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CN111546629A - 3d打印设备及3d打印方法 - Google Patents

3d打印设备及3d打印方法 Download PDF

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CN111546629A
CN111546629A CN201910111810.7A CN201910111810A CN111546629A CN 111546629 A CN111546629 A CN 111546629A CN 201910111810 A CN201910111810 A CN 201910111810A CN 111546629 A CN111546629 A CN 111546629A
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CN
China
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printing
powder
platform
forming module
conveying line
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CN201910111810.7A
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周志军
刘轶
彭凡
王彦涛
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Kocel Intelligent Machinery Ltd
Original Assignee
Kocel Intelligent Foundry Industry Innovation Center Co Ltd
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Publication date
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Priority to PCT/CN2020/074574 priority patent/WO2020164447A1/zh
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Abstract

本发明提供一种3D打印设备及3D打印方法，涉及3D打印技术领域，为解决现有3D打印设备打印效率低的问题而设计。该3D打印设备包括机架、驱动机构、设置于机架的成型模块、环绕成型模块设置的输送线和设置于输送线上的多个构建平台，其中，成型模块位于构建平台的上方，构建平台包括用于盛载打印产品的载板，驱动机构包括竖直驱动组件，竖直驱动组件可驱动成型模块和载板中的至少一者升降运动；成型模块包括至少一个打印装置和/或至少一个铺粉装置，沿输送线的输送方向，打印装置位于铺粉装置的前方。该3D打印方法利用上述3D打印设备进行3D打印。本发明提供的3D打印设备及3D打印方法实现了打印和铺粉两个动作的同时进行，大大提高了打印效率。

Description

3D打印设备及3D打印方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印设备及3D打印方法。
背景技术
3D打印(3D Printing)是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
相关技术提供的3D打印设备中，其打印过程为：先在平台上均匀地铺设一层粉末；然后，打印装置的打印头在特定区域内喷射一种液料，使得喷射部位的粉末粘结在一起；随后，平台下降一定的层厚距离，并重复上述步骤，直至完成所有层的铺粉打印工作。这种3D打印设备虽然实现了基本的模型打印功能，但是，由于其铺粉和打印是分步骤依次进行的，各步骤之间存在较长的等待时间，从而使得单层铺粉打印周期较长，大大降低了设备的打印效率。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种3D打印设备，以解决现有3D打印设备打印效率低的技术问题。
本发明提供的3D打印设备，包括机架、驱动机构、设置于所述机架的成型模块、环绕所述成型模块设置的输送线和设置于所述输送线上的多个构建平台，其中，所述成型模块位于所述构建平台的上方，所述构建平台包括用于盛载打印产品的载板，所述驱动机构包括竖直驱动组件，所述竖直驱动组件可驱动所述成型模块和所述载板中的至少一者升降运动。
所述成型模块包括至少一个打印装置和/或至少一个铺粉装置，沿所述输送线的输送方向，所述打印装置位于所述铺粉装置的前方。
所述成型模块的数量至少为一个。
所述输送线的运行方向为顺时针方向或逆时针方向。
进一步地，所述构建平台为平板式平台；
或者，所述构建平台为具有上部敞口的盒式平台。
进一步地，所述竖直驱动组件连接在所述成型模块与所述机架之间，所述竖直驱动组件用于驱动所述成型模块升降运动。
进一步地，所述驱动机构还包括连接在所述成型模块与所述机架之间的水平驱动组件；
其中，所述成型模块通过所述水平驱动组件连接于所述竖直驱动组件，所述竖直驱动组件连接于所述机架；
或者，所述成型模块通过所述竖直驱动组件连接于所述水平驱动组件，所述水平驱动组件连接于所述机架。
进一步地，所述成型模块中的各所述铺粉装置与各所述打印装置交替设置；
