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基于磁流变材料的3D打印 机器人系统及打印方法

阅读：1028发布：2020-12-09

专利汇可以提供基于磁流变材料的3D打印机器人系统及打印方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于磁流变材料的3D打印机器人系统及其打印方法。特别涉及一种基于磁流变材料的3D 打印机器人系统及方法，具体涉及一种将三维立体成像技术与基于磁流变效应的快熟成型技术相结合，可以直接读取三维图像数据，然后逐层打印并固化成型,最终形成一种三维实体模型，该系统基于三维立体成像技术、磁流变技术、精密控制技术、数字化图像技术等，组成包括三维立体成像系统，计算机三维立体图像处理软件，机械手臂三维运动系统，磁流变材料流量控制系统，染料调配及控制系统，磁场产生调节系统等。其目的在于设计一种低成本、简单快速、个性化、数字化的批量生产模型或产品的人机交互系统。，下面是基于磁流变材料的3D打印机器人系统及打印方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.基于磁流变材料的3D打印机器人系统，其特征在于：
包括三维立体成像系统、计算机三维立体图像处理系统和3D打印快速成型装置；
所述三维立体成像系统，用于获得实体的三维数据提取，提供给计算机三维立体图像处理系统；
所述计算机三维立体图像处理系统，用于将三维立体成像系统提取的三维数据构建成立体图像，并对立体图像进行数字化处理形成用于控制3D打印快速成型装置进行快速成型的控制命令；
所述3D打印快速成型装置，用于接收控制命令并驱动3D打印快速成型装置将磁流变材料在磁场下固化构建形成三维实体模型；
所述3D打印快速成型装置包括沉积工作台、磁极、储液罐、墨盒、驱动泵、喷头、连接管道、控制器和伺服机构；
所述沉积工作台，用于作为三维实体的磁流变材料逐层沉积成型的平台；
所述磁极布置于沉积工作台的造型区域两侧，用于提供磁流变材料固化所需的磁场；
所述储液罐、驱动泵、喷头通过连接管道相连通，形成磁流变材料的输送管道；所述储液罐，用于存储磁流变材料，所述驱动泵，用于为输送储液罐中的磁流变材料提供驱动力，所述喷头设置于沉积工作台上的磁极提供的磁场区域内；
所述控制器，用于控制驱动泵的流量、墨盒颜料流量和伺服机构运动状态；
所述伺服机构，用于控制喷头的三维运动状态；
所述3D打印快速成型装置还包括磁流变材料流量控制系统、染料调配及控制系统和磁场产生调节系统；
所述磁流变材料流量控制系统，用于控制磁流变材料流量大小；
所述染料调配及控制系统，用于为打印材料进行自动化配色和流量控制；
所述磁场产生调节系统，用于产生磁场从而使磁流变材料固化成型；
所述磁流变材料流量控制系统通过设置于输送管道上的流量计获取磁流变材料流量信号并将流量信号输送到控制器；
所述染料调配及控制系统通过设置于墨盒上的流量器来获取墨盒中各种染料的流量信号并将流量信号输送到控制器；
所述磁场产生调节系统包括一对电磁铁作为磁极和用于调节电磁铁磁性强弱的直流可控电源。
2.根据权利要求1所述的基于磁流变材料的3D 打印机器人系统，其特征在于：所述三维立体成像系统为三维立体超声成像、三维立体激光成像、三维微波立体成像系统、X射线计算机相干断层成像系统、核磁共振成像系统、扫描电子显微镜成像系统或原子力显微镜成像系统中的任一种。
3.根据权利要求1所述的基于磁流变材料的3D打印机器人系统，其特征在于：所述计算机三维立体图像处理系统包括构建立体图像模块、Z层离散化分层处理模块和XY层面信息处理模块；
所述构建立体图像模块，用于将三维数据构建成CAD三维模型；
所述Z层离散化分层处理模块，用于将所述三维模型进行Z向离散化分层处理生成模型截面数据信息；
所述XY层面信息处理模块，用于将所述三维模型进行XY向信息处理生成填充轨迹运动信息。
4.基于磁流变材料的3D打印机器人系统的打印方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：通过三维立体成像系统获得实体的三维数据，提供给计算机三维立体图像处理系统；
S2：通过计算机三维立体图像处理系统将三维立体成像系统提取的三维数据构建成立体图像，并对立体图像进行数字化处理形成用于控制3D打印快速成型装置进行快速成型的控制命令；
S3：通过3D打印快速成型装置接收控制命令并驱动3D打印快速成型装置将磁流变材料在磁场下固化构建形成三维实体模型；
所述三维立体成像系统，用于获得实体的三维数据提取，提供给计算机三维立体图像处理系统；
所述计算机三维立体图像处理系统，用于将三维立体成像系统提取的三维数据构建成立体图像，并对立体图像进行数字化处理形成用于控制3D打印快速成型装置进行快速成型的控制命令；
所述3D打印快速成型装置，用于接收控制命令并驱动3D打印快速成型装置将磁流变材料在磁场下固化构建形成三维实体模型；
所述3D打印快速成型装置包括沉积工作台、磁极、储液罐、墨盒、驱动泵、喷头、连接管道、控制器和伺服机构；
所述沉积工作台，用于作为三维实体的磁流变材料逐层沉积成型的平台；
所述磁极布置于沉积工作台的造型区域两侧，用于提供磁流变材料固化所需的磁场；
所述储液罐、驱动泵、喷头通过连接管道相连通，形成磁流变材料的输送管道；所述储液罐，用于存储磁流变材料，所述驱动泵，用于为输送储液罐中的磁流变材料提供驱动力，所述喷头设置于沉积工作台上的磁极提供的磁场区域内；
所述控制器，用于控制驱动泵的流量、墨盒颜料流量和伺服机构运动状态；
所述伺服机构，用于控制喷头的三维运动状态；
所述3D打印快速成型装置还包括磁流变材料流量控制系统、染料调配及控制系统和磁场产生调节系统；
所述磁流变材料流量控制系统，用于控制磁流变材料流量大小；
所述染料调配及控制系统，用于为打印材料进行自动化配色和流量控制；
所述磁场产生调节系统，用于产生磁场从而使磁流变材料固化成型；
所述磁流变材料流量控制系统通过设置于输送管道上的流量计获取磁流变材料流量信号并将流量信号输送到控制器；
所述染料调配及控制系统通过设置于墨盒上的流量器来获取墨盒中各种染料的流量信号并将流量信号输送到控制器；
所述磁场产生调节系统包括一对电磁铁作为磁极和用于调节电磁铁磁性强弱的直流可控电源。
5.根据权利要求4所述的基于磁流变材料的3D打印机器人系统的打印方法，其特征在于：所述步骤S3中具体包括以下步骤：
S31：构建三维待沉积模型并根据待沉积模型的三维信息生成伺服结构的运动命令、驱动泵流量控制指令；
S32：将所述三维待沉积模型进行Z层离散化分层处理和XY层面信息处理，生成模型截面数据信息和填充轨迹运动信息；
S33：根据模型截面数据信息和填充轨迹运动信息来控制喷头沿界面轮廓和填充轨迹进行运动，同时定量控制驱动泵喷射磁流变材料到沉积工作台上磁极固化磁场区域内，进行逐层堆叠建模；并使得磁流变材料固化成型形成三维模型样品。
6.根据权利要求5所述的基于磁流变材料的3D打印机器人系统的打印方法，其特征在于：所述喷头的流量是根据截面数据信息来调节驱动泵的流量形成的，所述喷头的三维运动轨迹是利用填充轨迹运动信息驱使伺服机构来调节喷头进行三维运动的。
7.根据权利要求5所述的基于磁流变材料的3D打印机器人系统的打印方法，其特征在于：还包括调节磁流变材料固化磁场强度大小，所述磁极固化磁场的磁场强度大小根据实际情况确定。

