光块的位置，进而确定好透光的范围，之后通过打印升降限位气缸19调整好各个打印升降限位块20的高度，之后通过放料转动电机41带动放料开合转轴47转动，进而带动放料搅动杆48对物料进行搅动，同时带动放料开合转块49转动，使放料开合口50与放料口44连通，物料从放料口44流入到放料管45内，进而落入到装料块4上，当放料到一定量时，通过放料转动电机41带动放料开合转块49再次转动，进而使放料开合口50与放料口44错开，停止放料，之后通过刮料升降气缸22和刮料气缸23的作用，使刮料块24位于装料块4的右侧，然后使刮料块24贴住机架1的上表面，之后通过刮料气缸23带动刮料块24对放入的物料进行刮平处理，多余的物料会随着刮料块24刮入到余料收集箱中，经过刮料块清理锥块29时，刮料块清理锥块29会将附着的物料刮下并进入到余料收集箱25内，完成刮胶操作，之后通过光斑发射装置6发射特定区域的光斑，使装料块4上的物料进行局部固化，完成一部分产品的打印，之后对其进行刮料处理，使打印出来的部位上表面平整，之后通过光斑打印升降装置3带动装料块4下降，直至打印升降定位杆16触碰到打印升降定位块17停止下降，而打印升降定位块17会开始下降直至碰到第一个打印升降限位块20，而第一个打印升降限位块20会下降到最低位置，之后继续重复放料、刮料、光斑固化打印和刮料和装料块下降步骤，直至产品被打印出来，之后将余料收集箱和装料块内的物料进行回收，然后将成型密封块13卸下，进而通过顶针从下往上穿过卸料孔12将产品卸料。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本第一、技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。
3d陶瓷打印 六篇：
一种多孔陶瓷3D打印机
第一、技术领域
本实用新型涉及一种3D打印机，具体是一种多孔陶瓷3D打印机。
第二、背景技术
3D打印机，专业领域又称快速原型机，是数字化增材技术经过几十年发展后的逐渐走向民用市场的技术成果。其推广不仅意味着科技的进步，更为工业制造概念增添了新的内涵，有着广阔的发展前景。3D打印机利用不同的材料打印立体模型，3D打印机的成型原料很多，根据成型原料的不同其成型原理也不同；陶瓷作为其中的一种。在工作过程中，原料在喷头内以电加热的方式被加热到熔融状态，喷头按照一定的路径出丝，喷出的熔融状丝材黏结到工作台上，每加工完一层，工作台下降一层的高度，反复逐层沉积，直至完成一个3D模型的打印。这就面临一个问题：如果余料不足以支持完整个模型的话，中途打印就会中断，影响打印工作的连续性。目前通常需要操作人员实时看守，在余料不足时及时进行更换，这样使得3D打印机自动化程度低，增加了操作者的工作负担。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种多孔陶瓷3D打印机，以解决上述第二、背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种多孔陶瓷3D打印机，包括打印机机架、进丝机构、打印机喷头和余料报警装置，所述进丝机构位于打印机机架上，所述进丝机构包括进丝电机支架、两个丝料导管、加热块、两个进丝电机、两个进丝齿轮、两个进丝滚轮、两个进丝滚轮支架以及两个风扇、加热棒、两个热电偶，所述进丝电机支架安装在打印机机架上；所述丝料导管一端与进丝电机支架连接，另一端与加热块连接，所述加热块下方设有Y型管，丝料导管通过Y型管与打印机喷头连接，所述进丝电机和进丝滚轮支架均安装在进丝电机支架上，所述进丝齿轮安装在进丝电机的输出轴上，所述进丝滚轮安装在进丝滚轮支架上；所述风扇安装在进丝电机支架上，且正对着进丝齿轮和进丝滚轮，所述加热棒和热电偶均安装在加热块里面；所述进丝机构下方设有余料报警装置，余料报警装置主要包括压力传感器、光电传感装置和控制器，压力传感器位于进丝电机支架底部；所述光电传感装置安装在进丝电机支架上，位于Y型管一侧，光电传感装置包括发光装置、光接收装置，发光装置和光接收装置位于Y型管的两侧，并形成圆形通孔。
进一步的，所述两个丝料导管、加热块、两个进丝电机、两个进丝齿轮、两个进丝滚轮和两个进丝滚轮支架对称设置。
进一步的，所述压力传感器通过信号线与控制器连接。
进一步的，所述控制器包括I/O接口、显示装置、放大器、A/D转换器、DSP处理器和报警装置。
与现有技术相比，本实用新型的进丝机构有两套相同的结构对称的安装在进丝电机支架上，可分别喷不同颜色的打印丝材或一个喷打印丝材一个喷支撑材料；利用压力传感器检测出剩余物料的重量，并利用光电传感装置进行断料报警，通知工作人员及时进行更换，不必人工进行看守，工作效率高且大大减轻了操作者的工作负担，且结构简单，实用性强。
附图说明
图1为多孔陶瓷3D打印机的结构示意图。
图2为多孔陶瓷3D打印机中进丝机构的结构示意图。
图3为多孔陶瓷3D打印机中进丝机构的侧视图。
图4为多孔陶瓷3D打印机中控制器结构示意图。
图中：41-打印机机架、2-进丝机构、21-进丝电机支架、22-丝料导管、23-加热块、24-Y型管、25-进丝滚轮支架、26-进丝滚轮、27-进丝齿轮、28-进丝电机、3-压力传感器、4-光电传感装置、41-发光装置、42-光接收装置、5-控制器、51-I/O接口、52-显示装置、53-放大器、54-A/D转换器、55-DSP处理器、56-报警装置、6-打印机喷头。