或者，所述成型模块中的所述铺粉装置的数量是所述打印装置数量的2-6倍，沿所述输送线的输送方向，所述打印装置位于所有所述铺粉装置的前方。
进一步地，所述输送线采用高速移动方式运行，或者，所述输送线采用低速移动方式运行，或者，所述输送线采用高速与低速相结合的方式运行，或者，所述输送线采用间歇移动方式运行；
其中，所述高速移动方式的移动速度为600mm/s以上，所述低速移动方式的移动速度为350mm/s以下。
进一步地，还包括定位装置，所述定位装置邻近所述成型模块设置，用于对成型过程中的构建平台进行限位。
进一步地，还包括用于将待打印的所述构建平台输送至所述输送线的进料通道和用于将完成打印的所述构建平台输送出的出料通道，所述进料通道和所述出料通道均与所述输送线相连，其中，所述进料通道和所述出料通道均至少设置有一条。
进一步地，还包括用于提供打印粉料的供料装置和用于提供打印液料的液料装置，所述供料装置和/或所述液料装置均设置于机架，或者，所述供料装置和/或所述液料装置独立于所述机架设置。
进一步地，还包括用于对打印装置进行清洗的清洗装置。
进一步地，所述成型模块的数量为多个，多个所述成型模块沿所述输送线的输送方向间隔设定距离布置，当所述输送线到达某一位置时，每个所述成型模块均与一个所述构建平台相对。
本发明3D打印设备带来的有益效果是：
通过设置机架、驱动机构、成型模块、输送线和多个构建平台，其中，成型模块位于构建平台的上方，构建平台包括用于承载打印产品的载板，驱动机构包括竖直驱动组件，该竖直驱动组件可驱动成型模块和载板中的至少一者升降运动；输送线环绕成型模块设置，多个构建平台设置于输送线，随输送线向前进给。成型模块包括铺粉装置和打印装置，并且，沿输送线的输送方向，打印装置位于铺粉装置的前方。成型模块的数量至少为一个，输送线的运行方向可以是顺时针方向，也可以是逆时针方向。
该3D打印设备的基本工作过程为：当需要在各构建平台上进行打印时，首先，使输送线运行，以带动各构建平台不断向前进给，当构建平台运行至成型模块的铺粉装置处时，由铺粉装置对该构建平台进行第一层粉料的铺设；随着输送线的不断运行，铺设有第一层粉料的构建平台运行至打印装置处时，打印装置工作，对该构建平台进行打印，至此，完成对构建平台上第一层粉料的3D打印操作。打印完成后的构建平台继续向前输送，当上述打印完成的构建平台继续被输送至铺粉装置处时，在竖直驱动组件的驱动下，成型模块向上进给一个层厚距离或者载板下降一个层厚距离，然后，由铺粉装置对该构建平台进行第二层粉料的铺设，与此同时，打印装置继续对铺设有第二层粉料的构建平台进行打印。重复上述工作流程，直至完成所有层的打印。
该3D打印设备实现了打印和铺粉两个动作的同时进行，使得在构建平台向前输送的过程中，打印操作和铺粉操作能够在构建平台的不同位置处同时进行，很好地改善了现有技术中存在的因各步骤之间相互等待而导致的打印周期延长的情形，从而大大提高了3D打印设备的打印效率。
本发明的第二个目的在于提供一种3D打印方法，以解决现有3D打印设备打印效率低的技术问题。
本发明提供的3D打印方法，利用上述3D打印设备进行3D打印，包括如下步骤：
S1：输送线低速匀速运行；
S2：铺粉装置根据即将输送至成型模块处的构建平台所处的层数或高度参数升降至对应高度，在输送至成型模块处的构建平台的载板上进行铺粉；
S3：同时，打印装置根据即将输送至成型模块处的构建平台所处的层数或高度参数升降至对应高度，对经输送线输送至成型模块处的已完成铺粉的构建平台进行打印；
S4：输送线连续循环，且重复步骤S1-S3，铺粉装置和打印装置升降至对应高度，对下一个输送至成型模块处的构建平台进行铺粉和打印；
S5：连续循环并铺粉和打印，直至某一构建平台完成全部预定的打印产品，并从出料通道输送出所述3D打印设备，同时从进料通道输入一个待打印的构建平台；
S6：继续循环铺粉和打印，以实现连续不间断的铺粉和打印。
进一步地，在完成步骤S3之后，增加步骤S7：使输送线沿与步骤S1中相反的方向运行，通过同一成型模块对同一构建平台进行多次铺粉和打印。
该3D打印方法利用上述3D打印设备进行3D打印，这种3D打印方法实现了打印和铺粉两个动作的同时进行，有效地提高了打印效率。
本发明的第三个目的在于提供一种3D打印方法，以解决现有3D打印设备打印效率低的技术问题。
本发明提供的3D打印方法，利用上述3D打印设备进行3D打印，包括如下步骤：
S10：输送线高速移动至接近定位位置，变为低速移动，当输送线低速移动至与定位装置相接合时，到达预定打印位置；
S20：铺粉装置根据即将输送至成型模块处的构建平台所处的层数或高度参数升降至对应高度，再水平移动以对输送至成型模块处的构建平台进行铺粉；
S30：同时，打印装置根据即将输送至成型模块处的构建平台所处的层数或高度参数升降至对应高度，再水平移动以对经输送线输送至成型模块处的已完成铺粉的构建平台进行打印；
S40：输送线连续循环，且重复步骤S10-S30，铺粉装置和打印装置升降至对应高度，对下一个输送至成型模块处的构建平台进行铺粉和打印；
S50：连续循环并铺粉和打印，直至某一构建平台完成全部预定的打印产品，并从出料通道输送出所述3D打印设备，同时从进料通道输入一个待打印的构建平台。
S60：继续循环铺粉和打印，以实现连续不间断的铺粉和打印。
进一步地，在实施步骤S40之前，可以多次重复步骤S20和步骤S30，对一个构建平台连续铺粉和打印多层，然后再实施步骤S40-步骤S60。
该3D打印方法利用上述3D打印设备进行3D打印，这种3D打印方法实现了打印和铺粉两个动作的同时进行，有效地提高了打印效率。
本发明的第四个目的在于提供一种3D打印方法，以解决现有3D打印设备打印效率低的技术问题。
