[发明专利]一种3D打印机、3D打印方法及金属浆料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印机、3D打印方法及金属浆料的制备方法。

背景技术

3D打印技术是一种新型的层层叠加技术，现在主要应用于工业级金属、陶瓷、高分子等，目前还是小批量的、个性化的生产加工。

近年来，三维打印技术被逐步尝试用于珠宝首饰领域，但在这些领域的应用依然处于早期研发和商用化尝试阶段。英国HMG珠宝公司和德国EOS公司合作，研发了金银首饰增材制造成形装备，采用选区激光熔化(SLM)技术制造了艺术化、个性化的金银首饰制品，并已商业化。

目前，大家共知的金属3D打印机，基本上都是基于激光的金属打印机，通过铺粉，层层叠加，最终形成三维模型，但是其设备成本高，工艺难度大，材料受到很大的限制；也有一些是基于电弧，由焊接原理形成的一种打印机，但是成本和工艺也是其发展的一个难题。

也就是说，现有技术中的金属3D打印机存在设备成本高的技术问题。

发明内容

本申请实施例通过提供一种3D打印机、3D打印方法及金属浆料的制备方法，解决了现有技术中的金属3D打印机存在的设备成本高的技术问题。

一方面，本申请实施例提供了如下技术方案：

一种3D打印机，包括：

支架；

打印底板，所述打印底板设置在所述支架上；

注射器，所述注射器设置在所述支架上；所述注射器用于容置金属浆料；所述注射器的出口处安装有喷嘴；所述喷嘴的中心线与所述打印底板垂直相交，且所述喷嘴的喷出方向指向所述打印底板，以能将所述金属浆料注射到所述打印底板上；

设置在所述支架上的X轴步进电机、Y轴步进电机、Z轴步进电机和E轴步进电机；所述X轴步进电机与X轴丝杠连接，以控制所述注射器相对于所述打印底板在X轴的方向上的移动；所述Y轴步进电机与Y轴丝杠连接，以控制所述注射器相对于所述打印底板在Y轴的方向上的移动；所述Z轴步进电机与Z轴丝杠连接，以控制所述注射器相对于所述打印底板在Z轴的方向上的移动；所述E轴步进电机与所述E轴丝杠连接，以控制所述注射器的活塞推进或拉出所述注射器；其中，所述X轴、所述Y轴和所述Z轴中的任意两个轴均垂直。

可选的，所述3D打印还包括：控制板，所述控制板包括：电源、X轴电机端子、Y轴电机端子、Z轴电机端子和E轴电机端子；所述电源与所述X轴电机端子连接；所述电源与所述Y轴电机端子连接；所述电源与所述Z轴电机端子连接；所述电源与所述E轴电机端子连接；其中，所述X轴电机端子与所述X轴步进电机连接以输出控制信号至所述X轴步进电机；所述Y轴电机端子与所述Y轴步进电机连接以输出控制信号至所述Y轴步进电机、所述Z轴电机端子与所述Z轴步进电机连接以输出控制信号至所述；所述E轴电机端子与所述E轴步进电机连接以输出控制信号至所述E轴步进电机；从而控制所述X轴步进电机、所述Y轴步进电机、所述Z轴步进电机和所述E轴步进电机的转动速度和转动方向。

可选的，所述控制板还包括：X轴限位开关、Y轴限位开关和Z轴限位开关；其中，所述X轴限位开关与所述X轴电机端子连接以控制防止所述X轴步进电机运动过量；所述Y轴限位开关与所述Y轴电机端子连接以控制防止所述Y轴步进电机运动过量；所述Z轴限位开关与所述Z轴电机端子连接以控制防止所述Z轴步进电机运动过量。

可选的，所述E轴步进电机的输出轴与第一齿轮的中心连接；所述第一齿轮与第二齿轮啮合；所述第二齿轮的中心与所述E轴丝杠通过螺纹结构连接；所述E轴丝杠通过所述注射器的推杆与所述活塞连接；其中，所述E轴步进电机的输出轴转动带动所述第一齿轮转动，所述第一齿轮带动所述第二齿轮转动，所述第二齿轮通过所述螺纹结构带动所述E轴丝杠沿平行于所述第二齿轮的中心轴的方向移动，从而推进或拉出所述活塞。

可选的，所述第一齿轮的半径小于所述第二齿轮的半径，以增加转动力矩和提高所述活塞的移动精度。

可选的，所述注射器上设置有：加热元件和温度传感器元件；其中，所述加热元件与温度控制器连接；所述温度传感器元件与所述温度控制器连接；所述温度控制器接收所述温度传感器元件发送的温度数据，并根据所述温度数据控制所述加热元件的加热状态，以控制所述注射器中的所述金属浆料的温度，保证所述金属浆料处于半液态。

可选的，所述加热元件具体为聚酰亚胺加热膜，所述聚酰亚胺加热膜包裹在所述注射器的注射筒上。

可选的，所述聚酰亚胺加热膜，和所述注射筒之间还包裹有导热硅胶层和铝片层，以使所述注射筒受热均匀。