[发明专利]一种混色3D打印机喷头及打印方法

说明书

本发明设计了一种混色打印喷头，并且提供了一种3D打印机单喷头混色打印方案。该混色喷头是三进一出打印喷头。三个进料管分别供给不同的颜色的材料，不同颜色的材料在加热管的作用下于三级混合腔内融化并混合，根据原料三原色原理，可以调制出各种不同颜色。喷嘴与三级混合腔连通，在挤出机压力的作用下，混合均匀的原料液体从喷嘴挤出。本发明解决了现有单喷头只能打印一种颜色的缺点，并且理论上可以打印出任意混合颜色。

技术领域

本发明涉及到3D打印机技术领域，尤其涉及一种混色3D打印机喷头及打印方法。

背景技术

3D打印有两种定义，狭义指“MIT开发的以粉末为基础的制造技术”。广义上指所有的增材制造技术（Additive Manufacturing）。目前，3D打印机的打印原理主要有如下几类：

1.以高分子聚合反应为基本原理：激光立体印刷（Stereolithography，SLA）、高分子喷射技术（Polymer Jetting）、数字化光照加工术（Digital Lighting Processing）、微型立体印刷术（Micro Stereolithography）。

2.以烧结和熔化为基本原理：选择性激光烧结技术（Selective LaserSintering，SLS）、选择性激光熔化技术（Selective Laser Melting，SLM）、电子束熔化技术（Electron Beam Melting，EBM）、熔融沉积造型技术（Fused Deposition Modeling，FDM）。

3.以粉末-粘合剂为基本原理：三维打印技术（Three Dimensional Printing，3DP）。每一种快速成型技术的具体原理都不尽相同，但是主要都是根据物体的三维模型，经过分层软件进行分层后输出G代码文件，由G代码文件一层层的堆积打印，直至制造出整个立体模型。

其中，基于现有技术的混色打印方式主要有：使用白色材料打印物体，打印完成后再涂上相应的颜色，缺点是实施起来相对繁琐；使用彩虹色的材料进行单喷头打印物体，不能精确控制物体的打印颜色；使用两进一出混色喷头进行打印，只能两种颜色混合打印，不能实现完全的彩色打印；综上所述，这些打印方法及打印流程本质上都不是真正意义上的彩色3D打印。

发明内容

本发明的目的在于针对现有混色喷头易堵塞以及材料混色不均匀打印的缺点与不足，提供了一种三进一出的混色打印喷头及打印方法。

为实现上述的目的，本发明设计了一种混色打印喷头，并且提供了一种3D打印机单喷头混色打印方法。

混色喷头的核心包括：散热装置、加热块以及三级混合腔。三个进料管分别供给不同的颜色的材料，不同颜色的材料在加热管的作用下于三级混合腔内融化并混合，根据原料三原色原理，在三级混合腔内充分均匀混合，可以调制出各种不同颜色。加热块中包含温控组件、加热装置以及三级混合腔，温控组件用于监测控制加热温度变化；加热装置用于加热融化材料；三级混合腔包括三级混合腔室，初级混合腔室与材料直接接触，开有1毫米的混合孔，加热融化后从每个小孔中流入并混合，次级混合腔室开有0.75毫米的混合孔，接收初级混合腔室流入的材料液体并二次混合，末级混合腔室开有0.5毫米的混合孔，与喷嘴相连，接收来自次级混合腔室流入的材料液体并第三次混合，经过三次不同程度的混合之后，可以实现很好的全彩色效果。每个进料管外部都装配有一个散热装置，为进料管进行散热，防止温度过高导致材料在进料管内融化堵塞喷头。喷嘴与三级混合腔连通，在挤出机压力的作用下，混合均匀的彩色原料液体从喷嘴挤出。

本发明中的三进一出混色喷头利用材料三原色原理，在三级混合腔内充分均匀混合，理论上可以实现全彩打印。本发明方法工艺简单、生产效率高、成本低，而且充分材料，节约资源。

附图说明

图1是本发明熔融沉积式混色打印喷头整体结构示意图；