技术领域
[0001] 本发明涉及打印机技术领域，尤其是涉及一种喷墨3D打印机及其加墨方法。
相关背景技术
[0002] 随着打印技术的快速发展，可打印三维立体实物的3D打印技术得到了越来越多的应用，目前技术已经被用于个性化用品、模具制造、工业设计和生物器官的打印等。
[0003] 现有的3D打印机中采用塑料桶装蜡，将承载有蜡块的塑料桶与加热设备配合进行加热，单个桶无法满足使用过程中加蜡，如打印大模型时，桶内蜡液不够就需要重新更换新的蜡桶，所以同一种材料的蜡需要多桶配合使用才能充分利用蜡液，且不暂停打印。多桶配合使用需要占据很大空间，且通过加热塑料桶融化蜡块需要大功率加热器，使得整体设备的功耗大，成本高。
[0004] 现有的3D打印机对蜡液的输送采用气体压力变化，通过墨仓蜡液上方正压空气提供动力把蜡液压入墨管到喷墨打印头，结构复杂稳定性低。
具体实施方式
[0066] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0067] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
[0068] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0069] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0070] 此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0071] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。
[0072] 下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0073] 实施例一
[0074] 现有的3D打印机中采用塑料桶装蜡，将承载有蜡的塑料桶与加热设备配合进行加热，单个桶无法满足使用过程中加蜡，如打印大模型时，桶内蜡液不够就需要重新更换新的蜡桶，所以同一种材料的蜡需要多桶配合使用才能充分利用蜡液，且不暂停打印。多桶配合使用需要占据很大空间，且通过加热塑料桶融化蜡块需要大功率加热器，使得整体设备的功耗大，成本高。现有的3D打印机对蜡液的输送采用气体压力变化，通过墨仓11蜡液上方正压空气提供动力把蜡液压入墨管14到喷车，结构复杂稳定性低。
[0075] 有鉴于此，参见图1至图12，本发明实施例提供的喷墨3D打印机包括墨盒1和喷墨打印头；墨盒1包括墨仓11、加热元件12、驱动组件13和墨管14，墨仓11用于放置蜡块2，多个蜡块2置于墨仓11内；加热元件12安装于墨仓11，驱动组件13的进液口与墨仓11的底部流体连通，且驱动组件13的出液口与墨管14流体连通，墨管14与喷墨打印头流体连通。
[0076] 具体地，本实施例中，单个蜡块2的体积相较于现有技术采用塑料桶承载的蜡的体积小，且本实施例中的蜡块2采用PET材质的包装盒或包装纸进行包装，在使用蜡块2时，将包装盒或包装纸拆掉后使用；如此可以简化蜡块2的包装，降低蜡块2的包装成本；并且可以减小单个蜡块2的体积，实现随时可以向墨仓11内加入蜡块2，避免现有技术中采用塑料桶承载蜡时无法直接向塑料桶内加蜡的问题。加热元件12设置为加热片，加热片安装于墨仓11的外壁；或者，加热元件12设置为加热棒，加热棒伸入墨仓11内，且与蜡液之间通过隔离件隔离。
[0077] 参见图4，应用喷墨3D打印机时，将多个已经撕掉外包装的蜡块2放置于墨仓11内；启动加热元件12对墨仓11进行加热以熔化蜡块2；蜡块2熔化为蜡液后，驱动组件13驱动蜡液自墨管14流入喷墨打印头，并自喷墨打印头喷出。该喷墨3D打印机的蜡块2直接置于墨仓
11内，加热元件12通过加热墨仓对蜡块2进行加热，避免塑料桶隔热，减小喷墨3D打印机所需的功率；多个蜡块2置于墨仓11内，减小了需要加入的单个蜡块2的最小单位，可以随时向墨仓11内加入蜡块2，无需暂停，且减小了喷墨3D打印机的占用空间。蜡块加热熔化后体积还会减小，相比塑料桶加热蜡块，同样的体积下墨仓实际可以容纳更多蜡。
[0078] 以下对喷墨3D打印机的形状和结构进行详细说明：
[0079] 本发明实施例的可选方案中，参见图4，喷墨3D打印机还包括计数传感器3，计数传感器3安装于墨盒1的顶部，且一端伸入墨仓11内。
[0080] 具体地，计数传感器3设置为漫反射光纤传感器，检测到物体坠落后会有信号产生，以此检测加入至墨仓11内的蜡块2的数量；计数传感器3可设置为接近开关或微动开关等。更进一步地，喷墨3D打印机包括控制器，控制器与计数传感器3信号连接；控制器可根据打印模型的体积和墨仓11内剩余蜡液计算出需要再加入的蜡块2数量并显示该蜡块2需要数量；操作人员向墨仓11内加入蜡块2时，计数传感器3对加入的蜡块2实际数量进行检测；控制器计算出蜡块2需要数量与蜡块2实际数量的差值，以提醒操作人员还需加入的蜡块2数量，并且在加入的蜡块2数量足够时提醒操作人员。
