[发明专利]机体可倾斜的3D打印机

权利要求书

1.一种机体可倾斜的3D打印机，包括机座部分和3D打印机主体部分，其特征是：机座部分有：安装在地面(18)的机座支架(3)，机座平台(2)，偏转机座平台(2)的蜗轮蜗杆马达装置(5、7)，机座平台(2)上的旋转平台(4)也即蜗轮(4)，安装在机座平台(2)上、驱动旋转平台(4)转动的蜗转蜗杆马达装置(4、6)，与机座平台(2)刚性连接的支撑板(8)，将支撑板(8)、机座平台(2)与机座支架(3)转动连接的枢轴(9)，蜗轮(5)与一侧支撑板(8)刚性连接；3D打印机主体部分有：3D打印机主体(1)固定安装在机座旋转平台(4)上，3D打印机主体(1)的可升降工作台(12)，3D打印机主体(1)上y轴板(13)上安装的可偏转(绕X轴)喷嘴(14)，驱动可偏转喷嘴(14)的伺服机构(17)，固定喷嘴或激光打印头(16)，打印支撑结构的固定喷嘴(15)，3D打印机主体(1)升降工作台(12)上放置的打印工件(10)，防止工件(10)倾倒的支撑结构(11)。

2.根据权利要求1所述的机体可倾斜的3D打印机，其特征是：依据3D打印机主体(1)工作台(12)上欲打印工件(10)的数字设计模型(10)，其STL格式化下某个三角形所代表的法向量N与Z轴夹角γ小于临界角γ_c，那么，机座旋转平台(4)在计算机控制下，由蜗轮蜗杆马达装置(4、6)，旋转一角度使该三角形面片所代表工件(10)的那个曲面，就位到与机座Z轴(绕X轴)偏转面垂直的位置，其后，机座平台(2)由蜗轮蜗杆马达装置(5、7)驱动，偏转角度使该三角形面片所代表工件(10)的那个曲面，处于垂直地面(18)位置；此时，固定在机座旋转平台(4)的3D打印机主体(1)，其y轴板(13)上安装的可偏转喷嘴(14)，由计算机控制，伺服机构(步进马达、伺服马达、蜗轮蜗杆等)，(17)驱动可偏转喷嘴(14)反向偏转角度，使喷嘴(14)垂直或接近垂直地面(18)，喷嘴(14)反向偏转后，其喷射、注射、烧熔的落点坐标产生的偏差，由计算机进行修正，从而使偏转后的喷嘴(14)，能够准确地把新材料，垂直或接近垂直喷射、注射或烧熔在该三角形所代表曲面已成型的材质上，紧密结为一体；同时，工件数字设计模型具有相交两面而有一面需依本发明3D打印机倾斜至垂直地面位置打印时，在计算机控制下，固定喷嘴或激光打印头(16)配合可偏转喷嘴(14)，对工件(10)相交面轨迹线(面)，从不同方向进行同时打印或烧熔，以保证相交面的轨迹线(面)紧密结为一体；在每个包含有STL格式化该三角形面片所代表曲面的打印薄片的轨迹线(面)，以3D打印机主体(1)倾斜方式打印完后，在计算机控制下，蜗轮蜗杆马达装置(5、7)，驱动机座偏转面(绕Z轴)反向偏转角度，使3D打印机主体(1)回归直立位置；相应地，3D打印机主体(1)y轴(13)上的可偏转喷嘴(14)，也由伺服机构(17)驱动，偏转角度，回归直立位置，垂直工作台(12)，3D打印机主体(1)然后对该打印薄片的工件数字设计模型(10)的其它成型轨迹线(面)进行正常状态打印，直到该薄片的全部成型轨迹线(面)打印完毕；再依此类推以同样方式，打印包含该三角形面片的其它薄层；3D打印机主体(1)，以正常的、不倾斜的方式，打印包含有工件数字设计模型(10)STL格式化文件中所有三角形面片法线N与Z轴夹角γ大于临界角γ_c的曲面的打印薄片的成型轨迹线(面)；直到本发明机体可倾斜的3D打印机，将3D打印机主体(1)上的欲打印工件(10)，以倾斜和不倾斜的方式，全部打印完毕；此外，在计算机控制下，打印支撑结构的固定喷嘴(15)，给工件(10)打印适当支撑结构(11)；也可在3D打印机主体(1)上，设置固定工件(10)的专用卡具。

3.根据权利要求1所述的机体可倾斜的3D打印机，其特征是，所述驱动机座平台(2)偏转的蜗轮蜗杆马达装置(5、7)，驱动旋转平台(4)转动的蜗轮蜗杆马达装置(4、6)，以及3D打印机主体(1)的y轴板(13)上驱动可偏转喷嘴(14)的伺服机构(步进马达，伺服马达，蜗轮蜗杆等)(17)，都在计算机控制下，做相互协调有序的精密动作，并且可偏转喷嘴(14)偏转后，其喷射、注射、烧熔落点坐标产生的偏差，由计算机进行精确修正，以确保3D打印机主体(1)的工作台(12)上安放的欲打印工件(10)，能够在本发明3D打印机的倾斜和直立打印时，都能准确无误地实施和完成打印。