说明书全文

基于磁流变材料的3D打印机器人系统及打印方法

技术领域

[0001] 本发明属于先进制造领域，特别涉及一种基于磁流变材料的3D 打印机器人系统及打印方法，具体涉及一种将三维立体成像技术与基于磁流变效应的快熟成型技术相结合，可以直接读取三维图像数据，然后逐层打印并固化成型,最终形成一种三维实体模型。

背景技术

[0002] 3D打印技术是一系列快速原型成型技术的统称，其基本原理是叠层制造，由快速原型机在X-Y平面内通过扫描形式形成工件的截面形状，而在Z坐标间断地做层面厚度的位移，最终形成三维实体。快速成型制造技术(Rapid Prototyping and Manufacturing,RP&M)是指在计算机管理与控制下，根据零件的CAD模型，采用材料精确堆积(由点堆积成面，由面堆积成三维实体)的方法制造原型或零件的技术，是一种基于离散、堆积成形原理的新制造方法。目前RP&M技术主要有熔融沉积成形(FDM)、选择性激光烧结成形(SLS)、光固化成形(SLA)，分层实体制造成形(LOM)。3D打印材料有塑料、光敏树脂、金属粉末(金、银、钢、钛等)、石蜡、陶瓷粉末、尼龙粉末、ABS粉末、覆膜纸、聚丙烯(polypropylene)，聚碳酸酯(polycarbonate)、石膏粉末、生物材料(骨骼、肌肉细胞)。从目前材料的性能来有弹性或刚性的，遇热融化或耐高温的，透明的或不透明的，生物相容性的，铸造的，种类繁多，但是目前依然比不上传统制造所拥有的材料种类。3D打印技术还面临着一系列的问题，如制造速度、产品的材料性能、机器和材料的成本、操作的可访问性和安全性、多种颜色和成型精度和质量问题等。因此，新的3D快速成型技术和3D打印材料将极大的推动3D打印技术的发展。