[0081] 计数传感器3用于计量投入墨仓11内的蜡块2的数量，以实现喷墨3D打印机的智能化。
[0082] 本发明实施例的可选方案中，驱动组件13包括驱动泵131、电磁阀132和过滤器133；驱动泵131的进液口与墨仓11的底部流体连通，且与电磁阀132连通；过滤器133与电磁阀132连通，且出液口与墨管14流体连通。
[0083] 具体地，参见图4和图7，驱动泵131包括主体1311、第一接头1312和第二接头1313，第一接头1312和第二接头1313均与主体1311连通；第一接头1312与墨仓11连通，且第二接头1313与电磁阀132连通；墨仓11内的蜡液自第一接头1312流入主体1311，且自第二接头1313流入电磁阀132内；电磁阀132内的蜡液流入过滤器133后，自墨管14流出。优选地，电磁阀132设置为不锈钢高温电磁阀132。
[0084] 驱动组件13包括驱动泵131，实现利用驱动泵131对蜡液提供输送动力，结构简单、输送过程稳定且压力波动小，避免了传统3D打印机对蜡液的输送采用气体压力变化，存在的结构复杂稳定性低的问题。过滤器133对蜡液进行过滤，保证了墨管14喷出的蜡液的质量；电磁阀132用于控制蜡液的流量等。
[0085] 本发明实施例的可选方案中，墨盒1包括容置块15和流道块16，流道块16与容置块15的底部连接，且容置块15和流道块16均安装有加热元件12；墨仓11包括容置腔151和流道腔161，容置腔151设于容置块15，流道腔161设于流道块16，容置腔151的底部与流道腔161连通；驱动组件13均安装于流道块16，且驱动组件13的进液口与流道腔161连通。
[0086] 具体地，容置块15与流道块16通过螺钉连接，方便将两者进行连接和拆卸。参见图3，容置腔151的底壁设有流道槽，且安装有挡液板153，挡液板153与容置腔151的底壁通过螺钉连接，且盖设部分流道槽。因为挡液板153仅盖设了部分流道槽，所以流道槽有露出的部分，蜡液可通过露出的部分流入流道槽内，然后流入流道腔161内。驱动泵131安装于流道块16，且第一接头1312和第二接头1313伸入流道腔161内；电磁阀132和过滤器133均安装于流道块16，且电磁阀132与驱动泵131平行，电磁阀132的轴线与过滤器133的轴线共线，合理布局减小驱动组件13占用的空间。优选地，容置块15和流道块16对应的加热元件12分开控制，根据实际需要启动或关闭加热元件12，减小所需功率，避免热量浪费；并且，喷墨3D打印机还包括温度传感器6，温度传感器6与加热元件12信号连接。
[0087] 驱动组件13集成在流道块16处，有助于减小喷墨3D打印机的体积。
[0088] 本发明实施例的可选方案中，流道腔161包括平行的第一流道1611和第二流道1612，第一流道1611与容置腔151连通，第一流道1611和驱动泵131的进液口连通；第二流道
1612与驱动泵131的出液口连通，第二流道1612和电磁阀132连通。
[0089] 具体地，参见图6和图7，图中箭头方向为蜡液流动方向；驱动泵131的第一接头1312插设于第一流道1611内，第二接头1313插设于第二流道1612内；蜡液自容置腔151流出，流经第一流道1611进入第一接头1312的进液口；经过驱动泵131的主体1311后，蜡液自第二接头1313的出液口流出，流经第二流道1612后流入电磁阀132。参见图8和图9，图中箭头方向为蜡液流动方向；流道腔161还包括第四流道1613和第五流道1614，第四流道1613的两端与电磁阀132和第二流道1612连通，实现电磁阀132与第二流道1612流体连通；第五流道1614的两端分别与电磁阀132和过滤器133连通，实现电磁阀132与过滤器133的流体连通。优选地，第四流道1613设置为折弯状。
[0090] 第一流道1611和第二流道1612实现流道腔161与驱动泵131和容置腔151的连通，第四流道1613实现驱动泵131与电磁阀132的连通。
[0091] 本发明实施例的可选方案中，容置块15设有与容置腔151平行的第三流道1521，第三流道1521的一端与过滤器133连通，另一端与墨管14连通。
[0092] 具体地，参见图10和图11，图中箭头方向为蜡液流动方向，容置腔151的轴线沿竖直方向设置。优选地，墨管14和第三流道1521通过旋转接头141连接。
[0093] 第三流道1521实现过滤器133与墨管14连通，且利用了容置块15，减小喷墨3D打印机的体积。
[0094] 本发明实施例的可选方案中，容置块15设有凸起结构152，第三流道1521设于凸起结构152内。
