[发明专利]一种基于磁性小球的3D打印机构及打印方法

权利要求书

1.一种基于磁性小球和投影的3D打印机构，其特征在于，它包括：两个第一步进电机（11）、两个第二步进电机（12）、第三步进电机（13）、两个第一支撑架（21）、两个第二支撑架（22）、第三支撑架（23）、第四支撑架（24）、霍尔元器件（3）、小球磁化头（4）、小球容器（5）、压力传感器（6）、数据处理器（7）和显示终端（8）；

第一支撑架（21）为丝杆，第一支撑架（21）与第一步进电机（11）相连，第一步进电机（11）与数据处理器（7）相连，两个第二支撑架（22）分别安装在两个第一支撑架（21）上，数据处理器（7）通过第一步进电机（11）驱动第一支撑架（21）转动，使得两个第二支撑架（22）在第一支撑架（21）上上下运动；第二支撑架（22）为丝杆，第二支撑架（22）与第二步进电机（12）相连，第二步进电机（12）与数据处理器（7）相连，第三支撑架（23）的两端分别安装在两个第二支撑架（22）上，数据处理器（7）通过第二步进电机（12）驱动第二支撑架（22）转动，使得第三支撑架（23）在第二支撑架（22）上前后运动；第四支撑架（24）安装在第三支撑架（23）上，第三步进电机（13）安装在第四支撑架（24）上，第三步进电机（13）与数据处理器（7）相连，数据处理器（7）通过第三步进电机（13）驱动第四支撑架（24）在第三支撑架（23）上左右运动；所述霍尔元器件（3）和小球磁化头（4）均固定在第四支撑架（24）上，霍尔元器件（3）和小球磁化头（4）分别与数据处理器（7）相连，霍尔元器件（3）检测待打印处的磁场强度及方向并将磁场强度及方向传送给数据处理器（7），数据处理器（7）根据待打印处的磁场强度及方向计算待打印处小球所需的磁场强度及方向，并将待打印处小球所需的磁场强度及方向传给小球磁化头（4）；数据处理器（7）和显示终端（8）相连；压力传感器（6）安装在小球容器（5）的底部，压力传感器（6）与数据处理器（7）相连，通过小球容器（5）底部的压力计算小球容器（5）内小球剩余数量。

2.根据权利要求1所述的打印机构，其特征在于，还包括投影仪（9），投影仪（9）与数据处理器（7）相连，数据处理器（7）根据实际物体的颜色控制投影仪（9）对打印好的三维模型进行投影。

3.一种权利要求1所述的打印机构的打印方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）预先将待打印三维模型及实际物体的颜色存入数据处理器（7），数据处理器（7）将待打印三维模型发送至显示终端（8），显示终端（8）显示待打印三维模型；

2）数据处理器（7）根据上述三维模型驱动两个第一步进电机（11）、两个第二步进电机（12）、第三步进电机13转动，使得小球磁化头（4）运动至预设零点位置，即                                                位置处；

3）霍尔元器件（3）检测待打印处的磁场强度及方向为：，并将磁场强度及方向信息传输给数据处理器（7），数据处理器（7）将磁化强度和方向传送给小球磁化头（4），其中，表示待打印处的磁场强度及方向，表示待打印小球的磁化强度和方向，分别为x、y、z方向上的磁场强度，x、y、z分别表示三维坐标系中的三个方向基矢量；

4）小球磁化头（4）根据步骤3中数据处理器计算的磁场强度和方向磁化小球，磁化后的小球在磁力作用下落到待打印位置处；

5）数据处理器（7）将打印完成部分显示成其他颜色，以区分打印完成部分和待打印部分，同时，数据处理器（7）驱动两个第一步进电机（11）、两个第二步进电机（12）、第三步进电机（13）转动，使得小球磁化头（4）运动至下一个待打印位置处，然后再次重复前述步骤，直至打印完成；

6）当打印完的三维模型不用时，把三维模型进行消磁处理，即被磁化的小球重新回归无磁状态，实现小球重复循环利用。