本发明提供的3D打印方法，利用上述3D打印设备进行3D打印，包括如下步骤：
S100：输送线低速匀速循环运行；
S200：构建平台的载板在完全通过一个成型模块后，在到达下一个成型模块前降低一个层高，铺粉装置对输送至成型模块处的构建平台进行铺粉；
S300：同时，打印装置对经输送线输送至成型模块处的已完成铺粉的构建平台进行打印；
S400：连续循环，重复步骤S100-S300，构建平台的载板降低一个层高，对下一个输送至成型模块处的构建平台进行铺粉和打印；
S500：连续循环并铺粉和打印，直至某一构建平台完成全部预定的打印产品，并从出料通道输送出所述3D打印设备，同时从进料通道输入一个待打印的构建平台；
S600：继续循环铺粉和打印，以实现连续不间断的铺粉和打印。
进一步地，在完成步骤S300之后，增加步骤S700：使输送线沿与步骤S100中相反的方向运行，通过同一成型模块对同一构建平台进行多次铺粉和打印。
进一步地，当重复步骤S400至构建平台下降至最低位置后，增加步骤S800继续打印，步骤S800为：
铺粉装置根据即将输送至成型模块处的构建平台所处的层数和高度参数升降至对应高度，再水平移动对输送至成型模块处的构建平台进行铺粉；同时，打印装置根据即将输送至成型模块处的构建平台所处的层数或高度参数升降至对应高度，再水平移动对经输送线输送至成型模块处的已完成铺粉的构建平台进行打印；
继续重复步骤S100和S700；
实施步骤S500和S600。
进一步地，多次重复步骤S700和步骤S800，对一个构建平台连续铺粉和打印多层，然后再继续重复步骤S100和步骤S800，然后再实施步骤S500和步骤S600。
该3D打印方法利用上述3D打印设备进行3D打印，这种3D打印方法实现了打印和铺粉两个动作的同时进行，有效地提高了打印效率。
本发明的第五个目的在于提供一种3D打印方法，以解决现有3D打印设备打印效率低的技术问题。
本发明提供的3D打印方法，利用上述3D打印设备进行3D打印，包括如下步骤：
S1000：输送线高速移动至接近定位位置，变为低速移动，当输送线低速移动至与定位装置相接合时，到达预定打印位置；
S2000：构建平台的载板在完全通过一个成型模块后，在到达下一个成型模块前降低一个层高，铺粉装置水平移动对输送至成型模块处的构建平台进行铺粉；
S3000：同时，打印装置水平移动对经输送线输送至成型模块处的已完成铺粉的构建平台进行打印；
S4000：启动循环，重复步骤S1000-S3000，对下一个输送至成型模块处的构建平台进行铺粉和打印；
S5000：连续循环并铺粉和打印，直至某一构建平台完成全部预定的打印产品，并从出料通道输送出所述3D打印设备，同时从进料通道输入一个待打印的构建平台；
S6000：继续循环铺粉和打印，以实现连续不间断的铺粉和打印。
进一步地，在实施步骤S4000之前，多次重复步骤S2000和步骤S3000，对一个构建平台连续铺粉和打印多层，然后再实施步骤S4000-步骤S6000。
进一步地，当重复步骤S4000至构建平台下降到最低位置后，增加步骤S7000继续打印，步骤S7000为：
铺粉装置根据即将输送至成型模块处的构建平台所处的层数或高度参数升降至对应高度，再水平移动对输送至成型模块处的构建平台进行铺粉；同时，打印装置根据即将输送至成型模块处的构建平台所处的层数或高度参数升降至对应高度，再水平移动对经输送线输送至成型模块处的已完成铺粉的构建平台进行打印；
继续重复步骤S1000和步骤S7000；
实施步骤S5000和步骤S6000。
进一步地，多次重复步骤S7000，对一个构建平台连续铺粉和打印多层，然后再继续重复步骤S1000和S7000，然后再实施步骤S5000和步骤S6000。
进一步地，根据运行指令，在铺粉或打印的间隔，清洗装置对铺粉装置和打印装置进行清洁。
本发明3D打印方法带来的有益效果是：
该3D打印方法利用上述3D打印设备进行3D打印，这种3D打印方法实现了打印和铺粉两个动作的同时进行，有效地提高了打印效率。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的3D打印设备的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的3D打印设备中的机架的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的3D打印设备中的供料装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的3D打印设备中的液料装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的3D打印设备中的成型模块安装于驱动机构的结构示意图，其中，驱动机构包括竖直驱动组件和水平驱动组件；
图6为本发明实施例提供的3D打印设备中的成型模块安装于另一种驱动机构的结构示意图，其中，驱动机构包括竖直驱动组件；
图7为本发明实施例提供的3D打印设备中的成型模块安装于再一种驱动机构的结构示意图，其中，驱动机构包括水平驱动组件；
图8为本发明实施例提供的3D打印设备中的成型模块的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的3D打印设备中的另一种成型模块的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的3D打印设备中的再一种成型模块的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的3D打印设备中的又一种成型模块的结构示意图；
