[发明专利]一种3D打印珊瑚礁的装置及方法

权利要求书

1.一种3D打印珊瑚礁的装置，其特征在于，包括：

壳体（1），

打印台（2），所述打印台（2）固定安装在壳体（1）内，且打印台（2）的下表面与壳体（1）的内底壁预留有高度为8-12cm的间距；

X轴移动机构（5），两个所述X轴移动机构（5）安装在壳体（1）靠近顶部的两侧壁；

Y轴移动机构（6），所述Y轴移动机构（6）安装在X轴移动机构（5）上；

Z轴移动机构（7），所述Z轴移动机构（7）安装在Y轴移动机构（6）上；

喷嘴（3），两个所述喷嘴（3）通过壳体（1）内部安装的X轴移动机构（5）、Y轴移动机构（6）以及Z轴移动机构（7）进行前后、左右和上下方向进行调节打印；

粉末储放箱（9b），所述粉末储放箱（9b）内的胶水储放盒和砂石储放箱分别与两个喷嘴（3）通过导管连接。

2.根据权利要求1所述的3D打印珊瑚礁的装置，其特征在于，所述X轴移动机构（5）包括第一螺纹杆（51）、第一滑块（52），两个规格相同的所述第一螺纹杆（51）分别转动安装在壳体（1）两侧壁开设的滑槽（4）内，且两根第一螺纹杆（51）上均套设有螺纹连接的第一滑块（52），两个所述第一滑块（52）的侧壁均与滑槽（4）内壁滑动连接，两个所述X轴移动机构（5）的第一螺纹杆（51）通过两台相同的电机进行驱动，且两台电机采用同步轴控制。

3.根据权利要求1所述的3D打印珊瑚礁的装置，其特征在于，所述Y轴移动机构（6）包括转动电机（61）、第二螺纹杆（62）、第二滑块（63）和限位杆（64），所述转动电机（61）固定安装在任意一个第一滑块（52）的外侧壁上，且转动电机（61）的输出端通过联轴器与第二螺纹杆（62）的一端固定连接，所述第二螺纹杆（62）的另一端与另一个第一滑块（52）的外侧壁转动连接，所述第二滑块（63）套接在第二螺纹杆（62）上并与第二螺纹杆（62）螺纹连接，所述限位杆（64）固定安装在两个第一滑块（52）之间并穿过第二滑块（63）开设的通孔。

4.根据权利要求1所述的3D打印珊瑚礁的装置，其特征在于，所述Z轴移动机构（7）包括气缸（71）和安装架（72），所述气缸（71）固定安装在第二滑块（63）的底部，且气缸（71）的输出端固定安装有安装架（72），所述安装架（72）上固定安装有两个喷头向下的喷嘴（3）。

5.根据权利要求1所述的3D打印珊瑚礁的装置，其特征在于，所述粉末储放箱（9b）内设有用于储放三种颜色胶水的储放盒和砂石储放箱，每一个储放盒分别通过送料管与搅拌机构（8）连接，且搅拌机构（8）的送料口通过导管与一个喷嘴（3）连接。

6.根据权利要求5所述的3D打印珊瑚礁的装置，其特征在于，所述搅拌机构（8）包括融合筒（81）、驱动电机（82）和搅拌杆（83），所述融合筒（81）靠近内底壁处依次开设a1、a2、a3和a4四个连接口，且a1、a2和a3三个连接口分别通过送料管与三种颜色胶水的储放盒连接，三根送料管上均安装有控制阀（9c），所述驱动电机（82）固定安装子在融合筒（81）的底壁，且驱动电机（82）的输出端延伸至融合筒（81）内并固定安装有搅拌杆（83），a4通过导管与喷嘴（3）连接。

7.根据权利要求1所述的3D打印珊瑚礁的装置，其特征在于，所述打印台（2）下方的壳体（1）中插设有滑动连接的粉末回收箱（9），且壳体（1）的一侧壁固定安装有排风扇（9a）。

8.根据权利要求1-7任一所述的3D打印珊瑚礁的装置的使用方法，其特征在于，具体方法如下：

步棸一、在计算机内模设计出符合珊瑚礁投放海域的珊瑚礁三维图形；

步棸二、使用计算机软件对珊瑚礁进行建模和切片；

步棸三、根据每个珊瑚礁的二维切片图案，对砂石进行层层粘接打印，其打印步骤如下：

a）将不同颜色的胶水储放到储放盒内，通过X轴、Y轴以及Z轴三个移动机构对两个喷嘴进行驱动，利用与砂石连通的喷嘴对打印台喷射处符合珊瑚礁图案的砂石图形；

b）计算机系统根据三维模型的颜色将彩色的胶水进行混合，与胶水连通的喷嘴根据珊瑚礁所需打印的颜色通过融合筒对三种颜色胶水进行混合，打开a1、a2、a3三个对应颜色的连接口上控制阀，利用驱动电机带动搅拌杆加强对胶水的混合，并选择性的喷在砂石粉末平面上，砂石粉末遇胶水后会粘结为实体；

c）一层粘结完成后，利用Z轴移动机构使得两个喷嘴上升，然后再开始新一层的粘结，如此的反复层层打印，直至整个模型粘结完毕；

d）打印完成后，开启排风扇将平台上散落的砂石粉末以及模型上的散乱的砂石粉末吹落至粉末回收箱内，回收未粘结的粉末，吹净模型表面的粉末；

e）再次将模型用透明胶水浸泡。