第四、具体实施方式
下面结合第四、具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1-4，一种多孔陶瓷3D打印机，包括打印机机架1、进丝机构2、打印机喷头6和余料报警装置，所述进丝机构2位于打印机机架1上，所述进丝机构2包括进丝电机支架21、两个丝料导管22、加热块23、两个进丝电机28、两个进丝齿轮27、两个进丝滚轮26、两个进丝滚轮支架25以及两个风扇、加热棒、两个热电偶，所述进丝电机支架21安装在打印机机架1上；所述丝料导管22一端与进丝电机支架21连接，另一端与加热块23连接，所述加热块23下方设有Y型管24，丝料导管22通过Y型管24与打印机喷头6连接，所述进丝电机28和进丝滚轮支架25均安装在进丝电机支架21上，所述进丝齿轮27安装在进丝电机28的输出轴上，所述进丝滚轮26安装在进丝滚轮支架25上；所述风扇安装在进丝电机支架21上，且正对着进丝齿轮27和进丝滚轮26，所述加热棒和热电偶均安装在加热块23里面；所述进丝机构2有两套相同的结构对称的安装在进丝电机支架21上，可分别喷不同颜色的打印丝材或一个喷打印丝材一个喷支撑材料；工作时，进丝电机28转动时带动电机轴上的进丝齿轮27转动，卡在进丝齿轮27和进丝滚轮26之间的丝料在进丝齿轮27转矩的驱动下，进入丝料导管22中，丝料导管22下端安装在加热块23中，在加热棒的作用下丝料导管22中的丝料融化，融化的丝料在后续丝料的推动下进入打印机喷头6，并从打印机喷头6中喷出在成型基板堆积成型；所述进丝机构2下方设有余料报警装置，余料报警装置主要包括压力传感器3、光电传感装置4和控制器5，压力传感器3位于进丝电机支架21底部；所述光电传感装置4安装在进丝电机支架21上，位于Y型管24一侧，光电传感装置4包括发光装置41、光接收装置42，发光装置41和光接收装置42位于Y型管24的两侧，并形成圆形通孔；所述压力传感器3与光电传感装置4发出信号F和E，通过信号线与控制器5连接，控制器5判断是否发出报警信号；所述压力传感器3通过信号线与控制器5连接，所述控制器5包括I/O接口51、显示装置52、放大器53、A/D转换器54、DSP处理器55和报警装置56，I/O接口51接收到压力传感器3与光电传感装置4发出的信号F、E后，通过放电器16将信号放大，然后A/D转换器54将其转换为数字信号发送给DSP处理器55，DSP处理器55将压力信号F通过计算公式转换为重量发送给显示装置52，同时将光电信号E进行判断后发送给显示装置52及报警装置56。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
3d陶瓷打印 七篇：
一种陶瓷3D打印机
第一、技术领域
本发明涉及一种3D打印机，尤其涉及一种可打印高性能陶瓷的3D打印机。
第二、背景技术
随着增材制造技术的迅速发展，近年来出现了多种陶瓷3D打印机，按照这些打印机的原材料适用范围可归纳为两种，其中一种是用于打印传统陶瓷材料，另一种是用于打印高性能陶瓷材料。传统陶瓷以粘土为主要原料，通常用于制作日用品和工艺品，强度较低。高性能陶瓷又称为精细陶瓷，一般以氧化物、氮化物、硅化物、硼化物、碳化物等为主要原料，性能好，用于制作工程器件(例如汽车和飞机的发动机部件)和功能器件(例如传感器)，是现代陶瓷材料的发展方向。
中国发明专利CN 105751348 A提供的打印机是传统陶瓷3D打印机的典型(见图1和图2)，这种打印机的打印头30a由料筒31a、针头32a和气管34a等组成，气管34a与气压控制系统50a相连，气压力通过气管34a将料筒31a中的陶瓷浆料由针头32a挤出至台板40a上。并且，由于打印头30a相对X轴导轨22a和Y轴导轨21a、21b的运动，在台板40a上逐步构成一层层陶瓷件的2D图形，最终叠加成3D陶瓷素坯。这种3D打印机的结构比较简单，但是由于陶瓷浆料的粘度较大，而且又受驱动气压力的限制(通常最大为5～6大气压)，其针头32a的孔径不能太小，否则陶瓷浆料不能顺利地挤出。因此这种用气压力挤出浆料的3D打印机的打印分辨率较低，不可能成形高强度、高精度和具有细小特征的陶瓷件，只能用于一般陶瓷日用品和工艺品的制作，不能用于制作高性能陶瓷件。
目前，打印高性能陶瓷的3D打印机主要有以下3种：
(1)粉末烧结(SLS)式陶瓷3D打印机
图3是采用粉末烧结(SLS)式原理的陶瓷3D打印机，这种打印机采用高分子材料(粘结剂)包裹的陶瓷粉为成形原材料，通过激光熔化高分子材料，使陶瓷粉粘结成陶瓷素坯，然后在加热炉中进行脱脂和高温烧结处理得到陶瓷件。SLS式陶瓷3D打印机由CO2激光器(或Nd:YAG激光器)3b、X-Y扫描振镜1b、供粉缸9b(2个)和成形缸6b，以及铺粉辊12b等组成。这种打印机的工作过程是：①供粉缸9b中的活塞10b向上移动一小层高度，使活塞上方的陶瓷粉11b高出供粉缸一小层高度。②供粉缸上方的铺粉辊12b沿水平方向自左向右运动，在工作台8b的上方铺一层陶瓷粉。③工作台上方的加热系统(未示出)将工作台上的陶瓷粉预热至低于烧结点的温度。④激光器发出的激光束2b经计算机控制的振镜1b反射后，按照陶瓷件截面轮廓的信息，对工作台上的陶瓷粉进行选区扫描，使陶瓷粉中的高分子粘结剂的温度升至熔化点，使陶瓷粉相互粘结，得到陶瓷件的一层截面片。⑤一层成形完成后，工作台下降一小层高度，再进行下一层的铺粉和烧结，如此循环，得到陶瓷素坯。
