[发明专利]一种带高效处理表面层叠纹理和三维扫描的3D打印设备

说明书

本发明提供一种带高效处理表面层叠纹理和三维扫描的3D打印设备，包括处理装置、控制主板、3D打印桌面、打印机头、喷嘴、喷涂材料提供装置、三维扫描装置机体、扫描控制单元、图像采集模块、光束发射模块和图像处理模块；扫描控制单元控制图像采集模块、光束发射模块和图像处理模块对模型进行扫描，获得的三维图像数据被输送至处理装置，处理装置将该数据解析为模型的分层切割信息，控制主板根据该信息控制打印机头在3D打印桌面上逐层打印出需要打印的模型；模型打印完成后，控制主板控制喷嘴对模型的表面依次喷涂上胶水层、颗粒材料层和光油层。本发明提高模型制作效益，且更高效的处理模型表面层叠纹理，并同时集三维扫描功能于一体。

技术领域

本发明属于3D制造领域，具体涉及一种带高效处理表面层叠纹理和三维扫描的3D打印设备。

背景技术

现有的模型如建筑工程模型一般是通过手工利用铁丝或塑料搭接粘贴而成，这需要消耗大量人力、物力。特别是一些结构复杂、节点特殊的建筑模型，所消耗的工时更多，而且组装的建筑模型不稳定、易坍塌。此外，对于比较精细的建筑模型，手工制作难以实现。

目前3D打印设备可以打印各种模型，但由于受到成型工艺和成型速度的制约，3d打印机打印出来的模型很难克服在Z轴方向形成的层叠纹理，这样对于3d打印机在工业和民用市场的广泛应用受到一定的制约。传统针对3d打印模型的处理，都是通过上灰、打磨、喷色这些步骤，但是由于3d打印模型一般结构比较复杂，所以处理起来耗时，而且对人员的要求高，效率低，严重影响了3d打印在民用市场的应用。

同时，3D打印机需要基于三维CAD设计图纸资料才能进行打印，其弊端也正是如此，用户要么下载其他人创建的文件，要么使用软件从头开始设计模型。而3D建模软件难以掌握，面对一个实物，大部分用户无法自行构建物体模型，所以一般只能制作出简单的物件，而想要打印复杂的产品，就需要非常专业的工业设计能力，先通过软件设计出模型，再利用3D打印机打印成型，这对于普通的用户来说，是非常困难的，导致很多用户买了3D打印机后，却不知道应该打印什么。即使是专业设计人员，制作起来效率也比较低，且不能保证完全与实物相吻合，从而影响了3D打印机的使用。而三维扫描仪可以大大改善3D打印技术的这一窘境，需要打印的实物，通过三维扫描仪扫描后，能快速形成物体模型的三维图像数据资料，从而快速实现许多物体的复制工作，为家用或手工制品提供了很好的助力。由此可见，三维扫描成为获取物品可打印的三维图像数据资料的一个便捷途径。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种带高效处理表面层叠纹理和三维扫描的3D打印设备。

本发明的技术方案：

一种带高效处理表面层叠纹理和三维扫描的3D打印设备，其特征在于：包括打印机本体和三维扫描装置，二者通过有线或是无线的方式通信连接；所述三维扫描装置包括三维扫描装置机体、扫描控制单元、图像采集模块、光束发射模块和图像处理模块；所述打印机本体包括处理装置、控制主板、3D打印桌面、打印机头、喷嘴和喷涂材料提供装置；

所述扫描控制单元与所述处理装置通过有线或是无线的方式通信连接，所述扫描控制单元控制所述图像采集模块、光束发射模块和图像处理模块对模型进行扫描以获得模型三维图像数据，该三维图像数据被输送至所述处理装置；

所述处理装置用于分析三维图像数据，并按工程建造要求设置3D打印精度，并利用3D建模软件将所获得的三维图像数据进行分层切割，并把每层模型信息发送给所述控制主板；

所述控制主板根据所述处理装置所发送的每层模型信息，控制所述打印机头在水平范围内以及纵向上的位置、移动方向、速度以及3D打印材料输入，从而在所述3D打印桌面上逐层打印出需要打印的模型；