图12为本发明实施例二提供的3D打印设备的结构示意图；
图13为本发明实施例三提供的3D打印设备的结构示意图；
图14为本发明实施例四提供的3D打印设备的结构示意图；
图15为本发明实施例五提供的3D打印设备的结构示意图；
图16为本发明实施例六提供的3D打印设备的结构示意图。
附图标记：
100-机架；200-打印装置；300-铺粉装置；400-构建平台；600-输送线；700-供料装置；800-驱动机构；900-液料装置；010-清洗装置；
110-工作平台；120-立柱；
410-定位装置；420-载板；
610-进料通道；620-出料通道；
710-粉料输送机构；720-储料斗；730-混料机构；740-振动落料机构；
810-竖直驱动组件；820-水平驱动组件；
910-液料箱；920-液料泵；930-过滤单元。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“水平”、“竖直”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
如图1所示，本实施例提供了一种3D打印设备，包括机架100、驱动机构800、设置于机架100的成型模块、环绕成型模块设置的输送线600和设置于输送线600上的多个构建平台400，其中，成型模块位于构建平台400的上方，驱动机构800包括用于驱动成型模块升降的竖直驱动组件810，且成型模块通过竖直驱动组件810安装于机架100。具体地，成型模块包括铺粉装置300和打印装置200，沿输送线600的输送方向，打印装置200位于铺粉装置300的前方。
该3D打印设备的基本工作过程为：当需要在各构建平台400上进行打印时，首先，使输送线600运行，以带动各构建平台400不断向前进给，当构建平台400运行至成型模块的铺粉装置300处时，由铺粉装置300对该构建平台400进行第一层粉料的铺设；随着输送线600的不断运行，铺设有第一层粉料的构建平台400运行至打印装置200处时，打印装置200工作，对该构建平台400进行打印，至此，完成对构建平台400上第一层粉料的3D打印操作。打印完成后的构建平台400继续向前输送，当上述打印完成的构建平台400继续被输送至铺粉装置300处时，在竖直驱动组件810的驱动下，成型模块向上进给一个层厚距离或者载板下降一个层厚距离，然后，由铺粉装置300对该构建平台400进行第二层粉料的铺设，与此同时，打印装置200继续对铺设有第二层粉料的构建平台400进行打印。重复上述工作流程，直至完成所有层的打印。
该3D打印设备实现了打印和铺粉两个动作的同时进行，使得在构建平台400向前输送的过程中，打印操作和铺粉操作能够在构建平台400的不同位置处同时进行，很好地改善了现有技术中存在的因各步骤之间相互等待而导致的打印周期延长的情形，从而大大提高了3D打印设备的打印效率。
请继续参照图1，并结合图2，本实施例中，机架100包括多根立柱120和由多根立柱120支撑的工作平台110，其中，成型模块通过竖直驱动组件810安装于其中的一根立柱120。
优选地，机架100通过钢材焊接或组装而成。
本实施例中，如图1、图5和图6所示，竖直驱动组件810对成型模块的驱动可以通过电机带动的齿轮齿条、同步带机构或丝杠等方式实现。
需要说明的是，本实施例中，各构建平台400的宽度可以与成型模块的有效成型长度相等。这样的设置，保证了各构建平台400上的可靠成型。并且，各构建平台400的长度可以相等。这样的设置，在一定程度上避免了构建平台400在输送线600上转弯不畅的情形，保证了输送线600带动构建平台400向前进给的可靠性。
还需要说明的是，本实施例中，输送线600上可以设置挡边或导向轨道。这样的设置，保证了构建平台400沿垂直于输送线600输送方向的准确定位，降低了因构建平台400打滑而导致的二者相对移动的情形，从而提高了打印精度。
本实施例中，构建平台400可以通过锁扣结构连接于输送线600，也可在构建平台400与输送线600相接触的部位设置防滑材料。这样的设置，进一步阻止了构建平台400相对输送线600的打滑，从而保证了输送精度。
具体地，本实施例中，构建平台400可以采用金属、非金属或复合材料制成。这样的设置，保证了构建平台400的结构强度，在一定程度上避免了因构建平台400变形而导致的打印精度降低。其中，构建平台400可以为长方体结构。
需要说明的是，本实施例中，输送线600不仅指常规意义的例如链条输送线、皮带输送线、辊道式输送线等可托运构建平台400的输送线，还指由构建平台400在有形的连接装置或无形的驱动控制下形成的输送线。
请继续参照图1，并结合图6和图8，本实施例中，铺粉装置300与打印装置200可以并排放置。
请继续参照图1，并结合图9，本实施例中，成型模块可以包括两个铺粉装置300，具体地，沿输送线600的输送方向，打印装置200位于两个铺粉装置300之间。
这样的设置，使得该3D打印设备能够双向打印，当输送线600沿着与图1中运行方向相反的方向运行时，此时，一个铺粉装置300不工作，而另一个铺粉装置310工作，实现对构建平台400上3D模型的打印。
需要说明的是，本实施例中，用于实现双向打印的成型模块可以是图9中示出的包括两个铺粉装置的设置形式，但不仅仅局限于此，还可以采用其他设置形式，具体如图10所示。这种成型模块包括两个打印装置200和一个铺粉装置300，具体地，沿输送线600的输送方向，铺粉装置300位于两个打印装置200之间。
当输送线600沿着与图1中运行方向相反的方向运行时，此时，一个打印装置200不工作，而另一个打印装置210工作，实现对构建平台400上3D模型的打印。