上述粉末烧结(SLS)式陶瓷3D打印方法的缺点是成形陶瓷件的致密度较低，仅能达到理论密度的53-65％,因此强度也较低，需要再进行后处理来提高其密度与强度。
(2)粉末熔化(SLM)式陶瓷3D打印机
粉末熔化(SLM)式陶瓷3D打印机的结构类似于图3，不同的是采用纯陶瓷粉(不含高分子粘结剂)为成形原材料，用激光将陶瓷粉加热至熔点(例如，对于氧化钇稳定氧化锆陶瓷为2715℃)，使陶瓷粉粘结成形。这种方法可以得到100％理论密度的陶瓷件，但是表面较粗糙度、尺寸精度较低，而且由于激光功率较大，会产生较大的温度梯度，在陶瓷粉快速熔化和凝固过程中，会在陶瓷件内部产生裂纹和气孔。
(3)光固化(SLA)式陶瓷3D打印机
光固化(SLA)式陶瓷3D打印机采用陶瓷粉粒分散在光固化溶液(树脂基或水基)中构成的陶瓷浆料为成形原材料，然后使浆料在紫外光作用下，逐层固化成陶瓷素坯，再在加热炉中进行脱蜡和高温烧结，得到陶瓷件。这种方法能得到99％理论密度的高致密度、高强度陶瓷件。目前，国外生产的光固化(SLA)式陶瓷3D打印机主要有以下两种典型结构。
图4是奥地利Lithoz公司生产的CeraFab陶瓷3D打印机，这种打印机采用LCM(Lithography-based Ceramic Manufacturing)技术，用下置的LED光源5c，通过动态数字掩模产生的光束4c，将陶瓷工件的CAD模型的一层层截面图形，经过可旋转的透明料盒3c，投影至上方由陶瓷粉与光敏树脂混合而成的浆料7c上，使相应的图形固化，构成由一层层截面粘结而成的陶瓷素坯6c，然后，将此素坯置于脱脂炉中加热，去除其中的树脂，再置于高温炉中烧结成致密的陶瓷工件。
上述CeraFab陶瓷3D打印机通过动态数字掩模产生的图形有很高的分辨率，因此，能成形高精度和具有细小特征的高性能陶瓷件，打印的氧化锆陶瓷件烧结后的4点弯曲强度可达650MPa，密度可达理论密度的99.1％。
这种打印机的缺点是：(1)由于下置光源从下而上照射在透光料盒3的底部，使邻近料盒底部的陶瓷浆料7c固化，这层固化的截面常常会误粘在料盒底部，致使成形件6c损坏，因此不得不在料盒底部敷设一层特殊的不粘薄膜，并附加摆脱粘底的动作，既费钱又影响效率。这种问题在使用高粘度陶瓷浆料时更为突出。(2)陶瓷浆料7c置于可旋转料盒中，依靠浆料的自流能力和刮板2c的转动来实现每层截面的加料和铺料，因此难于采用粘度较高的浆料。(3)受动态数字掩模尺寸的限制，难于打印大尺寸的陶瓷件，而且无法分别自动调节通过掩模所覆盖的各个位置的光强，致使打印工艺难于实现优化。
图5是法国3D CERAM公司生产的Ceramaker陶瓷3D打印机，这种打印机使置于上部的紫外激光器1d发出的激光束，通过X-Y扫描振镜2d，照射至工作台3d上由陶瓷粉与光敏树脂混合而成的浆料7d上，构成由一层层截面粘结而成的陶瓷素坯，然后，将此素坯置于脱脂炉中加热，去除其中的树脂，再置于高温炉中烧结成致密的陶瓷件。
上述Ceramaker陶瓷3D打印机的激光束有很高的分辨率，因此，能成形高精度和具有细小特征的高性能陶瓷件，打印的氧化锆陶瓷件烧结后的3点弯曲强度可达1100MPa，密度可达理论密度的99％。
这种打印机的缺点是：(1)浆料7d置于浆料缸5d的活塞之上，通过活塞的向上运动和刮板6d的水平运动，来实现每层截面的加料和铺料，这种加料方式占用较大的面积，不利于打印大尺寸的陶瓷件。(2)浆料缸5d和成形缸4d中的密封难度较大，浆料中的陶瓷硬颗粒会进入密封处，可能造成浆料缸5d和成形缸4d的活塞运动障碍、甚至卡死，这种问题在使用高陶瓷容积含量(即固相比)、高粘度的陶瓷浆料时更为突出。
决定陶瓷3D打印件品质的一个关键是，陶瓷与树脂混合而成的浆料的固相比，固相比较高，也即表示浆料中所含树脂容积较低，在后续脱脂工序中树脂易于气化和排除，烧结后的陶瓷件收缩率小、翘曲变形小、密度高、强度好。但是，随着陶瓷浆料固相比的增加，浆料的粘度也会显著升高。因此，采用高固相比陶瓷浆料是陶瓷3D打印技术的发展趋势，但是，又必须解决随之而来高粘度陶瓷浆料造成的困难。在上述CeraFab和Ceramaker两种高性能陶瓷3D打印机的缺点中，最突出的问题也是因高粘度陶瓷浆料产生的。
第三、发明内容
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种陶瓷3D打印机，能采用高固相比、高粘度的陶瓷浆料连续可靠地打印陶瓷件。
本发明的技术方案为：本发明揭示了一种陶瓷3D打印机，包括：
激光扫描系统，用激光束固化光敏的陶瓷浆料；
加料系统，向台板供给陶瓷浆料；
料层铺设与刮平系统，使陶瓷浆料在台板上形成均匀薄层；
可升降工作台，承载打印成形的工件，实现打印过程中工件的竖直方向的运动；
机身，承载打印机的所有系统与机构；
控制系统，控制打印机的各种动作。
根据本发明的陶瓷3D打印机的一实施例，所述激光扫描系统包括激光器、冷却器、X-Y扫描振镜、聚焦透镜和可调支承座，其中：
所述激光器，固定于所述可调支承座上，产生固化陶瓷浆料的激光束；
所述冷却器，置于打印机的后方，用于冷却所述激光器；
所述X-Y扫描振镜，置于所述激光器前方的外光路上，用于根据所述控制系统的指令，使所述激光器发出的激光束在水平X-Y方向进行扫描运动；
