[发明专利]一种可提高打印效率的3D打印设备及其3D打印方法

权利要求书

1.一种可提高打印效率的3D打印设备，其特征在于，包括一个打印头和若干个可独立工作的铺粉装置，每个所述铺粉装置分别对应一个打印区域，各打印区域沿直线方向依次布置，并且各打印区域分别配有独立控制升降的工作台，所述铺粉装置可往返双向铺粉,所述铺粉装置的双向铺粉方向与打印区域布置的直线方向垂直；所述打印头的打印方向与铺粉方向垂直，并且打印头可沿铺粉方向移动实现换行往返打印。

2.根据权利要求1所述的可提高打印效率的3D打印设备，其特征在于，所述打印区域为长方形，每个打印区域沿打印工作台布置的直线方向为所述打印区域的长度方向，与长度方向垂直的方向为打印区域的宽度方向；所述铺粉装置的铺粉方向与打印区域的宽度方向一致，并且铺粉装置的有效铺粉宽度与对应的打印区域的长度相等；所述打印头沿铺粉方向的长度大于或等于打印区域宽度的一半。

3.根据权利要求1所述的可提高打印效率的3D打印设备，其特征在于，所述打印区域之间的空档间距大于打印头沿打印方向的宽度以方便打印头临时停留在任一相邻的打印区域之间的空档。

4.根据权利要求2所述的可提高打印效率的3D打印设备，其特征在于，所述铺粉装置在打印区域宽度方向的两侧分别设有停止位，所述铺粉装置位于停止位时，其垂直投影位于打印区域的外侧，所述铺粉装置从一侧的停止位移动并铺粉至另一侧的停止位完成一层的铺粉，可暂停在相应的停止位或继续返回并同时进行下一层的铺粉。

5.一种采用权利要求1-4任一项所述的3D打印设备进行3D打印的方法,其特征在于，包括如下过程：

1）在沿直线方向分别布置1#、2#…N#打印区域和与各打印区域对应的1#铺粉装置、2#铺粉装置…N#铺粉装置，各铺粉装置分别停留在各打印区域其中之一的停止位上，所述打印头的长度方向与打印区域的宽度方向一致，各打印区域之间的空档间距大于打印头的宽度以便于打印头在打印区域之间的空档临时停留；

2）设置打印头和各铺粉装置开始打印前的初始位置，各铺粉装置分别停于各自打印区域其中之一的停止位上，所述打印头停止于任一相邻的打印区域之间的空档位置并且靠近打印区域宽度方向的一侧；

3）铺底层粉：首先打印头暂停在初始状态，各铺粉装置从初始位置开始从一侧向另一侧往复移动并在移动过程中向对应的打印区域逐层铺若干层底粉，完成底层粉的铺设后各铺粉装置暂停在各自初始位置的停止位上；

4）打印头从始初位置开始，沿打印区域的布置方向在已铺设的底层粉上方依次打印，当打印头打印至N#打印区域的末端时，打印头沿打印区域的宽度方向移动至另一部份未打印区域的上方反方向对各打印区域的剩余部分进行依次打印，同时，每完成一个打印区域一层的完整打印，对应的铺粉装置开始从其所在的停止位向另一停止位移动并铺粉至另一停止位上暂停；当打印头反向打印至1#打印区域上方并完成打印头对应的1#打印区域的打印时，打印头沿打印区域的宽度方向移动至正对另一侧未打印的区域的上方从1#打印区域开始继续进行打印，直至打印头打印至初始位置完成一个铺粉层的打印，各铺粉装置陆续对各打印完的打印区域进行下一层的铺粉，打印头不停的继续向下一打印区域进行下一铺粉层的循环打印和循环铺粉，直至完成各打印区域产品的打印。

6.根据权利要求5所述的3D打印的方法，其特征在于，所述铺粉装置在停止位时，不占用打印区域上方的空间。

7. 根据权利要求5所述的3D打印的方法，其特征在于，当所述打印头的起始位置位于1#打印区域和 2#打印区域之间的空档，所述打印头沿打印方向的打印速度和铺粉装置沿铺粉方向的铺粉速度应满足：打印头沿打印方向从起始位置向1#打印区域的一侧打印至另一侧再移动至1#打印区域剩余未打印区域上方完成1#打印区域的一层的打印时，铺粉装置至少完成对应打印区域的一层的铺粉并停止在停止位。