[发明专利]一种金属及非金属复合材料的3D打印机及其打印方法

权利要求书

1.一种金属及非金属复合材料的3D打印机，其特征在于，包括框架、打印平台、第一料筒、第一料管、送料辊、第二料管、加热部件、喷头部件及控制部件；

所述喷头部件和所述打印平台均设置在所述框架上，且所述喷头部件位于所述打印平台上方；

所述打印平台沿靠近或远离所述喷头部件的方向运动；

所述喷头部件在垂直于所述打印平台运动方向的平面上运动，用于向所述打印平台喷涂金属材料或非金属材料以进行3D打印；

所述第一料筒用于存储金属材料，所述第一料筒通过所述第一料管与所述喷头部件连通；

所述送料辊用于输送所述非金属材料，所述送料辊与所述喷头部件通过所述第二料管连通；

所述加热部件包括金属加热件及非金属加热件，所述金属加热件用于对所述第一料筒及所述第一料管内的金属材料进行加热，以熔化所述金属材料，所述非金属加热件用于对所述喷头部件内的非金属材料进行加热；

所述控制部件用于控制所述打印平台及所述喷头部件运动，并控制所述金属加热件及所述非金属加热件工作；

所述喷头部件包含非金属材料流道及金属材料流道，所述金属材料流道位于所述非金属材料流道内部；所述金属材料流道的出口端伸出所述非金属材料流道的出口端；所述非金属加热件为加热块，所述加热块包裹在所述非金属材料流道外部。

2.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述加热块为两个，且两个所述加热块分别靠近所述非金属材料流道的入口端与出口端。

3.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述金属加热件包括加热套筒及料管加热线；

所述加热套筒包裹在所述第一料筒外部，用于对所述第一料筒内的金属材料进行加热；

所述料管加热线缠绕在所述第一料管外部，用于对所述第一料管内的金属材料进行加热。

4.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述控制部件包括金属进料驱动部件及非金属进料驱动部件；

所述金属进料驱动部件包括第一步进电机及双轴滚珠丝杆滑台，所述第一步进电机用于带动所述双轴滚珠丝杆的活塞端运动，以向所述第一料筒内的金属材料施加压力；

所述非金属进料驱动部件为第二步进电机，所述第二步进电机的输出轴与所述送料辊的内孔连接，用于带动所述送料辊转动，以使非金属材料通过所述第二料管挤出到所述喷头部件。

5.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述金属材料包括熔点在300摄氏度以下的金属或合金，所述非金属材料为有机高分子材料或无机高分子材料。

6.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述非金属材料包括PLA、PET、TPU、ABS、尼龙、橡胶的一种或多种。

7.一种应用于权利要求1-6中任一项所述的金属及非金属复合材料的3D打印机的打印方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、控制所述加热部件工作，对存储金属材料的第一料筒、第一料管及喷头部件进行加热；

S2、控制第一步进电机工作，以带动双轴滚珠丝杆的活塞端运动，使得金属材料从金属材料流道挤出；

S3、控制第二步进电机工作，以控制非金属材料从非金属材料流道挤出；

S4、控制打印平台沿朝向或远离喷头部件的方向运动，控制所述喷头部件在垂直于所述打印平台运动方向的平面上运动，使非金属材料包裹金属材料在所述打印平台上打印三维实体；

S5、控制所述第一步进电机及所述第二步进电机停止工作，从而停止金属材料及非金属材料的挤出，且非金属材料的停止挤出落后于金属材料的停止挤出。

8.根据权利要求7所述的金属及非金属复合材料的打印方法，所述方法还包括：所述3D打印机使用前，进行G代码编写，并将所述G代码下载入所述控制部件内，所述G代码用于控制所述喷头部件的打印路径，所述打印路径连贯，中间无断开。