所述聚焦透镜，置于所述X-Y扫描振镜的下方，用于使所述X-Y扫描振镜反射出的光束聚焦；
所述可调支承座，固定在所述激光器的下方的机身上，用于支承所述激光器和调节所述激光器的在竖直方向和水平方向上的位置。
根据本发明的陶瓷3D打印机的一实施例，所述加料系统包括料筒、料盒、振动器、支承座和导管，其中：
所述料筒，固定于所述支撑座的右部，所述料筒上方进口与气动控制系统相连，所述料筒下方出口通过所述导管与所述料盒的进口相连，用于储存和输送陶瓷浆料；
所述料盒，固定于所述支撑座的中部，所述料盒的进口通过所述导管与所述料筒的出口相连，所述料盒上部的隔膜位于所述振动器的下方，所述料盒下部的缝隙对准所述台板，用于供应所述台板上所需的陶瓷浆料；
所述振动器，固定于所述料盒上方的所述支承座上，所述振动器的电路与所述控制系统相连，所述振动器下方的振动子位于所述料盒的隔膜的上方，用于击打所述隔膜，使所述料盒中的陶瓷浆料喷射至所述台板上；
所述支承座，固定于所述料层铺设与刮平系统的支承板上，用于安装所述料筒、所述料盒和所述振动器；
所述导管，用于连接所述料筒与所述料盒。
根据本发明的陶瓷3D打印机的一实施例，所述料层铺设与刮平系统包括刮刀、转轴、大步进电动机和小步进电动机、刀架、螺旋微调器、平板、支承块、支承板和滚珠丝杠-丝母运动副，其中：
所述刮刀，位于所述台板的上方，通过所述转轴与所述小步进电动机的输出轴相连，用于将喷射在所述台板上的陶瓷浆料铺开并刮平；
所述转轴，所述转轴的中部与所述刮刀固定，所述转轴的外伸端与所述小步进电动机的输出轴相连，用于将所述小步进电动机的转动传递给所述刮刀；
所述小步进电动机，其底座与所述刀架相连，用于转动所述刮刀，使其相对所述台板表面有所需的倾角；
所述刀架，其底部固定在所述料层铺设与刮平系统的所述支承板上，用于安装所述刮刀；
所述螺旋微调器，固定在所述刀架的上方，用于调节所述刮刀相对所述台板的高度；
所述平板，固定在所述机身上，用于承载所述料层铺设与刮平系统；
所述支承块，与所述滚珠丝杠-丝母运动副连接，用于将所述滚珠丝杠-丝母运动副的运动传递给所述料层铺设与刮平系统；
所述支承板，位于所述支承块之上，用于所述支承块与所述刀架之间的连接；
所述第一滚珠丝杠-丝母运动副，位于所述平板之上，用于将所述大步进电动机的转动转化为往复平动。
根据本发明的陶瓷3D打印机的一实施例，所述可升降工作台包括台板、气缸、连杆、销轴、支承架、滑动架、第二滚珠丝杠-丝母运动副、步进电动机、伸缩套和浆料盒回收盒，其中：
所述台板，固定在所述气缸的活塞的上方，用于支承打印陶瓷工件；
所述气缸，所述气缸的上表面与所述台板的下表面相连，所述气缸中的活塞下面与所述连杆相连，用于驱动所述台板；
所述连杆，所述连杆的上面与所述活塞相连，所述连杆的下面通过所述销轴与所述支承架相连，用于将所述滑动架的上下运动传递给所述活塞和所述台板；
所述销轴，所述销轴的中部与所述连杆相连，所述销轴的两端与所述支承架的销孔相连，用于所述连杆与所述支承架的连接；
所述支承架，固定于所述滑动架上，用于支承所述连杆；
所述滑动架，所述滑动架的上部与所述支承架相连，所述滑动架的侧面与所述第二滚珠丝杠-丝母运动副相连，用于将所述第二滚珠丝杠-丝母运动副传递给所述支承架；
所述第二滚珠丝杠-丝母运动副，固定在所述机身的侧面，用于驱动所述台板；
所述步进电动机，固定于所述机身上，所述步进电动机的输出轴与所述第二滚珠丝杠-丝母运动副相连，用于产生所述滑动架的上下运动；
所述伸缩套，所述伸缩套的外缘与所述气缸的内孔配合，所述伸缩套的底部与所述气缸的活塞相连，用于所述气缸的内孔、所述活塞与陶瓷浆料之间的隔离；
所述浆料盒回收盒，安装在所述平台上，用于储存和回收打印中多余的陶瓷浆料。
根据本发明的陶瓷3D打印机的一实施例，所述机身由型材和钢板组合而成。
根据本发明的陶瓷3D打印机的一实施例，所述加料系统用气压输送陶瓷浆料，用所述振动器使所述隔膜发生快速弹性变形，迫使所述隔膜下方的所述料盒中的陶瓷浆料通过所述缝隙的出口均匀喷射至所述台板上，从而实现陶瓷浆料的定时、定量准确加料。
根据本发明的陶瓷3D打印机的一实施例，所述料层铺设与刮平系统用所述小步进电动机驱动所述刮刀，调节所述刮刀相对所述台板的倾斜角度，优化陶瓷浆料的铺设与刮平状态，避免陶瓷浆料表面出现波浪与凹坑，实现陶瓷浆料薄层的铺设与刮平。
根据本发明的陶瓷3D打印机的一实施例，陶瓷浆料处于所述伸缩套中，不与所述气缸接触，避免陶瓷浆料中的陶瓷硬粒接触所述气缸活塞，从而防止所述活塞运动出现障碍和卡死。
根据本发明的陶瓷3D打印机的一实施例，打印机打印出的是高性能陶瓷。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明采用上照射式激光束通过X-Y扫描振镜，固化台板上由陶瓷粉与光敏树脂混合而成的高固相比陶瓷浆料，浆料由特殊设计的隔膜振动机构加料，用可变倾角刮刀的运动产生极薄的料层，用随动伸缩套防止承载陶瓷工件的活塞缸运动卡死。
附图说明
图1示出了现有陶瓷3D打印机的示意图。
图2示出了现有陶瓷3D打印机的打印头示意图。
图3示出了现有粉末烧结(SLS)式陶瓷3D打印机的示意图。
图4示出了现有CeraFab陶瓷3D打印机的示意图。
图5示出了现有Ceramaker陶瓷3D打印机的示意图。
