[发明专利]用于使用紫外线可固化墨来在三维对象上打印的系统

说明书

本发明题为“用于使用紫外线可固化墨来在三维对象上打印的系统”。本发明提供一种直接到对象打印机，该打印机包括滑臂，该滑臂在平面构件上载送多个打印头以对平面构件上的对象进行打印，并且该滑臂在打印头已通过平面构件之后旋转多个打印头。该打印机然后在平面构件上沿相反的方向移动滑臂以对平面构件上的对象的不同的部分进行打印同时维持打印头的相同顺序。

本公开整体涉及用于在三维(3D)对象上打印的系统，并且更具体地讲，涉及将紫外线可固化墨打印在对象上的系统。

已开发出被称为直接到对象(DTO)打印机的打印机以用于打印到三维 (3D)对象上。图4A示出了现有技术的打印系统100，该打印系统被配置为当固持器108在构件116上移动经过固定打印头118的阵列112时打印安装到固持器108的对象104的表面。如本文档中所用，术语“固定打印头”是指打印机中的打印头，该打印头是固定的，并且它们的面板在打印由固持器固定的对象的整个过程中保持与对象固持器的平面平行。阵列112中的打印头118中的一个或多个打印头将紫外线(UV)墨喷射到对象上，并且 UV灯120由控制器124操作以固化UV墨。打印头被布置成使得对象首先通过白色打印头、第二个通过青色打印头、第三个通过黑色打印头、并且第四个通过品红色打印头。虽然颜色可按其他序列排列，但白色通常在其他颜色之前以为其他颜色提供背景。控制器124被配置为在将对象安装到固持器中之后操作执行器128以移动固持器108。该固持器108也可被配置为具有执行器，控制器操作该执行器以旋转固持器中的对象。对象的圆周的第一区段在第一次通过时被打印头打印，被UV灯120固化，被旋转以在固持器通过打印头时呈现对象的不同的区段，因此能够打印新区段，并且然后固持器和对象被返回到与UV灯120相反的位置，因此新打印的区段上的墨能够被固化。另选地，当固持器沿白色打印头到青色打印头的方向移动时，可在青色打印头下方添加第二UV灯以固化喷射到对象上的UV 墨。控制器124被配置为在固持器108和对象104通过打印头时操作阵列 112中的打印头以将标记材料喷射到对象104的表面上。图4B示出了面朝打印头阵列112时的固持器108和对象104。闩锁132将固持器108附接到构件116。

系统100的架构需要打印头阵列112的多次通过，其中在每次通过之后对象被返回以由UV灯120固化，因此可在执行另一次通过之前干燥UV 墨。另选地，需要额外的UV灯，并且这种添加需要额外的费用。此外，系统100被限制为在一个对象上打印图像，并且一次一个区段地打印图像。因此，使得能够打印并用单个UV灯固化许多对象的直接到对象打印系统将是有益的。

新型直接到对象(DTO)打印系统使得能够打印并用单个UV灯固化许多对象。该打印系统包括：导轨；具有第一端和第二端的构件，该构件的第一端围绕导轨安装并被配置为在第一方向和第二方向上沿导轨滑动，该第二方向与第一方向相反，并且该构件的第二端从导轨垂直延伸；安装到构件的第二端的多个打印头，当构件的第一端在第一方向上沿导轨移动时，多个打印头中的打印头具有预定顺序，并且多个打印头被配置为围绕构件的第二端旋转；平面构件，该平面构件被定位成当构件的一端在第一方向和第二方向上沿导轨移动时与多个打印头所沿循的路径相反；多个执行器，执行器中的至少一个执行器可操作地连接到构件的第一端，并且执行器中的至少一个执行器可操作地连接到多个打印头；以及可操作地连接到多个打印头和多个执行器的控制器。控制器被配置为：操作可操作地连接到构件的第一端的至少一个执行器以在第一方向和第二方向上沿导轨移动构件的第一端并沿与平面构件相反的路径移动多个打印头；操作多个打印头以在多个打印头沿与平面构件相反的路径移动时朝平面构件喷射墨滴来在定位在平面构件上的对象上形成图像；并且操作可操作地连接到多个打印头的至少一个执行器以围绕构件的第二端旋转多个打印头来按预定顺序定位打印头，而不考虑构件的第一端是在第一方向还是在第二方向上沿导轨移动。