一種制造厚絨布的3d打印裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種3D打印制造技術的領域，更具體地說，涉及一種利用3D打印技術制造厚絨布的裝置。
【背景技術】
[0002]目前FDM型的3D打印機因擠出機結構的問題，只能使用少數幾種材料，也只能打印模型級別的產品，且一個噴頭為一個噴嘴孔，打印時一條條粘合在一起，一層層依次逐步堆積制造，無法實現多條線同時打印，無法方便的實現每條線的交叉疊加，無法方便的實現縱橫交錯的編織，更無法實現絨毛層效果，因此也無法3D打印制作厚絨布面料。
【發明內容】
[0003]發明要解決的技術問題
[0004]本發明使用布面料的原始材料、添加劑、顏料在打印頭的熱熔腔體熱熔后，由擠壓栗方式的擠壓機輸出熱熔材料，通過長距離排列多孔打印頭上的長距離排列多孔噴頭擠出熔絲先打印第一層，再替換平板打印頭上的點陣多孔方形平板噴頭打印完第二層的絨毛層，實現3D打印制造厚絨布。
[0005]技術方案
[0006]為達到上述目的，本發明提供以下技術方案。
[0007]—種制造厚絨布的3D打印裝置，包括:長距離排列多孔打印頭、平板打印頭。3D打印機由X軸、Y軸、Z軸三維定位實現立體打印，在X軸上設置二個Z軸升降臺，一個Z軸升降臺上配置長距離排列多孔打印頭，另一個Z軸升降臺配置平板打印頭。3D打印機框架上固定二個彈性軟管的一頭，長距離排列多孔打印頭的熱熔腔體和平板打印頭的熱熔腔體分別固定一個彈性軟管的另一頭。
[0008]所述的長距離排列多孔打印頭，包括:熱熔腔體、擠壓栗、旋轉電機、長距離排列多孔噴頭，其中，擠壓栗和熱熔腔體合為一體，在其下端設置母噴嘴，長距離排列多孔噴頭作為子噴嘴套接在母噴嘴上。長距離排列多孔噴頭為3D打印編織型布面料時使用的噴頭，上面設置一排微型孔，每個微型孔相隔一定的距離L，L大于2倍微型孔孔徑的長度。
[0009]所述的平板打印頭，包括:擠壓栗、熱熔腔體、點陣多孔方形平板噴頭。其中，擠壓栗和熱熔腔體合為一體，在其下端設置母噴嘴，點陣多孔方形平板噴頭作為子噴嘴套接在母噴嘴上。點陣多孔方形平板噴頭上陣列型布局若干微型孔，微型孔布滿點陣多孔方形平板噴頭，點陣多孔方形平板噴頭橫截面為方形，頂頭截面為平板狀，各個微型孔之間相隔相等的距離，微型孔一直排列到點陣多孔方形平板噴頭的邊沿的位置，離邊沿的距離小于二分之一微型孔間距的長度。
[0010]以制造厚絨布的過程為例來描述以下具體方案。
[0011]制造布面料的原始材料、添加劑、顏料送入彈性軟管，該彈性軟管上端固定在3D打印機架構上，下端固定在熱熔腔體上，利用長距離排列多孔打印頭來回的移動，牽引軟管同時抖動，使粒子顆粒自動向下滑動而實現連續補充，輸送到熱熔腔體直接熱熔后，由擠壓方式的擠壓栗輸出熱熔材料，通過長距離排列多孔噴頭擠出熔絲，3D打印機控制系統牽引噴頭在X軸Y軸方向精確坐標的移動，因噴頭上為一排的微型孔，且每個微型孔相隔一定的距離，所以打印出的為一排稀疏的平行線，平行線的間距為L，往復多次，多排平行線相拼起來即形成一個平行線組成的一個層線，且每個線的間隔相等，從而完成第一次層線打印，即形成一編線層。
[0012]然后通過Z軸抬升長距離排列多孔打印頭，同時長距離排列多孔打印頭正方向旋轉一定的角度，比如90°，以相同的方式開始打印第二次層線，形成二編線層，第二次同時為一層稀疏的平行線，第二次層線在交叉遇到第一次層線的線時，因擠出材料的熱熔特性，形成一個個融合為一體的牢固的結點，除了微凸的結點外，在中間的間隔處，第二次的層線因自身熱熔特性而下垂到第一次層線相同的高度，從而使第二次的層線和在結構上依然合并在第一個層面里。
[0013]接著長距離排列多孔打印頭反方向旋轉相同的角度，在第一次層線起點的坐標位置，沿第一次層線垂直方向上向內平移一個孔徑以上的固定距離LI，緊挨著第一次的層線邊上開始打印第三次層線，形成三編線層，該平移的固定距離即為布面料的線間隔LI，第三次的層線和第一次的層線平行，第三次的層線和第二次的層線交叉，形成和上次微凸結點在相同高度的結點，同時在中間的間隔處，第三次的層線因自身熱熔特性而下垂到第一個面層相同的高度，從而使第三次的層線和在結構上依然合并在第一個層面里。
[0014]然后長距離排列多孔打印頭再正方向旋轉相同的角度，在第二次層線縱向起點的坐標位置，沿第二次層線垂直方向上向內平移一個孔徑以上的固定距離LI，緊挨著第二次的層線邊上打印第四次層線，且第四次的層線和第一，第三次的層線交叉，同樣結果合并在第一個層面里，形成四編線層。