图6示出了本发明的陶瓷3D打印机的实施例的示意图。
图7示出了本发明的陶瓷3D打印机实施例中的激光扫描系统的示意图。
图8示出了本发明的陶瓷3D打印机实施例中的加料系统的示意图。
图9示出了本发明的陶瓷3D打印机实施例中的料层铺设与刮平系统的示意图。
图10和图11示出了本发明的陶瓷3D打印机实施例中的可升降工作台的示意图。
第四、具体实施方式
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
图6示出了本发明的陶瓷3D打印机的实施例的组成示意图。请参见图6，本实施例的陶瓷3D打印机主要包括：激光扫描系统100、加料系统200、料层铺设与刮平系统300、可升降工作台400、机身500和控制系统(未示出)。本发明的陶瓷3D打印机打印出的是高性能陶瓷。激光扫描系统100用激光束固化光敏的陶瓷浆料。加料系统200向台板供给陶瓷浆料。料层铺设与刮平系统300使陶瓷浆料在台板上形成均匀薄层。可升降工作台400承载打印成形的工件，实现打印过程中工件的竖直方向的运动。机身500承载打印机的所有系统与机构，一般由型材和钢板组合而成。控制系统为计算机数控系统，控制打印机的各种动作。
请参见图7，激光扫描系统100包括激光器10、冷却器(未示出)、X-Y扫描振镜11、聚焦透镜12和可调支承座13。激光器10固定于可调支承座13上，产生固化陶瓷浆料的激光束。冷却器置于打印机的后方，用于冷却激光器10。X-Y扫描振镜11置于激光器10前方的外光路上，用于根据控制系统的指令，使激光器10发出的激光束在水平X-Y方向进行扫描运动。聚焦透镜12置于X-Y扫描振镜11的下方，用于使X-Y扫描振镜11反射出来的光束聚焦。可调支承座13固定在激光器10的下方的机身上，用于支承激光器10和调节激光器10在竖直方向和水平方向上的位置。
在激光扫描系统100的具体工作中，激光器10发出激光束，此光束投射在X-Y扫描振镜11上，根据控制系统的指令，光束会在水平X-Y方向进行扫描运动，然后通过聚焦透镜12形成小光斑并照射在下方台板49(参见图11)的陶瓷浆料上(未示出)，使其固化为工件的一层截面图形。冷却器冷却激光器10。
请参见图8，加料系统200包括料筒21、料盒24、振动器26、支承座27、导管。料筒21固定于支承座27的右部，料筒上方进口与气动控制系统(气动控制系统是控制系统中的一部分)相连，料筒下方出口通过导管与料盒24的进口相连，用于储存和输送陶瓷浆料。料盒24固定于支承座27的中部，料盒24的进口通过导管与料筒21的出口相连，料盒24上部的隔膜23位于振动器26的下方，料盒24下部的缝隙对准台板49，用于供应台板49上所需的陶瓷浆料。振动器26固定于料盒24上方的支承座27上，振动器26的电路与控制系统相连，振动器26下方的振动子25位于料盒24的隔膜的上方，用于击打隔膜23，使料盒24中的陶瓷浆料喷射至台板49上。支承座27固定于料层铺设与刮平系统300的支承板42上，用于安装料筒21、料盒24和振动器26。导管用于连接料筒21与料盒24。
在加料系统200工作过程中，加料系统200利用气压输送陶瓷浆料。料筒21内储存陶瓷浆料(未示出)，气动控制系统(未示出)通过料筒21的上进口施加压力，驱使料筒21中的浆料从其下出口经导管22和料盒24的进口流至料盒24中。根据控制系统的指令，振动器26的振动子25击打隔膜23发生快速弹性变形，迫使料盒24中隔膜23之下的浆料通过料盒24底部的小缝隙(未示出)均匀喷射至台板49上(参见图11)，从而实现陶瓷浆料的定时、定量准确加料。
请参见图9，料层铺设与刮平系统300包括刮刀36、转轴37、大步进电动机30和小步进电动机34、刀架35、螺旋微调器33、平板、支承块40、支承板27、滚珠丝杠-丝母运动副31。刮刀36位于台板49的上方，通过转轴37与小步进电动机34的输出轴相连，用于将喷射在台板49上的陶瓷浆料铺开并刮平。转轴37的中部与刮刀36固定，转轴37的外伸端与小步进电动机34的输出轴相连，用于将小步进电动机34的转动传递给刮刀36。小步进电动机34的底座与刀架35相连，用于转动刮刀36，使其相对台板49表面有所需的倾角。刀架35底部固定在料层铺设与刮平系统300的支承板27上，用于安装刮刀36。螺旋微调器33固定在刀架35的上方，用于调节刮刀36相对台板49的高度。平板固定在机身上，用于承载料层铺设与刮平系统300。支承块40与滚珠丝杠-丝母运动副31连接，用于将滚珠丝杠-丝母运动副31的运动传递给料层铺设与刮平系统300。支承板27位于支承块之上，用于支承块40与刀架35之间的连接。滚珠丝杠-丝母运动副31位于平板之上，用于将大步进电动机30的转动转化为往复平动。
在料层铺设与刮平系统300的工作过程中，刮刀36可由小步进电动机34经过转轴37驱动，从而调节刮刀36相对台板49的倾角(参见图11)，以便根据陶瓷浆料的粘度大小优化浆料薄层的刮平效果，避免陶瓷浆料表面出现波浪与凹坑，实现陶瓷浆料薄层的铺设与刮平。拧动螺旋微调器33上的螺旋，可调节刮刀36相对台板49的高度，从而调节刮平的浆料层厚。在大步进电动机30的驱动下，通过与其相连的滚珠丝杠-丝母运动副31、支承块40、刀架35和支承板27，可使加料系统200和料层铺设与刮平系统300沿Y向往复运动，实现加料和料层铺设与刮平动作。