此外，需要说明的是，本实施例中，铺粉装置300和打印装置200还可以采用其他数量布局形式，具体请参照图11，此时，成型模块包括三个铺粉装置300和三个打印装置200，各铺粉装置300与各打印装置200交替设置。
需要说明的是，本实施例中，成型模块可以是图7至图10中同时包括打印装置200和铺粉装置300的形式，也可以是图11中仅包括打印装置200或铺粉装置300的形式，在图11示出的情形下，成型模块的数量为六个，其中，三个成型模块仅包括打印装置200，三个成型模块仅包括铺粉装置300，仅包括打印装置200的成型模块与仅包括铺粉装置300的成型模块交替设置。
请继续参照图1，本实施例中，该3D打印设备还可以包括用于提供打印粉料的供料装置700，其中，供料装置700设置于机架100。
该3D打印设备工作过程中，当铺粉装置300中的粉料不足时，供料装置700开启，将混合好的粉料输送至铺粉装置300中，以保证后续铺粉过程的顺利进行。这样的设置，实现了粉料的自动补充，省去了需要人工上料的繁琐步骤，降低了工人的劳动强度。
具体地，如图3所示，供料装置700包括混料机构730、设置在混料机构730上的储料斗720、用于将粉料吸入至储料斗720中的粉料输送机构710和设置于储料斗720上的振动落料机构740，其中，储料斗720的数量可以为多个，多个储料斗720均与混料机构730连通，粉料输送机构710与储料斗720一一对应地设置。在对铺粉装置300进行供料前，开启粉料输送机构710，将粉料吸入至储料斗720中，在振动落料机构740的振动下，储料斗720中的粉料均匀地落入混料机构730中进行混合，并进一步通过混料机构730落入铺粉装置300中。
具体地，被混合的材料可以是固体与液体、固体与固体、液体与液体，可以是同种材料不同粒度的混合，如不同目数的砂子、石膏、金属粉末、尼龙等，也可以是上述不同材料的混合。
如图15所示，供料装置700还可独立于机架100设置，如：将供料装置700设置于地面。
请继续参照图1，本实施例中，该3D打印设备还可以包括用于提供打印液料的液料装置900，其中，液料装置900也设置于机架100。这样的设置，能够为整机提供打印所需的固化剂、粘接剂和清洗剂等液料。
具体地，如图4所示，液料装置900包括多个液料箱910、用于分别泵送各液料箱910中液料的多个液料泵920以及用于对液料进行过滤的过滤单元930。
请继续参照图15，类似地，液料装置900也可独立于机架100设置，如：将液料装置900设置于地面。
可以理解地是，可以是图1中将供料装置700和液料装置900同时设置于机架100以及图15中将供料装置700和液料装置900同时独立于机架100而设置于地面的布置形式，还可以采用将供料装置700设置于机架100而将液料装置900独立于机架100设置，或者，将供料装置独立于机架100设置而将液料装置900设置于机架100的这两种布置方式。
如图16所示，本实施例中，该3D打印设备还可以包括清洗装置010，其中，清洗装置010设置于机架100。经过一段时间的打印后，打印装置200或铺粉装置300将移动至清洗装置010处，由清洗装置010对其进行清洗等维护操作。这样的设置，保证了打印装置200和铺粉装置300的工作可靠性，在一定程度上避免了因打印头堵塞而导致的停机情形。
需要说明的是，本实施例中，清洗装置010可以是上述设置于机架100的形式，但不仅仅局限于此，还可以采用其他设置形式，如：将清洗装置010设置于其中某一构建平台400，或者，将清洗装置010设置在相邻两构建平台400之间，或者，将清洗装置010独立于机架100设置。
请继续参照图1，本实施例中，该3D打印设备还可以包括用于将待打印的构建平台400输送至输送线600的进料通道610和用于将完成打印的构建平台400输送出的出料通道620，其中，进料通道610和出料通道620均与输送线600相连。
该3D打印设备工作之前，可以将待进行打印的构建平台400放置于进料通道610，利用进料通道610将其逐一地输送至输送线600上，而打印完成的载有打印模型实物的构建平台400则可以通过出料通道620被送出。并且，在打印过程中，出现故障的构建平台400也可以通过出料通道620被送出，以进行集中处理。
需要说明的是，本实施例中，输送线600可以是图中示出的仅包括一个进料通道610和一个出料通道620的形式，但不仅仅局限于此，还可以采用其他设置形式，如：将进料通道610和出料通道620均设置为多条，以实现多个方位下构建平台的输入和输出。
本实施例提供的3D打印设备，其具体工作过程为：如图1所示，多个构建平台400由进料通道610依次等间距地进入输送线600(或依次进入输送线600后等间距定位)，当打印作业开始时，输送线600带动多个构建平台400匀速移动；当某个构建平台400到达与成型模块相对应的位置处时，由铺粉装置300对该构建平台400进行第一层粉料的铺设，随着输送线600的不断运行，各构建平台400运动至打印装置200下方，打印装置200按照当前层的打印图像信息对该构建平台400进行打印，同时在构建平台400的外围或按设定尺寸喷射一圈特定宽度的边框，以阻止外围粉料层移动。当构建平台400完全经过一个成型模块后，完成对其上一层粉料的打印。
打印完成后的构建平台400继续向前输送；当上述打印有第一层粉料的构建平台400继续被输送至铺粉装置300处时，在竖直驱动组件810的驱动下，成型模块向上进给一个层厚距离，然后，由铺粉装置300对该构建平台400进行第二层粉料的铺设，与此同时，打印装置200继续对铺设有第二层粉料的构建平台400进行打印。重复上述工作流程，直至完成所有层的打印。最后，完成打印的各构建平台400经出料通道620被送出。