[0095] 具体地，参见图2，以图2的视角为喷墨3D打印机的正面，容置块15的正面安装有加热元件12，流道块16的两面均安装有加热元件12。凸起结构152位于容置块15的侧壁，且深度小于容置块15的深度，墨管14与凸起结构152的正面连接。
[0096] 凸起结构152用于安装墨管14和设置第三流道1521。
[0097] 本发明实施例的可选方案中，容置腔151包括第一容置腔1511和第二容置腔1512，驱动组件13设置有两个，流道块16设有两个流道腔161，墨管14设置有两个；第一容置腔1511和第二容置腔1512间隔设置，且底部均分别与两个流道腔161连通，两个流道腔161分别与两个驱动组件13配合，且两个流道腔161分别与两个墨管14流体连通。
[0098] 具体地，蜡块2包括结构蜡块21和支撑蜡块22，结构蜡块21和支撑蜡块22的材质不同，用于打印模型不同的位置。结构蜡块21和支撑蜡块22分别置于第一容置腔1511和第二容置腔1512，可以实现同时喷射。第一容置腔1511的容积和第二容置腔1512的容积根据使用需求进行设定，在此不做限定。进一步地，容置块15的顶面向下凹陷，形成第一容置腔1511和第二容置腔1512，方便生产制造。
[0099] 第一容置腔1511和第二容置腔1512分别用于容置不同的蜡块2。
[0100] 本发明实施例的可选方案中，墨仓11的侧壁安装有多个间隔设置的液位传感器4。
[0101] 具体地，参见图4和图5，多个液位传感器4沿竖直方向间隔设置，以检测墨仓11内剩余蜡液。
[0102] 控制器可根据打印模型的体积和墨仓11内剩余蜡液计算出需要再加入的蜡块2需要数量并显示该蜡块2需要数量；操作人员向墨仓11内加入蜡块2时，计数传感器3对加入的蜡块2实际数量进行检测；控制器计算出蜡块2需要数量与蜡块2实际数量的差值，以提醒操作人员还需加入的蜡块2数量，并且在加入的蜡块2数量足够时提醒操作人员。
[0103] 本发明实施例的可选方案中，墨仓11上方安装有翻盖17，翻盖17与计数传感器3信号连接。
[0104] 具体地，参见图4，图4中省略了隔热盖53；翻盖17设置有两个，两个翻盖17分别与第一容置腔1511和第二容置腔1512对应。翻盖17与计数传感器3信号连接，当打开翻盖17时，计数传感器3启动，对投入墨仓11内的蜡块2数量进行检测。
[0105] 翻盖17实现对墨仓11的封闭，避免异物污染蜡块2；且翻盖17与计数传感器3信号连接，方便及时开启计数传感器3。
[0106] 本发明实施例的可选方案中，喷墨3D打印机还包括隔热组件5，隔热组件5安装于墨盒1的顶部。
[0107] 具体地，参见图2，隔热组件5包括隔热板51、主隔热盖52、和两个隔热盖53，隔热板51安装于墨盒1的顶部，且围设于墨盒1的外周；主隔热盖52安装于隔热板51的上方，盖设墨盒1，且设有与两个翻盖17对应的两个开口；两个翻盖17盖设于两个开口，且与主隔热盖52转动连接；两个隔热盖53分别盖设两个翻盖17。
[0108] 隔热组件5实现对墨盒1的隔热作用。
[0109] 实施例二
[0110] 本发明实施例提供的加墨方法，应用于实施例一中述及的喷墨3D打印机。
[0111] 本发明实施例提供的加墨方法包括以下步骤：在墨仓内放入蜡块2；启动加热元件12，液位传感器4检测墨仓内蜡液液位；启动电磁阀132和驱动泵131，将蜡液从墨仓输送至墨管14；蜡液通过墨管14从喷墨打印头喷射而出。
[0112] 通过液位传感器4检测蜡液液位，及时检测到墨仓内有无蜡液。
[0113] 本发明实施例提供的加墨方法包括以下步骤：打开翻盖17，在墨仓内放入蜡块2；计数传感器3测量放入蜡块2的数量；启动加热元件12加热熔化蜡块，液位传感器4检测蜡液液位；二级墨盒向控制系统发送加墨信号；控制系统启动电磁阀132和驱动泵131，蜡液流动至墨管14并自墨管14输送至二级墨盒并从喷墨打印头喷射而出；液位传感器检测到液位不足，控制系统提示加蜡块；以此循环。
[0114] 具体地，打开翻盖17加蜡块2‑计数传感器3检测加入蜡块2的数量‑启动加热元件12加热熔化蜡块2‑液位传感器4检测蜡液液位‑二级墨盒向控制系统发送加墨信号‑控制系统启动电磁阀132和驱动泵131‑蜡液流动至墨管14并自墨管14输送至二级墨盒并从喷墨打印头喷射而出‑液位传感器4检测到液位不足，控制系统提示加蜡块2；以此循环。其中，蜡液流动的路线为：墨仓11‑驱动泵131‑电磁阀132‑过滤器133‑墨管14‑二级墨盒‑喷墨打印头。
其中，二级墨盒连接墨管14和喷墨打印头，实现切换墨盒时不影响打印。
[0115] 将蜡液从墨仓输送至墨管14；蜡液通过墨管14进入二级墨盒，并从与二级墨盒相连的喷墨打印头(附图未示出)喷射而出。通过计数传感器3对放入蜡块2的数量进行测量以及液位传感器对液位的检测，实现喷墨3D打印机的智能化。
[0116] 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。