请参见图10和图11，可升降工作台400包括台板49、气缸58、连杆52、销轴53、支承架54、滑动架55、滚珠丝杠-丝母运动副56、步进电动机57、伸缩套50和浆料盒回收盒51。台板49固定在气缸58的活塞的上方，用于支承打印陶瓷工件。气缸58的上表面与台板49的下表面相连，气缸58中的活塞下面与连杆52相连，用于驱动台板49。连杆52的上面与活塞相连，连杆52的下面通过销轴53与支承架54相连，用于将滑动架55的上下运动传递给活塞和台板49。销轴53的中部与连杆52相连，销轴53的两端与支承架54的销孔相连，用于连杆52与支承架54的连接。支承架54固定于滑动架55上，用于支承连杆52。滑动架55的上部与支承架54相连，滑动架55的侧面与滚珠丝杠-丝母运动副56相连，用于将滚珠丝杠-丝母运动副56传递给支承架54。滚珠丝杠-丝母运动副56固定在机身的侧面，用于驱动台板49。步进电动机57固定于机身上，步进电动机57的输出轴与滚珠丝杠-丝母运动副56相连，用于产生滑动架5的上下运动。请参见图11，伸缩套50的外缘与气缸58的内孔配合，伸缩套50的底部与气缸58的活塞相连，用于气缸58的内孔、活塞与陶瓷浆料之间的隔离。浆料盒回收盒51安装在平台32(参见图10)上，其底部出口(未示出)与回收泵(未示出)相连，用于储存和回收打印中多余的陶瓷浆料。
在可升降工作台400的工作过程中，步进电动机57通过滚珠丝杠-丝母运动副56、滑动架55、支承架54、销轴53、连杆52和气缸58中的活塞(未示出)，驱动台板49沿Z方向往复运动。陶瓷浆料处于伸缩套50中，不与气缸58接触，避免陶瓷浆料中的陶瓷硬粒接触气缸活塞，从而防止活塞运动出现障碍和卡死。
采用本发明的上述实施例的结构后，根据工件的CAD模型，可以打印成形高性能陶瓷件。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
3d陶瓷打印 八篇：
基于labview的陶瓷材料3D打印机运动控制系统
第一、技术领域
本实用新型涉及3D打印机的运动控制，具体是一种基于labview的陶瓷材料3D打印机运动控制系统。
第二、背景技术
3D 打印三维制造技术又称增材制造技术，是制造业领域内正在快速发展的一项新兴技术。目前，3D 打印技术依托多个学科领域尖端技术，在航空航天技术、汽车家电制造生产、生物医药、食品加工等领域得到了一定应用。3D 打印技术结合数字建模、材料技术和信息采集等多领域的前沿技术，被誉为“第三次工业革命最具标志性的生产工具”，已经对物体制造过程和方式产生深刻的变革，受到国内外越来越广泛的关注。
陶瓷材料零件具有高强度、高硬度、耐高温和耐腐蚀等性能能够满足特殊零件在复杂工作条件，恶劣工作环境下工作的要求。但由于一些机械零件形状复杂加之陶瓷材料硬而脆的特性造成其成型加工困难，因此3D打印技术成为解决该问题的有效手段。
目前，在3D打印过程中，需要先使用三维建模软件进行几何建模再将几何模型导入到切片软件中设置打印参数并生成G代码最后才能导入到打印机中进行打印。
由此可见，现有的3D打印过程操作步骤较多，影响打印效率。并且一些中低端切片软件规划出的打印路线并不一定十分合理，导致打印出的样品质量不能满足预期要求，而修改G代码中打印路线的同时又需要对每一时刻的出料量（E轴向下运动的位移量）进行修正，使得修改工作费时费力。
由上述内容可知，简化打印中的操作步骤、用户根据实际情况自行规划打印路线、将打印路线与出料量分离对提高打印效率和打印质量十分重要。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于labview的陶瓷材料3D打印机运动控制系统，该系统在labview开发平台上对层高、打印速度、送料速度、打印路径以及加热温度直接设置，简化了打印的操作步骤，提高了打印效率与质量。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种基于labview的陶瓷材料3D打印机运动控制系统,包括驱动模块、加热模块及控制器，所述的控制器输入端分别与labview开发平台的输出端、电源模块连接，控制器输出端分别与驱动模块、加热模块和显示模块连接；labview开发平台输入端与键盘连接；驱动模块设有X、Y、Z、E轴驱动器和X、Y、Z、E轴步进电机；X、Y、Z、E轴驱动器的输入端分别与控制器连接，X、Y、Z、E轴驱动器的输出端分别与X、Y、Z、E轴步进电机连接；X轴步进电机驱动打印机喷头左右运动，Y轴步进电机驱动打印机喷头前后运动，Z轴步进电机驱动打印机工作台上下运动从而控制层高，E轴步进电机驱动挤出头运动挤出浆料。
采用上述技术方案的本实用新型，与现有技术相比，其突出的特点是：
基于labview的陶瓷材料3D打印机运动控制系统，采用在labview开发平台上对层高、打印速度、送料速度以及加热温度直接设置的方式减少了打印中的操作步骤，提高了打印效率；另外，在labview开发平台上直接输入打印路线，规避了中低端切片软件因规划打印路线不合理而影响打印质量的问题。
进一步的优选技术方案如下：
所述的labview开发平台的界面上有X、Y、Z、E轴正转、反转、分度步进和归零、开始、停止按钮模块，用于控制打印机各轴运动、打印开始前位置的归零和控制打印的起停。