该3D打印设备中，输送线600持续运行，成型模块仅在高度方向上移动，构建平台400为平板式平台。
实施例二
如图12所示，本实施例提供了另一种3D打印设备，该3D打印设备与上述实施例一中的3D打印设备的不同之处仅在于，该3D打印设备中，驱动机构800还包括水平驱动组件820，参照图7，成型模块通过水平驱动组件820连接于竖直驱动组件810上。并且，该3D打印设备还包括定位装置410，其中，定位装置410邻近成型模块设置，用于对成型过程中的构建平台400进行限位。
请继续参照图12，该3D打印设备的工作过程为：多个构建平台400由进料通道610依次等间距地进入输送线600(或依次进入输送线600后等间距定位)，当打印作业开始时，输送线600带动多个构建平台400向前运动；当某一个构建平台400到达成型模块位置处时，定位装置410动作，对该构建平台400进行限位，以实现当前构建平台400在高度和水平方向的精确定位；然后，水平移动组件工作，铺粉装置300先对构建平台400的前侧进行粉料层的铺设，当驱动机构800带动打印装置200运动至打印区域时，打印装置200按指令喷射粘结剂，同时，构建平台400的外围或按照设定尺寸喷射一圈特定宽度的边框，以阻止外围粉料层的移动，直至当前构建平台400完成当前层的铺粉与打印工作。
然后，定位装置释放当前构建平台400，输送线600继续带动构建平台400向前进给，同时，驱动机构800带动成型模块沿与上述铺粉打印相反的方向返回至初始位置，直至下一构建平台400到达时，成型模块重复开始当前构建平台400的打印作业；当所有构建平台400完成第一层铺粉与打印作业时，竖直驱动组件810带动成型模块上升一个层厚距离，重复上述步骤，逐次完成对每一构建平台400的铺粉与打印，直至所有构建平台400完成打印工作，依次通过出料通道620输送至外部清理工位，打印工作结束。
该打印设备中，输送线600为间歇向前运动，成型模块在竖直和水平方向均运动，当构建模块完成当前层的铺粉与打印工作时，返回初始位置，构建平台400为平板式平台。
实施例三
如图13所示，本实施例提供了再一种3D打印设备，该3D打印设备与上述实施例二中的3D打印设备的不同之处仅在于，该3D打印设备中，成型模块的数量为多个，多个成型模块沿输送线600的输送方向间隔布置，当输送线600到达某一位置时，每个成型模块均与一个构建平台400相对。
该3D打印设备的工作过程与上述实施例二中的3D打印设备相似，其不同之处仅在于，该3D打印设备能够同时实现对多个构建平台400的打印工作，在相同的空间占用下，打印效率成倍增加。
实施例四
如图14所示，本实施例提供了一种3D打印设备，该3D打印设备与上述实施例三中的3D打印设备的不同之处仅在于，构建平台400为具有上部敞口的盒式平台。
具体地，构建平台400包括围设在载板420周围的包围边，包围边连接在载板420上。这样的设置，实现了对载板420上粉料的有效阻挡，省去了需要打印装置200打印外围边框的繁琐步骤，节约了打印粉料及液料。
实施例五
如图15所示，本实施例提供了一种3D打印设备，该3D打印设备与上述实施例一中的3D打印设备的不同之处仅在于，成型模块中，铺粉装置300的数量为两个，打印装置200的数量为一个，且该打印装置200的移动动作可以横跨两个构建平台400，并且，沿输送线600的输送方向，打印装置200位于所有铺粉装置300的前方。
该3D打印设备的工作过程为：当构建平台400向前输送至两个铺粉装置300的下方并与各铺粉装置300的位置一一对应时，由两个铺粉装置300对两个构建平台400同时铺设粉料；当完成对该两个构建平台400的粉料铺设时，输送线600快速向前移动两个工位，由打印装置200对这两个构建平台400进行打印，与此同时，铺粉装置300对后续两个构建平台400进行打印操作。
本实施例仅用于对这种3D打印设备的形式进行举例说明，当然，铺粉装置300和打印装置200的数量比还可以采用其他形式，可以根据铺粉装置300的铺粉速度与打印装置200的打印速度进行具体选择，不再举例说明。
实施例六
如图16所示，本实施例提供了还一种3D打印设备，该3D打印设备与上述实施例二中的3D打印设备的不同之处仅在于，成型模块采用图9或图10示出的形式。
该3D打印设备在工作过程中，能够实现双向连续打印，省去了需要成型模块复位的繁琐步骤，进一步提高了工作效率。需要说明的是，上述各实施例中，定义输送线600的移动速度在600mm/s以上时为高速移动，定义输送线600的移动速度在350mm/s以下时为低速移动。
本公开还提供了一种3D打印方法，该3D打印方法利用上述各实施例中的3D打印设备进行3D打印，包括如下步骤：
输送线600循环运行，铺粉装置对输送至成型模块处的构建平台400逐一进行铺粉，同时，打印装置对经输送线600输送至成型模块处的已完成铺粉的构建平台400进行打印。
该3D打印方法利用上述3D打印设备进行3D打印，这种3D打印方法实现了打印和铺粉两个动作的同时进行，有效地提高了打印效率。
具体地，各种打印方法已在上述对3D打印设备的结构进行描述时，进行了详细阐述，故不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (24)

1.一种3D打印设备，其特征在于，包括机架(100)、驱动机构(800)、设置于所述机架(100)的成型模块、环绕所述成型模块设置的输送线(600)和设置于所述输送线(600)上的多个构建平台(400)，其中，所述成型模块位于所述构建平台(400)的上方，所述构建平台(400)包括用于盛载打印产品的载板(420)，所述驱动机构(800)包括竖直驱动组件(810)，所述竖直驱动组件(810)可驱动所述成型模块和所述载板(420)中的至少一者升降运动；
