[发明专利]三维彩色打印机专用的推拉混料式挤出机

说明书

三维彩色打印机专用的推拉混料式挤出机，属于机械技术领域。该推拉混料式挤出机的组成包括三大基本机构：多色送料机构、混料机构、缓存机构；特征在于多路色料被送料电机驱动下，经由送料管输送至入由加热元件加热的各路独立的融料腔内并被融化；在混料腔内部插有搅拌棒，搅拌棒尖部恰好能抵在喷嘴的出料口的通道上，搅拌电机的轴与搅拌棒之间是通过位移推拉方式连接的；混料机构包括：融料腔、混料腔及搅拌棒；每个融料腔都与混料腔之间连通有输料通道，当混料腔内的色料还没有混合均匀或达不到目标颜色时，被推下移的搅拌棒尖部恰好抵在喷嘴的出口孔洞而阻断喷涂，可以方便的打印彩色三维物体。

[技术领域]

本发明属于机械技术领域，确切的讲是一种彩色FDM-3D打印机及成型物件的涂色方法。

[背景技术]

目前彩色FDM-3D打印机的彩色生成方式有混色式及涂色式两类：

混色式有以下3种方式：

混色式方式之一是：多色颜料融注混合挤出FDM-3D打印机:2013年4月，美国威斯康星-麦迪逊大学耗材融化之际往里面添加颜色，从而实现FDM 3D打印机的彩色打印。

开发团队将这个新的装置描述为一支“虚拟画笔”，通过对单个聚合物材料施加一种染色工艺来实现全彩色的3D打印。所以。这种彩色3D打印并不需要多个喷嘴和多种不同颜色的线材。Spectrom工作原理是通过精确计算什么样的时候需要什么样的颜色，然后用不同颜色的墨水去染同一个线材。所以只需要一个喷嘴即可实现彩色3D打印。

不足之处是颜色改变速度缓慢的缺陷：不同颜色的过渡容易出现混乱。(比如，当从黄色变为蓝色时，中间地带可能会出现绿色的小块),但是原理上具有改善物料混合颜色改变的速度,比如减少混料腔的容积。

另一不足之处是颜料携带载体缺陷，化学溶剂挥发将生成有害气体。

混色式方式之二是：多色物料多孔独立挤出FDM-3D打印机:多色的桌面型 3D打印机(比如ProDesk3D)需要多个挤出机总成才能制造彩色效果。双色 3D打印机标配了两个挤出机总成，属于双材料挤出的机型。它的机身背部挂载两个料盘，支持ABS和PLA两种耗材。并且在市面上，我们可以找到多种颜色的通用耗材。这样一来就可以自由搭配，按照需要选择合适的颜色和材料类型。

不足之处是：无法表达渐变色彩，突变色彩分界及颜色的数量有限的缺陷。

混色式方式之三是：多色物料共孔混合挤出FDM-3D打印机：2015年，以色列的something3D打印公司宣布：他们正在推出一款全彩的桌面型3D打印机Chameleon(意为变色龙)，将为用户提供全新的基于FFF技术的彩色3D打印体验。Something3D公司的这款Chameleon 3D打印机主要使用多个3D打印线材，共5种颜色耗材，分别是：青色、品红色、黄色、黑色和白色(CMYBWTM) 的线材，整个系统只需使用一个挤出机总成，根据需要通过改变以上5种颜色的混合比例组合，形成任意的色彩，该机器能够在0.5毫米的层方向的打印分辨率条件下实现颜色转换，但无法实现水平方向的快速颜色的转换。

不足之处仍是颜色改变速度缺陷：不同颜色的过渡容易出现混乱。(比如，当从黄色变为蓝色时，中间地带可能会出现绿色的小块)，无法满足颜色的大色彩的突变改变。物料供给方式也有缺陷，也无法满足精确而稳定的颜色的配比。

涂色式FDM彩色方案仅有美国苹果公司的尝试方案：苹果公司正在研发彩色的FDM--3D打印机。Global Equities Research公司分析师Trip Chowdhry 就发布了很多关于苹果准备进入3D打印机市场的良好预测。该专利是苹果公司游戏和图形软件工程总监Geoffrey S在2014年5月30日提交的。专利内容包括：当耗材打印头沉积完一层之后，涂色打印头跟着附上颜色，或者是整个3D 打印对象打印完成以后，再用涂色打印头围着对象进行喷漆上色，涂色打印头具有5轴运动功能，3个自由度完成空间位置的确立，2个转动自由度完成喷墨口的喷射方向的变化。