所叙述的键盘将层高、打印速度、送料速度、打印路径以及加热温度输入给labview开发平台，labview开发平台将信号传递给控制器，控制器接收相应的指令，产生相应的脉冲并分别发送给驱动模块、加热模块，驱动模块通过X、Y、Z、E轴驱动器分别驱动X、Y、Z、E轴步进电机完成打印， 加热模块对打印出的浆料进行加热使其固化和成型。
所述的送料速度是指通过E轴步进电机控制的E轴移动速度。
所述的显示模块用于显示打印进度、加热温度、打印模型层高、打印速度以及送料速度。
所述的电源模块为控制器提供24V，10A直流电。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图；
图2为显示模块显示界面示意图；
附图标记说明：1、电源模块；2、驱动模块；3、加热模块；4、控制器；5、显示模块；6、labview开发平台；7、键盘。
第四、具体实施方式
下面结合附图及实施例，进一步说明本实用新型。
参见图1，一种基于labview的陶瓷材料3D打印机运动控制系统，由电源模块1、驱动模块2、加热模块3、控制器4、显示模块5、labview开发平台6和键盘7组成；labview开发平台6输入端与键盘7连接，labview开发平台6输出端与控制器4连接；控制器4输入端与电源模块1、labview开发平台6分别连接，控制器4输出端分别与驱动模块2、加热模块3和显示模块5连接。驱动模块2包括X、Y、Z、E轴驱动器和X、Y、Z、E轴步进电机；X、Y、Z、E轴驱动器的输入端与控制器4连接，X轴驱动器的输出端与X轴步进电机连接，Y轴驱动器的输出端与Y轴步进电机连接，Z轴驱动器的输出端与Z轴步进电机连接，E轴驱动器的输出端与E轴步进电机连接；由X轴步进电机驱动打印机喷头左右运动，Y轴步进电机驱动打印机喷头前后运动，Z轴步进电机驱动打印机工作台上下运动，E轴步进电机驱动挤出头运动实现浆料挤出；电源模块1为控制器4提供24V，10A的直流电。
labview开发平台6的界面上有X、Y、Z、E轴正转、反转、分度步进和归零、开始、停止按钮模块，用于控制打印机各轴运动、打印开始前位置的归零和控制打印的起停。
键盘7可输入层高、打印速度、送料速度、打印路径以及加热温度，驱动打印机X、Y、Z、E轴运动完成打印并对打印出的浆料进行加热以实现固化和成型，其中打印路径和送料速度作为两个参数分别通过键盘7输入到labview开发平台6相应模块中，送料速度是指通过E轴步进电机控制的E轴移动速度。
结合图2可知，显示模块5用于显示打印进度、加热温度、打印模型层高、打印速度以及送料速度，方便用户查看所设置的打印参数和打印状态。
本实施例基于labview的陶瓷材料3D打印机运动控制系统中的各硬件为labview开发平台6：IPC-510机箱/AIMB-562主板/E5300/1G/320G/DVD/键盘鼠标，提供2串1并，4USB，显卡、声卡、网卡集成；驱动器：HSM306B；步进电机：57HS7630A6-11；24V，10A开关电源：JC-240-24；加热模块：高温电热片24V，4.7A，112W； 显示模块采用LCD模块。
本实施例的整个工作流程如下：
第一步，启动电源模块，进入欢迎界面。
第二步，通过键盘向labview开发平台输入层高、打印速度、送料速度、打印路径以及加热温度等参数。
第三步，点击labview开发平台X、Y、Z、E轴正转、反转、分度步进按钮控制3D打印机各轴运动，实现打印机调平。
第四步，点击labview开发平台归零按钮实现3D打印机各轴位置归零。
第五步，点击labview开发平台开始按钮开始打印。
第六步，通过显示模块查看打印进度、加热温度、打印速度、模型层高、送料速度等关键参数。
此外，点击labview开发平台停止按钮可停止打印。
上述实施例，采用在labview开发平台上对层高、打印速度、送料速度以及加热温度直接设置的方式减少了打印中的操作步骤，提高了打印效率；另外，在labview开发平台上直接输入打印路线，规避了中低端切片软件因规划打印路线不合理而影响打印质量的问题。
以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的保护不限于此，任何本第一、技术领域的技术人员所能想到的与本技术方案技术特征等同的变化或替代，都涵盖在本实用新型的保护范围之内。
3d陶瓷打印 九篇：
陶瓷3D打印机用雕刻系统
第一、技术领域
本发明涉及3D打印机第一、技术领域，尤其是涉及一种陶瓷3D打印机用雕刻系统。
第二、背景技术
3D打印机的成型原料很多，根据成型原料的不同其成型原理也不同；陶瓷作为其中的一种，已经有很多样机投入使用，陶瓷成型的3D打印机具有一套雕刻系统和一套铺料机构，成型平台下降一层，铺料机构就铺一层成型原料，此时雕刻系统在该层原料上雕刻出产品结构，多余部分通过风机吹走，这种方式制作的模型非常精细，但是其缺点是效率非常低，成型时间过长。
