本实用新型涉及3D打印技术领域,尤其涉及一种医学影像三维实体重建系统。
背景技术:
FDM3D打印技术兴起于二十世纪八十年代后期,后来逐步发展成为一项加工制造技术,其本质就是快速成型技术,根据逐层堆积的加工方式,将固体材料加热熔融后重新叠加起来,从而打印出产品的三维模型。由于3D打印能够以最快的速度将设计转变为具有一定结构功能的产品原型,可以对产品设计进行评估,减少开发费用,缩短研发周期,降低生产成本,且产品的造价几乎与产品批量及复杂性无关,使得3D打印技术得到了快速的发展,在实际生产中得到了广泛的应用。
在FDM3D打印中,打印速度、打印精度、材料多样性都非常重要,传统的3D打印机多数为单喷头形式,打印中需更换材料时要停止打印,降低工作效率,并且更换材料操作也会降低打印成品的质量;还有一种3D打印机采用多喷头间距固定的方法,多喷头同时工作,原理类似把铅笔绑成一排写字,还有多个支架独立打印形式,还有多喷头集成的打印形式等等,上述的各类多喷头打印机多均需将打印头控制在同一平面上,方便多喷头同时作业提高成型效率。但是在成型过程中随着喷头的水平移动,易触碰到已挤出成型的结构,导致工件结构失准,难以满足较高的打印精度要求。
技术实现要素:
本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术中的3D打印机难以实现复杂的医学影像的三维模型构建的缺陷,提供一种医学影像三维实体重建系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
本实用新型提供一种医学影像三维实体重建系统,包括水平移动装置、垂直升降装置和旋转装置;水平移动装置包括平行轴和垂直轴,平行轴设置有两条,垂直轴的两端分别与两条平行轴滑动连接;旋转装置设置在垂直轴上,且旋转装置能沿垂直轴方向运动;旋转装置上安装有多个喷头模组,喷头模组在旋转装置的驱动下进行旋转和角度调节;垂直升降装置设置在水平移动装置下方,垂直升降装置上设置有能升降的打印平台。
进一步地,本实用新型的所述旋转装置包括刹车电机、旋转板和传动系统,传动系统与垂直轴相连,刹车电机通过传动系统与旋转板相连,喷头模组安装在旋转板上,旋转板在刹车电机提供的动力作用下旋转,进而带动喷头模组旋转。
进一步地,本实用新型的所述喷头模组包括喷头和送料机构,喷头上连接有用于加热打印材料的加热器,加热器和送料机构之间通过输料管相连,送料机构上还连接有驱动电机。
进一步地,本实用新型的所述加热器与用于控制打印材料的加热温度的温度传感器相连。
进一步地,本实用新型的系统还包括多个电机,水平移动装置、垂直升降装置和旋转装置均通过电机驱动。
进一步地,本实用新型的所述旋转板上还设置有使打印中的喷头模组保持垂直的限位装置。
本实用新型产生的有益效果是:本实用新型的医学影像三维实体重建系统及,通过设置的多个喷头模组,能够实现对不同材料设置不同的温度分别进行加温融化,并同时使用多个喷头进行不同材料的组合打印;能够有效克服多探头3D打印机中由于相邻探头的运动带来的工件成型误差,提升了成型工件的精度,提高了机器的工作效率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明,附图中:
图1是本实用新型实施例的3D打印机结构示意图;
图2是本实用新型实施例的喷头模组的左视结构示意图;
图3是本实用新型实施例的喷头模组的结构示意图;
图中,1-水平移动装置,2-垂直升降装置,3-旋转装置,4-平行轴,5-垂直轴,6-喷头模组,7-打印平台,8-电机,31-刹车电机,32-旋转板,60-喷头,61-加热器,62-输料管,63-送料机构,64-驱动电机。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
如图1所示,本实用新型实施例的医学影像三维实体重建系统,包括水平移动装置1、垂直升降装置2和旋转装置3;水平移动装置1包括平行轴4和垂直轴5,平行轴4设置有两条,垂直轴5的两端分别与两条平行轴4滑动连接;旋转装置3设置在垂直轴5上,且旋转装置3能沿垂直轴5方向运动;旋转装置3上安装有多个喷头模组6,喷头模组6在旋转装置3的驱动下进行旋转和角度调节;垂直升降装置2设置在水平移动装置1下方,垂直升降装置2上设置有能升降的打印平台7。
