[发明专利]一种彩色3D打印头及其打印方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别为一种彩色3D打印头及其打印方法。

背景技术

3D打印技术，即快速成型技术，因其优异于现有减法加工工艺的诸多优势而得到快速发展。现在的3D打印市场上，彩色的3D打印机并不多见，但是彩色3D打印的概念和技术种类也很繁杂。

在现有彩色3D打印技术中，喷头结构往往非常复杂。

一、分别进丝、相间打印的喷头。此种技术为多个打印头各自配置传送结构，虽解决了丝材转换带来的缺点，但是结构复杂，转换打印头大大增长了打印模型的时间，也增加了结构间转换的不确定性；

二、具有多孔进丝结构的喷头。多种颜色丝状材料转换，但是此种技术增长了打印转换时的时间，增加了转换丝材时，更多的不确定性等，现有技术多是增加了喷头成本，或是增加了打印时的转换时间和不确定性。

在彩色3D打印方法上，主要有如下两种：

一、有混合多色丝材挤出成型，采用三原色丝状材料，在喷头中进行混合，从而打印出多色3D复合模型。但是此种技术不仅喷头结构复杂，而且应用丝状材料混合染色，降低了色彩的真实度。

二、用每一打印分层成型后，再对该分层具有染色指令的区域进行喷墨染色。但是，这种方法无疑增加了染色时间，而且喷墨密度也具有不确定性。

发明内容

现有技术的彩色3D打印喷头结构复杂，打印出的3D模型色彩分辨率低、色带还原度低，为解决现有技术中缺陷，本发明的目的在于提供一种彩色3D打印头及其打印方法。

为实现上述目的，本发明公开了一种彩色3D打印头，包括熔融腔及与熔融腔下端固接的喷嘴，熔融腔上端设有入丝口，入丝口与送丝管一端连接，送丝管的另一端连接送丝器；入丝口处设有染色装置。

进一步地，染色装置包括喷墨头，喷墨头与入丝口连接，喷墨头通过连通管组与墨盒连接。

本发明在入丝口处设置喷墨头，对从送丝管流过来的丝状材料进行染色，染色后的丝状材料进入熔融腔。进入熔融腔内的丝状材料已经被充分着色，因此打印出的模型具有更高的色彩分辨率，和更高的色彩还原度。

进一步地，喷墨头由喷墨嘴与临时储墨盒组成。临时储墨盒内安装有混合搅拌器；墨盒内设有至少一个分区，每个分区容纳一种颜色墨料；分区内设有推送器。

进一步地，染色装置可为着色盘，着色盘内设有至少一个与送丝管连接的着色筒，着色筒内设有推送器；着色盘内还设有旋转装置，旋转装置上设有着色棒。

进一步地，旋转装置上设有至少一种颜色的着色棒。

进一步地，熔融腔内设有加热装置。

本发明的另一个发明目的在于提供一种彩色3D打印方法，包括如下步骤：

S1:准备阶段，将三维模型文件导入计算机，获取基本三维数据，设置打印参数；根据基本三维数据和打印参数，形成携带颜色信息的层片数据；

S2:染色阶段，根据层片数据，控制染色装置对进入熔融腔之前的丝状材料染色；

S3:打印阶段，被染色后的丝状材料进入熔融腔后，经喷嘴喷出，根据层片数据，打印彩色3D模型。

进一步地，S1步骤中，计算机对三维模型文件进行校对，如果校对有误，将进行三维模型文件修复，并重新校对，直到校对无误，获取3D模型的基本三维数据。

进一步地，S2步骤中，墨盒内的墨料经连通管组后进入喷墨头，喷墨头由喷墨嘴与临时储墨盒组成，墨料在临时储墨盒内均匀搅拌。S2步骤中，计算机获取墨盒送出墨量的数据，控制墨料的连续推送。

进一步地，S2步骤中，通过着色盘对丝状材料进行染色，着色盘内的旋转装置带动着色棒以着色盘中心为圆心旋转，选择合适的着色棒，推送器将其推向丝状材料。

本发明的有益效果为：本发明的彩色3D打印头可实现在丝状材料进入熔融腔之前进行染色，使其与墨料在熔融腔中充分混合染色；并且因为是直接使用墨料染色，从而更真实的还原了模型，打印出的模型色彩分辨率更高、色带还原度更高；另外，本发明结构简单，易于操作，能够实现彩色模型的连续打印。

附图说明

图1为彩色3D打印头的一种结构图。

图2为彩色3D打印头的另一种结构图。

图中，

1、送丝器；2、送丝管；3、熔融腔；4、喷嘴；5、墨盒；6、连通管组；70、临时储墨盒；71、喷墨嘴；8、着色盘；80、着色筒；81、着色棒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构进行详细解释说明。