第三、发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种陶瓷3D打印机用雕刻系统，其结构紧凑，设计合理，实现方便，雕刻效率高，雕刻头组件、成型平台和铺料斗的运动可靠平稳，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种陶瓷3D打印机用雕刻系统，其特征在于：包括底座和固定连接在所述底座顶部两侧的两个墙板，两个所述墙板的顶部各设置有一个滑轨，两个所述滑轨通过支架连接，所述支架上沿着X轴方向转动连接有X方向丝杠，所述X方向丝杠的一端端部连接有用于驱动X方向丝杠的X方向电机，所述X方向丝杠上通过X方向丝杠螺母对称安装有两个雕刻头组件；所述雕刻头组件包括沿着Z轴方向设置的移动座和设置在所述移动座上的Z方向丝杠，所述Z方向丝杠的一端端部连接有用于驱动Z方向丝杠的Z方向电机，所述Z方向丝杠上通过Z方向丝杠螺母连接有打印头；所述底座的顶部中间位置处设置有Z方向升降机构，所述Z方向升降机构的顶部设置有能够沿所述墙板在Z方向上升降的成型平台，两个所述墙板上沿Z轴方向均设置有成型平台升降滑槽，所述成型平台与所述雕刻头组件之间设置有铺料斗，两个所述墙板上沿Y轴方向均设置有用于安装所述铺料斗的铺料滑槽，一个所述墙板的一侧设置有用于带动两个所述雕刻头组件在Y方向上移动的铺料斗Y方向移动机构，所述铺料斗Y方向移动机构包括Y方向电机和Y方向丝杠，所述Y方向电机输出轴上连接有第一带轮，所述Y方向丝杠上连接有第二带轮，所述第一带轮和第二带轮上连接有皮带，所述Y方向丝杠上螺纹连接有Y方向螺母块，一个所述滑轨与所述Y方向螺母块固定连接。
上述的陶瓷3D打印机用雕刻系统，其特征在于：所述Z方向升降机构为电动撑杆。
上述的陶瓷3D打印机用雕刻系统，其特征在于：所述X方向电机和Y方向电机均为步进电机。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明结构紧凑，设计合理，实现方便。
2、本发明包括两个相同结构的雕刻头组件，可以提高一倍的雕刻效率。
3、本发明为了保证两个雕刻头组件的可靠平稳运动，在墙板顶端设置了滑轨，滑轨的滑动稳定。
4、本发明通过在墙板上沿Y轴方向均设置用于安装所述铺料斗的铺料滑槽，并在墙板上沿Z轴方向均设置成型平台升降滑槽，能够保证成型平台和铺料斗的可靠平稳运动。
5、本发明的实用性强，使用效果好，便于推广使用。
综上所述，本发明结构紧凑，设计合理，实现方便，雕刻效率高，雕刻头组件、成型平台和铺料斗的运动可靠平稳，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明铺料滑槽和成型平台升降滑槽在墙板的布设位置示意图。
附图标记说明:
1—底座； 2—墙板； 3—成型平台；
4—铺料斗； 5—滑轨； 6—X方向电机；
7—X方向丝杠； 8—移动座； 9—打印头；
10—Y方向电机； 11—皮带； 12—Y方向螺母块；
13—Z方向电机； 14—支架； 15—Z方向升降机构；
16—铺料滑槽； 17—成型平台升降滑槽；18—Z方向丝杠；
19—Y方向丝杠； 20—第一带轮； 21—第二带轮。
第四、具体实施方式
如图1和图2所示，本发明包括底座1和固定连接在所述底座1顶部两侧的两个墙板2，两个所述墙板2的顶部各设置有一个滑轨5，两个所述滑轨5通过支架14连接，所述支架14上沿着X轴方向转动连接有X方向丝杠7，所述X方向丝杠7的一端端部连接有用于驱动X方向丝杠7的X方向电机6，所述X方向丝杠7上通过X方向丝杠螺母对称安装有两个雕刻头组件；所述雕刻头组件包括沿着Z轴方向设置的移动座8和设置在所述移动座8上的Z方向丝杠18，所述Z方向丝杠18的一端端部连接有用于驱动Z方向丝杠18的Z方向电机13，所述Z方向丝杠18上通过Z方向丝杠螺母连接有打印头9；所述底座1的顶部中间位置处设置有Z方向升降机构15，所述Z方向升降机构15的顶部设置有能够沿所述墙板2在Z方向上升降的成型平台3，两个所述墙板2上沿Z轴方向均设置有成型平台升降滑槽17，所述成型平台3与所述雕刻头组件之间设置有铺料斗4，两个所述墙板2上沿Y轴方向均设置有用于安装所述铺料斗4的铺料滑槽16，一个所述墙板2的一侧设置有用于带动两个所述雕刻头组件在Y方向上移动的铺料斗Y方向移动机构，所述铺料斗Y方向移动机构包括Y方向电机10和Y方向丝杠19，所述Y方向电机10输出轴上连接有第一带轮20，所述Y方向丝杠19上连接有第二带轮21，所述第一带轮20和第二带轮21上连接有皮带11，所述Y方向丝杠19上螺纹连接有Y方向螺母块12，一个所述滑轨5与所述Y方向螺母块12固定连接。
本实施例中，所述Z方向升降机构15为电动撑杆。所述X方向电机6和Y方向电机10均为步进电机。
本发明使用时，当需要所述打印头9沿X轴方向移动时，启动X方向电机6，X方向电机6带动X方向丝杠7旋转，X方向丝杠7上的X方向螺母就能够带动两个所述雕刻头组件沿X轴方向移动，进而实现了所述打印头9沿X轴方向的移动；当需要所述打印头9沿Z轴方向升降时，启动Z方向电机13，Z方向电机13带动Z方向丝杠18旋转，Z方向丝杠18上的Z方向丝杠螺母就能够带动所述打印头9沿Z轴方向移动；当需要所述成型平台3沿Z轴方向升降时，启动Z方向升降机构15，就能够带动所述成型平台3顺着所述成型平台升降滑槽17沿Z轴方向升降；当需要所述打印头9沿Y轴方向移动时，启动Y方向电机10，Y方向电机10带动第一带轮20旋转，第一带轮20通过皮带11带动第二带轮21旋转，第二带轮21带动Y方向丝杠19旋转，Y方向丝杠19上的Y方向螺母块12就能够带动所述滑轨5沿Y轴方向移动，进而实现了所述打印头9沿Y轴方向的移动。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