所述成型模块包括至少一个打印装置(200)和/或至少一个铺粉装置(300)，沿所述输送线(600)的输送方向，所述打印装置(200)位于所述铺粉装置(300)的前方；
所述成型模块的数量至少为一个；
所述输送线(600)的运行方向为顺时针方向或逆时针方向。
2.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，所述构建平台(400)为平板式平台；
或者，所述构建平台(400)为具有上部敞口的盒式平台。
3.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，所述竖直驱动组件(810)连接在所述成型模块与所述机架(100)之间，所述竖直驱动组件(810)用于驱动所述成型模块升降运动。
4.根据权利要求3所述的3D打印设备，其特征在于，所述驱动机构(800)还包括连接在所述成型模块与所述机架(100)之间的水平驱动组件(820)；
其中，所述成型模块通过所述水平驱动组件(820)连接于所述竖直驱动组件(810)，所述竖直驱动组件(810)连接于所述机架(100)；
或者，所述成型模块通过所述竖直驱动组件(810)连接于所述水平驱动组件(820)，所述水平驱动组件(820)连接于所述机架(100)。
5.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，所述成型模块中的各所述铺粉装置(300)与各所述打印装置(200)交替设置；
或者，所述成型模块中的所述铺粉装置(300)的数量是所述打印装置(200)数量的2-6倍，沿所述输送线(600)的输送方向，所述打印装置(200)位于所有所述铺粉装置(300)的前方。
6.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，所述输送线(600)采用高速移动方式运行，或者，所述输送线(600)采用低速移动方式运行，或者，所述输送线(600)采用高速与低速相结合的方式运行，或者，所述输送线(600)采用间歇移动方式运行；
其中，所述高速移动方式的移动速度为600mm/s以上，所述低速移动方式的移动速度为350mm/s以下。
7.根据权利要求3-6任一项所述的3D打印设备，其特征在于，还包括定位装置(410)，所述定位装置(410)邻近所述成型模块设置，用于对成型过程中的构建平台(400)进行限位。
8.根据权利要求1-6任一项所述的3D打印设备，其特征在于，还包括用于将待打印的所述构建平台(400)输送至所述输送线(600)的进料通道(610)和用于将完成打印的所述构建平台(400)输送出的出料通道(620)，所述进料通道(610)和所述出料通道(620)均与所述输送线(600)相连，其中，所述进料通道(610)和所述出料通道(620)均至少设置有一条。
9.根据权利要求1-6任一项所述的3D打印设备，其特征在于，还包括用于提供打印粉料的供料装置(700)和用于提供打印液料的液料装置(900)，所述供料装置(700)和/或所述液料装置(900)均设置于机架(100)，或者，所述供料装置(700)和/或所述液料装置(900)独立于所述机架(100)设置。
10.根据权利要求1-6任一项所述的3D打印设备，其特征在于，还包括用于对打印装置进行清洗的清洗装置(010)。
11.根据权利要求1-6任一项所述的3D打印设备，其特征在于，所述成型模块的数量为多个，多个所述成型模块沿所述输送线(600)的输送方向间隔设定距离布置，当所述输送线(600)到达某一位置时，每个所述成型模块均与一个所述构建平台(400)相对。
12.一种3D打印方法，其特征在于，利用权利要求1-11任一项所述的3D打印设备进行3D打印，包括如下步骤：
S1：输送线(600)低速匀速运行；
S2：铺粉装置(300)根据即将输送至成型模块处的构建平台(400)所处的层数或高度参数升降至对应高度，在输送至成型模块处的构建平台(400)的载板上进行铺粉；
S3：同时，打印装置(200)根据即将输送至成型模块处的构建平台(400)所处的层数或高度参数升降至对应高度，对经输送(600)输送至成型模块处的已完成铺粉的构建平台(400)进行打印；
S4：输送线(600)连续循环，且重复步骤S1-S3，铺粉装置(300)和打印装置(200)升降至对应高度，对下一个输送至成型模块处的构建平台(400)进行铺粉和打印；
S5：连续循环并铺粉和打印，直至某一构建平台(400)完成全部预定的打印产品，并从出料通道(620)输送出所述3D打印设备，同时从进料通道(610)输入一个待打印的构建平台(400)；
S6：继续循环铺粉和打印，以实现连续不间断的铺粉和打印。
13.根据权利要求12所述的3D打印方法，其特征在于，在完成步骤S3之后，增加步骤S7：使输送线(600)沿与步骤S1中相反的方向运行，通过同一成型模块对同一构建平台(400)进行多次铺粉和打印。
14.一种3D打印方法，其特征在于，利用权利要求1-11任一项所述的3D打印设备进行3D打印，包括如下步骤：
S10：输送线(600)高速移动至接近定位位置(410)，变为低速移动，当输送线(600)低速移动至与定位装置(410)相接合时，到达预定打印位置；
S20：铺粉装置(300)根据即将输送至成型模块处的构建平台(400)所处的层数或高度参数升降至对应高度，再水平移动以对输送至成型模块处的构建平台(400)进行铺粉；