[0015]依次類推打印每次層線時長距離排列多孔打印頭正反旋轉相同的角度，每個奇數層線平行，每打印一個奇數層線，長距離排列多孔打印頭都沿該層線垂直方向繼續再平移線間隔LI，且每個奇數層線打印時的橫向起點連成一直線；每個偶數層線平行，每打印一個偶數層線，長距離排列多孔打印頭都沿該層線垂直方向方向繼續再平移線間隔LI，且每個偶數層線打印時的縱向起點連成一直線。以此方式，直至縱向和橫向的平行線間的間隔被打印填滿，即整層排滿熔絲線，從而完成了單層編織型布面料3D打印制造。
[0016]以相同的方式，重復多次疊加打印單層布面料時，可選擇完成3D打印制造厚交叉編織型布面料。
[0017]控制系統抬升長距離排列多孔打印頭，同時下降平板打印頭，并替換啟用平板打印頭，開始制造第二層的絨毛層。
[0018]制造布面料的原始材料、添加劑、顏料送入彈性軟管，該彈性軟管上頭固定在3D打印機架構上，下端固定在熱熔腔體上，利用平板打印頭來回的移動，牽引軟管同時抖動，使粒子顆粒自動向下滑動而實現連續補充，輸送到熱熔腔體直接熱熔后，由擠壓栗的擠壓輸出熱熔材料，通過點陣多孔方形平板噴頭擠出微滴熔絲。點陣多孔方形平板噴頭布滿微型孔，擠噴出的點陣型多點的熱熔材料在接觸交叉編織型布面料后，迅速抬升，從而產生超細拉絲現象，定量的微滴材料拉絲一定長度后斷掉，形成一個方型面積的絨毛。
[0019]而后3D打印機控制系統牽引平板打印頭在X軸Y軸方向坐標精確移動，為防止點陣多孔方形平板噴頭會壓到之前成型的絨毛，點陣多孔方形平板噴頭沿上一個方形絨毛塊的二個邊的延長方向平行移動一個大于該邊長的距離:D長度+H長度，其中，H長度為該移動方向邊長的長度，D長度為額外移出的長度。然后下降平板打印頭到布面料層的位置，再沿剛才X軸Y軸坐標移動方向的反方向回移動D長度距離，使噴頭的方形的一個邊緊挨著上一個已成型的方形絨毛塊，并間隔相當于微型孔間距的長度，最后點陣多孔方形平板噴頭進行第二次噴料拉絲，以此類推一個絨毛方塊接著一個毛方塊排列，直至打印完第二層，即形成一個絨毛層。
[0020]當需要多層結構時，重復交替打印多層后，即可完成指定厚度的厚絨布的制造，當最后一層打印的為布面料，則可以制作棉被等產品。
[0021]有益效果
[0022]采用本發明提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下顯著效果:
[0023]本發明利用3D打印技術使直接生產厚絨布、棉被、絨毛毯等成為可能，大大降低了成本，提高了效率，省去了傳統工藝的很多流程。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發明的一種制造厚絨布的3D打印裝置的剖視圖。
[0025]圖2是本發明的長距離排列多孔噴頭的分解圖。
[0026]圖3是本發明的實施中的擠出熔絲的一編線層。
[0027]圖4是本發明的實施中的擠出熔絲的二編線層。
[0028]圖5是本發明的實施中的擠出熔絲的三編線層。
[0029]圖6是本發明的實施中的擠出熔絲的四編線層。
[0030]圖7是本發明的實施完的單層交叉編織型布面料。
[0031]圖8是本發明的長距離排列多孔打印頭剖視圖。
[0032]圖9是本發明的平板打印頭剖視圖。
[0033]圖10是本發明的點陣多孔方形平板噴頭的分解圖。
[0034]圖11是本發明的制造絨毛塊第一步的圖。
[0035]圖12是本發明的成型的厚絨布。
[0036]1-A熱熔腔體，2-A擠壓栗，3-長距離排列多孔噴頭，4_A擠壓電機，5_X軸Y軸架構，6-A發熱管，7-A溫度傳感器，9-A邊沿，1-A微型孔，11-平行線熔絲，12-L距離，13-起點，14-L間距，15-(A) Z軸升降臺，16-A彈性軟管，17-(A) Z軸電機，18-A絲桿，19-A固定架，20-旋轉電機，21-結點，22-L1線間隔，23-交叉編織結構，24-點陣多孔方形平板噴頭，25-絨毛塊，26-B微型孔，27-B邊沿，28-B熱熔腔體，29-B擠壓栗，30-B溫度傳感器，31-B發熱管，32-B彈性軟管，33-B擠壓電機，34- (B) Z軸升降臺，35- (B) Z軸電機，36-B絲桿，37-B固定架，38- H長度，39- D長度，40-長距離排列多孔打印頭，41-平板打印頭，42-母噴嘴，43-母噴嘴，126-縱向起點。
【具體實施方式】
[0037]為進一步了解本發明的內容，結合附圖對本發明作詳細描述。
[0038]—種制造厚絨布的3D打印裝置，包括:長距離排列多孔打印頭40或圖8、平板打印頭41或圖9。
[0039]長距離排列多孔打印頭40或圖8由A擠壓栗2、A熱熔腔體1、長距離排列多孔噴頭3、旋轉電機20共同組成。A熱熔腔體I邊設置A發熱管6和A溫度傳感器7，A擠壓栗2與A熱熔腔體I于合為一體，上部設置A擠壓電