[发明专利]基于磁流变材料的3D打印机器人系统及打印方法

权利要求书

1.  基于磁流变材料的3D打印机器人系统，其特征在于：包括三维立体成像系统、计算机三维立体图像处理系统和3D打印快速成型装置； 

所述三维立体成像系统，用于获得实体的三维数据提取，提供给计算机三维立体图像处理系统； 

所述计算机三维立体图像处理系统，用于将三维立体成像系统提取的三维数据构建成立体图像，并对立体图像进行数字化处理形成用于控制3D打印快速成型装置进行快速成型的控制命令；

所述3D打印快速成型装置，用于接收控制命令并驱动3D打印快速成型装置将磁流变材料在磁场下固化构建形成三维实体模型。

2.  根据权利要求1所述的基于磁流变材料的3D打印机器人系统，其特征在于：所述3D打印快速成型装置包括沉积工作台、磁极、储液罐、墨盒、驱动泵、喷头、连接管道、控制器和伺服机构；

所述沉积工作台，用于作为三维实体的磁流变材料逐层沉积成型的平台；

所述磁极布置于沉积工作台的造型区域两侧，用于提供磁流变材料固化所需的磁场；

所述储液罐、驱动泵、喷头通过连接管道相连通，形成磁流变材料的输送管道；所述储液罐，用于存储磁流变材料，所述驱动泵，用于为输送储液罐中的磁流变材料提供驱动力，所述喷头设置于沉积工作台上的磁极提供的磁场区域内；

所述控制器，用于控制驱动泵的流量、墨盒颜料流量和伺服机构运动状态；

所述伺服机构，用于控制喷头的三维运动状态。

3.  根据权利要求1所述的基于磁流变材料的3D打印机器人系统，其特征在于：所述3D打印快速成型装置还包括磁流变材料流量控制系统、染料调配及控制系统和磁场产生调节系统；

所述磁流变材料流量控制系统，用于控制磁流变材料流量大小；

所述染料调配及控制系统，用于为打印材料进行自动化配色和流量控制；

所述磁场产生调节系统，用于产生磁场从而使磁流变材料固化成型。

4.  根据权利要求1所述的基于磁流变材料的3D打印机器人系统，其特征在于：所述三维立体成像系统为三维立体超声成像、三维立体激光成像、三维微波立体成像系统、X射线计算机相干断层成像系统、核磁共振成像系统、扫描电子显微镜成像系统或原子力显微镜成像系统中的任一种。

5.  根据权利要求1所述的基于磁流变材料的3D打印机器人系统，其特征在于：所述计算机三维立体图像处理系统包括构建立体图像模块、Z层离散化分层处理模块和XY层面信息处理模块；

所述构建立体图像模块，用于将三维数据构建成CAD三维模型；

所述Z层离散化分层处理模块，用于将所述三维模型进行Z向离散化分层处理生成模型截面数据信息；

所述XY层面信息处理模块，用于将所述三维模型进行XY向信息处理生成填充轨迹运动信息。

6.  根据权利要求1所述的基于磁流变材料的3D打印机器人系统，其特征在于： 所述磁流变材料流量控制系统通过设置于输送管道上的流量计获取磁流变材料流量信号并将流量信号输送到控制器；

所述染料调配及控制系统通过设置于墨盒上的流量器来获取墨盒中各种染料的流量信号并将流量信号输送到控制器；

所述磁场产生调节系统包括一对电磁铁作为磁极和用于调节电磁铁磁性强弱的直流可控电源。

7.  基于磁流变材料的3D打印机器人系统的打印方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：通过三维立体成像系统获得实体的三维数据，提供给计算机三维立体图像处理系统； 

S2：通过计算机三维立体图像处理系统将三维立体成像系统提取的三维数据构建成立体图像，并对立体图像进行数字化处理形成用于控制3D打印快速成型装置进行快速成型的控制命令；

S3：通过3D打印快速成型装置接收控制命令并驱动3D打印快速成型装置将磁流变材料在磁场下固化构建形成三维实体模型。