如图2所示,旋转装置3包括刹车电机31、旋转板32和传动系统,传动系统与垂直轴5相连,刹车电机31通过传动系统与旋转板32相连,喷头模组6安装在旋转板32上,旋转板32在刹车电机31提供的动力作用下旋转,进而带动喷头模组6旋转。
如图3所示,喷头模组6包括喷头60和送料机构63,喷头60上连接有用于加热打印材料的加热器61,加热器61和送料机构63之间通过输料管62相连,送料机构63上还连接有驱动电机64。
加热器61与用于控制打印材料的加热温度的温度传感器相连。
系统还包括多个电机,水平移动装置1、垂直升降装置2和旋转装置3均通过电机驱动。
旋转板32上还设置有使打印中的喷头模组6保持垂直的限位装置。
在本实用新型系统的实施例1中:
医学影像三维实体重建系统为一种可旋转的多喷头3D打印机,主要包括X轴轨道、Y轴轨道、Z轴轨道和多个喷头模组,喷头模组是有转盘式多喷头组成,固定于移动支架上,模组上固定多个喷头,移动支架在垂直及纵向移动。喷头模组固定在与X轴垂直,与Y轴平行的A轴,喷头模组能绕A轴旋转。
水平移动装置包括电机、有电机驱动的平行轴,喷头固定于水平轴上,平行轴的两端均连接有垂直轴。由电机、平行轴、喷头构成的运动装置组成相对简洁,故障率低、精度误差较小。
喷头模组包括刹车电机、有电机驱动的A轴、垂直方向的旋转板,喷头固定于旋转板上。A轴由刹车电机驱动。每个喷头模组上集成有不少于一个喷头。
旋转板上装有限位装置,以保证工作喷头在打印过程保持与支撑平台垂直。
喷头在旋转板上得位置及旋转角度需由喷头的数量来计算配合得出。
通过采用上述结构,本实用新型能够有效克服多探头3D打印机中由于相邻探头的运动带来的工件成型误差,提升了成型工件的精度,提高了机器的工作效率,增加了3D打印机批量生产,介入产品加工制造的可能。
在本实用新型系统的实施例2中:
医学影像三维实体重建系统包括多个喷头,每个喷头均固定在一个垂直旋转装置上,旋转装置固定在导杆上,并可在导杆在水平方向运动。垂直旋转装置、导杆的功能在于使喷头实现在X-Y平面内的运动及垂直平面的旋转运动。
喷头通过水平移动装置实现水平方向的任意位置移动。电机控制打印平台在垂直方向移动。从而使得喷头可以到达所需位置。在工作时,选择需要的喷头进行运动控制,与该喷头在同一旋转装置上的另一个喷头处于待机状态。
水平移动装置优选为包括电机、由电机驱动的平行轴以及固定在平行轴上的喷头模组,平行轴的两端均滑动连接有垂直轴。实际应用中,电机可以通过齿轮皮带传动系统连接平行轴。其余的常用机械传动机构如杆传动、链传动和凸轮机构等等均可。
支撑平台用于在其上执行3D打印的物体的操作,并且打印出的物体支撑于该支撑平台上。电机可以通过第一传动系统连接到支撑平台上,从而通过该第一传动系统驱动支撑平台相对于喷头模组运动。喷头模组通过导杆和水平移动装置,可以到达支撑平台上任意一点。电机驱动支撑平台的运动可以保证工作喷头到达空间任意位置。
喷头模组用于在其上执行喷头的工作指令。喷头模组由刹车电机驱动,刹车电机可以通过第一传动系统与旋转板相连。喷头与喷头固定在旋转板上。从而通过该传动系统驱动旋转板的运动保证工作喷头与支撑平台垂直。
多个打印头分别与不同的加热器相连。加热器分别与各自的输料管相连,输料管上端分别安装有送料机构。
安装板上对应送料机构分别安装有一台驱动电机,通过齿轮传动的方式进行驱动送料。
旋转板上固定喷头,通过旋转板控制工作喷头,例如喷头与支撑平台垂直,物料经过送料机构,到达输料管,再经由加热器加热熔化,由喷头挤出,在支撑平台上凝固成当前层并与前一层相粘连。另外一个不作业喷头则旋转通过旋转板的运动与工作台面保持一定的角度,维持一定的高度差。
通过采用上述结构,本实用新型能在快速打印工件的前提下,有效的降低多喷头打印过程中由于其他喷头的引入带来的误差,提升成型精度。
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。