[发明专利]一种适用于多材质工件的3D打印设备

权利要求书

1.一种适用于多材质工件的3D打印设备，其特征在于，包括三维运动结构(I)、工作台(II)、转盘式喷头切换装置(III)、供料系统(IV)和控制系统(V)，其中：

该三维运动结构(I)包括X轴运动结构(1)、Y轴运动结构(2)和Z轴运动结构(3)；

该工作台(II)与所述X轴运动结构(1)固定连接，其在所述X轴运动结构(1)和Y轴运动结构(2)的驱动下作水平运动，在所述Z轴运动结构(3)的驱动下作上下运动；

该转盘式喷头切换装置(III)包括转盘(6)和电机(7)；所述转盘(6)的周向上安装有多个位于所述工作台(II)上方的分段式螺杆喷头装置(VI)；所述电机(7)通过传动轴(5)带动所述转盘(6)转动，进而实现所述分段式螺杆喷头装置(VI)的旋转切换；

该供料系统(IV)安装在所述转盘(6)上，其为所述分段式螺杆喷头装置(VI)提供料浆；

该控制系统(V)用于控制所述三维运动结构(I)和所述转盘(6)的运动以及所述分段式螺杆喷头装置(VI)中料浆的挤出；

所述分段式螺杆喷头装置(VI)包括分段式螺杆(17)、喷嘴(13)和驱动电机(14)；所述分段式螺杆(17)上段为安装部分，下段为螺旋部分；所述安装部分通过联轴器(16)与所述驱动电机(14)的电机轴相连；所述驱动电机(14)安装在电机座(15)上，并且其电机轴朝下；所述电机座(15)固定安装在所述转盘(6)上；所述分段式螺杆(17)的螺旋部分安装在套筒(11)内；所述套筒(11)固定在所述转盘(6)上，并且其顶端安装有转换接头(12)，所述转换接头(12)与供料系统(IV)相连；所述喷嘴(13)安装在所述套筒(11)的底端；

所述螺旋部分由上至下依次分为加料段、压缩段和计量段三个部分，其中，所述加料段的螺槽深度和计量段的螺槽深度均保持不变，所述压缩段的螺槽深度从所述加料段到所述计量段按螺槽深度均匀变化的方式实现所述加料段和计量段的过渡连接，所述计量段的螺槽深度小于加料段的螺槽深度。

2.如权利要求1所述的适用于多材质工件的3D打印设备，其特征在于，所述Z轴运动结构(3)承载所述X轴运动结构(1)和Y轴运动结构(2)，并带动所述X轴运动结构(1)和Y轴运动结构(2)作上下运动；所述Y轴运动结构(2)安装在所述Z轴运动结构(3)之上；所述X轴运动结构(1)安装在所述Y轴运动结构(2)之上，其在所述Y轴运动结构(2)的带动下作Y方向运动。

3.如权利要求1所述的适用于多材质工件的3D打印设备，其特征在于，所述供料系统(IV)包括料斗(18)和输料管(19)，其中所述料斗(18)固定安装在所述转盘(6)的周向上，其底部通过所述输料管(19)与所述转换接头(12)相连；所述料斗(18)中的浆料通过所述输料管(19)和所述转换接头(12)流入所述分段式螺杆喷头装置(VI)中。

4.如权利要求1所述的适用于多材质工件的3D打印设备，其特征在于，所述打印设备还包括龙门架(10)，该龙门架(10)上安装有悬臂梁(4)；所述电机(7)通过电机座(8)固定安装在上述悬臂梁(4)上，并且其电机轴朝下；所述电机(7)的电机轴通过联轴器(9)与所述传动轴(5)相连。

5.如权利要求4所述的适用于多材质工件的3D打印设备，其特征在于，所述控制系统(V)包括计算机(20)和安装在该计算机(20)中的运动控制卡；通过所述运动控制卡实现直线、圆弧插补和多轴联动功能。