S30：同时，打印装置(200)根据即将输送至成型模块处的构建平台(400)所处的层数或高度参数升降至对应高度，再水平移动以对经输送线(600)输送至成型模块处的已完成铺粉的构建平台(400)进行打印；
S40：输送线(600)连续循环，且重复步骤S10-S30，铺粉装置(300)和打印装置(200)升降至对应高度，对下一个输送至成型模块处的构建平台(400)进行铺粉和打印；
S50：连续循环并铺粉和打印，直至某一构建平台(400)完成全部预定的打印产品，并从出料通道(620)输送出所述3D打印设备，同时从进料通道(610)输入一个待打印的构建平台(400)。
S60：继续循环铺粉和打印，以实现连续不间断的铺粉和打印。
15.根据权利要求14所述的3D打印方法，其特征在于，在实施步骤S40之前，可以多次重复步骤S20和步骤S30，对一个构建平台(400)连续铺粉和打印多层，然后再实施步骤S40-步骤S60。
16.一种3D打印方法，其特征在于，利用权利要求1-11任一项所述的3D打印设备进行3D打印，包括如下步骤：
S100：输送线(600)低速匀速循环运行；
S200：构建平台(400)的载板在完全通过一个成型模块后，在到达下一个成型模块前降低一个层高，铺粉装置(300)对输送至成型模块处的构建平台(400)进行铺粉；
S300：同时，打印装置(200)对经输送线(600)输送至成型模块处的已完成铺粉的构建平台(400)进行打印；
S400：连续循环，重复步骤S100-S300，构建平台(400)的载板降低一个层高，对下一个输送至成型模块处的构建平台(400)进行铺粉和打印；
S500：连续循环并铺粉和打印，直至某一构建平台完成全部预定的打印产品，并从出料通道(620)输送出所述3D打印设备，同时从进料通道(610)输入一个待打印的构建平台(400)；
S600：继续循环铺粉和打印，以实现连续不间断的铺粉和打印。
17.根据权利要求16所述的3D打印方法，其特征在于，在完成步骤S300之后，增加步骤S700：使输送线(600)沿与步骤S100中相反的方向运行，通过同一成型模块对同一构建平台(400)进行多次铺粉和打印。
18.根据权利要求17所述的3D打印方法，其特征在于，当重复步骤S400至构建平台(400)下降至最低位置后，增加步骤S800继续打印，步骤S800为：
铺粉装置(300)根据即将输送至成型模块处的构建平台(400)所处的层数和高度参数升降至对应高度，再水平移动对输送至成型模块处的构建平台(400)进行铺粉；同时，打印装置(200)根据即将输送至成型模块处的构建平台(400)所处的层数或高度参数升降至对应高度，再水平移动对经输送线(600)输送至成型模块处的已完成铺粉的构建平台(400)进行打印；
继续重复步骤S100和S700；
实施步骤S500和S600。
19.根据权利要求18所述的3D打印方法，其特征在于，多次重复步骤S700和步骤S800，对一个构建平台(400)连续铺粉和打印多层，然后再继续重复步骤S100和步骤S800，然后再实施步骤S500和步骤S600。
20.一种3D打印方法，其特征在于，利用权利要求1-11任一项所述的3D打印设备进行3D打印，包括如下步骤：
S1000：输送线(600)高速移动至接近定位位置(410)，变为低速移动，当输送线(600)低速移动至与定位装置(410)相接合时，到达预定打印位置；
S2000：构建平台(400)的载板(420)在完全通过一个成型模块后，在到达下一个成型模块前降低一个层高，铺粉装置(300)水平移动对输送至成型模块处的构建平台(400)进行铺粉；
S3000：同时，打印装置(200)水平移动对经输送线(600)输送至成型模块处的已完成铺粉的构建平台(400)进行打印；
S4000：启动循环，重复步骤S1000-S3000，对下一个输送至成型模块处的构建平台(400)进行铺粉和打印；
S5000：连续循环并铺粉和打印，直至某一构建平台完成全部预定的打印产品，并从出料通道(620)输送出所述3D打印设备，同时从进料通道(610)输入一个待打印的构建平台(400)；
S6000：继续循环铺粉和打印，以实现连续不间断的铺粉和打印。
21.根据权利要求20所述的3D打印方法，其特征在于，在实施步骤S4000之前，多次重复步骤S2000和步骤S3000，对一个构建平台(400)连续铺粉和打印多层，然后再实施步骤S4000-步骤S6000。
22.根据权利要求21所述的3D打印方法，其特征在于，当重复步骤S4000至构建平台(400)下降到最低位置后，增加步骤S7000继续打印，步骤S7000为：
铺粉装置(300)根据即将输送至成型模块处的构建平台(400)所处的层数或高度参数升降至对应高度，再水平移动对输送至成型模块处的构建平台(400)进行铺粉；同时，打印装置(200)根据即将输送至成型模块处的构建平台(400)所处的层数或高度参数升降至对应高度，再水平移动对经输送线(600)输送至成型模块处的已完成铺粉的构建平台(400)进行打印；
继续重复步骤S1000和步骤S7000；
实施步骤S5000和步骤S6000。
23.根据权利要求22所述的3D打印方法，其特征在于，多次重复步骤S7000，对一个构建平台(400)连续铺粉和打印多层，然后再继续重复步骤S1000和S7000，然后再实施步骤S5000和步骤S6000。
24.根据权利要求12-23任一项所述的3D打印方法，其特征在于，根据运行指令，在铺粉或打印的间隔，清洗装置(010)对铺粉装置(300)和打印装置(200)进行清洁。
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