[发明专利]一种矩阵式3D打印机

说明书

技术领域

本发明涉及一种3D打印机，尤其是一种矩阵式3D打印机，属于快速成型技术领域。

背景技术

3D打印技术是一种快速成型的增才制造手段，其数字化的制造方式在工业制造中快速崛起。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的，常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。3D打印能实现复杂三维模型二维截面化的快速制造，但是目前3D打印存在制作周期较长，主料和支撑材料要单独喷射的不足之处，浪费太多的时间和无用功。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种矩阵式3D打印机，其结构合理，能实现主料和支撑材料同时喷射，提高加工效率的目的。

本发明采取的技术方案为：一种矩阵式3D打印机，包括伺服电机、四根导轨柱、安装平台、联轴器、下端轴承安装座、轴承、滚珠螺母、滚珠丝杠、上端轴承安装座、紧顶螺母、打印基台、矩阵面板框、配料平台、压紧螺母、真空控制室、真空气室、主料室、配液泵、头料室、调整螺母、配液支管、若干喷头、配液总管、若干矩阵单元条、调整垫板，其特征在于：所述的安装平台为长方体形薄板，所述的四根导轨柱分别固定安装在安装平台四个角位置，并与安装平台的长宽平面相垂直；所述的伺服电机固定安装在在安装平台下部，伺服电机的主轴与安装平台的长宽平面相垂直，并伸出安装平台；滚珠丝杠的下端通过联轴器与伺服电机的输出轴连接，并通过轴承安装在下端轴承安装座中，下端轴承安装座固定安装在安装平台上；滚珠丝杠的上端通过轴承安装在上端轴承安装座中，上端轴承安装座通过紧顶螺母固定在四根导轨柱上；滚珠螺母外缘与打印基台下部固定连接，滚珠螺母内部与滚珠丝杠通过螺纹配合连接；所述的打印基台滑动安装在四根导轨柱上，并与安装平台的长宽平面相平行；所述的矩阵面板框固定安装在四根导轨柱上，位于打印基台上方，并与安装平台的长宽平面相平行；所述的配料平台通过压紧螺母固定安装在四根导轨柱上，位于矩阵面板框上方，并与安装平台的长宽平面相平行，配料平台上设置有真空控制室、真空气室、主料室、配液泵、头料室，并通过管路依次连接好后固定安装在配料平台上；所述的矩阵面板框为长方体框架结构，若干矩阵单元条密排在矩阵面板框的框架结构内，并通过调整螺母和调整垫板将所有的矩阵单元条压实；每个矩阵单元条上设置有若干喷头插孔，所述的若干喷头穿装在矩阵单元条的喷头插孔内；所述的配液支管与配液总管套装在一起形成配液管网，配液管网的出口端与喷头上的喷头连接管相连，入口端与配料平台上的头料室相连。

为实现打印过程中的实时监测，所述的打印基台上装有CCD相机监测系统。

为实现配料供给，所述的配料平台上的真空控制室、真空气室、主料室、配液泵、头料室在配料平台上对称布置两套。

为实现料液的流动通畅，所述的每个矩阵单元条的侧面上安装有加热电阻丝。

为了实现不同的打印尺寸和打印效率，所述的若干喷头和若干矩阵单元条的具体数量可以根据使用要求和矩阵面板框的大小进行调整。

为实现来料的融化配送和料液的测定，所述的主料室内设置有自动恒温加热装置，头料室内设置有温度传感器和除气器。

为实现喷嘴的组装、更换方便，以及喷射两种料互不影响，所述的喷头由喷头连接管、喷管、压电晶体和喷嘴四部分组成；所述的喷头连接管安装在喷管内部，并由两根输液管组成，分别输送两种不同的打印料，两根输液管之间设置有隔板；所述的压电晶体安装在喷管表面，所述的喷嘴安装在喷管端部，并与喷头连接管中的两根输液管相连通。

本发明采用上述技术方案，具有以下优点：

1.根据独特的矩阵式打印原理，设置有矩阵面板框和矩阵单元条，实现了截面的一次快速成型，从而提高了打印机工作效率；

2.通过设置有结构独特的喷头实现了主料与支撑材料同时打印喷射或者双料打印的目的，快速方便。

附图说明

图1为本发明的三维立体结构示意图。

图2为本发明中矩阵面板框、配液支管、若干喷头、配液总管、若干矩阵单元条的装配立体结构示意图。

图3为本发明中矩阵面板框、若干喷头、若干矩阵单元条的装配立体结构示意图。

图4为本发明中矩阵单元条的立体结构示意图。

图5为本发明的喷头的立体结构示意图。

图6为本发明的工作原理流程图。