[0003] 3D立体成像系统是为了获取并构建三维立体图像信息并提供给3D打印系统。三维立体图像技术包括三维立体超声成像，三维立体激光成像(包括透镜板式三维成像、投影式激光成像、全息激光成像)，三维微波立体成像，X射线计算机相干断层成像(CT)，核磁共振成像(MRI)，扫描电子显微镜(STM)，原子力显微镜(AFM)等。三维测量技术中最重要的是光学三维测量技术，基于双目立体视觉原理的三维立体重现，其原理类似于人的眼睛视觉机制，首先由2个摄像机从不同角度获取周围事物的两幅数字图像，然后由计算机重现周围景物的三维形状与位置。

[0004] 3D立体图像的构建还可以通过CAD 软件建模，如Tinkercad、123D、3D Tin、Sketch Up等，或Pro/e、UG、Solidworks、Solidedge、Catia建模软件。

[0005] 颜色调配系统是从由彩色(青色、紫红色、黄色)墨盒中分别提取不同比例，再喷射到近似同一点上，那么这个点便可以根据原色不同的比例显示出不同的颜色，在这过程重要保证不同比例的墨水精确的喷射到同一个点上。

[0006] 电流变材料、磁流变材料都是一种新兴的智能软材料，具有传统固体智能材料不具有的优点。是由高介电常数的介电颗粒或高磁导率的磁性颗粒通过添加适当的添加剂分散到载液中形成的稳定的分散体系，在电场或磁场的作用下，产生液体和固体或半固体之间的可逆、迅速、连续的变化，即电(磁)流变材料在外加电磁场的作用下粘度、塑性、粘弹性等特性发生变化的现象称之为电(磁)流变效应。

[0007] 3D打印机器人系统应当使产品快速成型具有如下性能，打印速度快、打印成本低、细节分辨率、精度高、材料性能、精度高等。

发明内容

[0008] 有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于磁流变材料的3D打印机器人系统及其打印方法，并以此快速打印产品模型。

[0009] 本发明的目的之一是提出一种基于磁流变材料的3D打印机器人系统；本发明的目的之二是提出一种基于磁流变材料的3D打印机器人系统的打印方法。

[0010] 本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的：

[0011] 本发明提供的基于磁流变材料的3D打印机器人系统，包括三维立体成像系统、计算机三维立体图像处理系统和3D打印快速成型装置；

[0012] 所述三维立体成像系统，用于获得实体的三维数据提取，提供给计算机三维立体图像处理系统；

[0013] 所述计算机三维立体图像处理系统，用于将三维立体成像系统提取的三维数据构建成立体图像，并对立体图像进行数字化处理形成用于控制3D打印快速成型装置进行快速成型的控制命令；

[0014] 所述3D打印快速成型装置，用于接收控制命令并驱动3D打印快速成型装置将磁流变材料在磁场下固化构建形成三维实体模型。

[0015] 进一步，所述3D打印快速成型装置包括沉积工作台、磁极、储液罐、墨盒、驱动泵、喷头、连接管道、控制器和伺服机构；

[0016] 所述沉积工作台，用于作为三维实体的磁流变材料逐层沉积成型的平台；

[0017] 所述磁极布置于沉积工作台的造型区域两侧，用于提供磁流变材料固化所需的磁场；

[0018] 所述储液罐、驱动泵、喷头通过连接管道相连通，形成磁流变材料的输送管道；所述储液罐，用于存储磁流变材料，所述驱动泵，用于为输送储液罐中的磁流变材料提供驱动力，所述喷头设置于沉积工作台上的磁极提供的磁场区域内；

[0019] 所述控制器，用于控制驱动泵的流量、墨盒颜料流量和伺服机构运动状态；

[0020] 所述伺服机构，用于控制喷头的三维运动状态。

[0021] 进一步，所述3D打印快速成型装置还包括磁流变材料流量控制系统、染料调配及控制系统和磁场产生调节系统；

[0022] 所述磁流变材料流量控制系统，用于控制磁流变材料流量大小；

[0023] 所述染料调配及控制系统，用于为打印材料进行自动化配色和流量控制；

[0024] 所述磁场产生调节系统，用于产生磁场从而使磁流变材料固化成型。

[0025] 进一步，所述三维立体成像系统为三维立体超声成像、三维立体激光成像、三维微波立体成像系统、X射线计算机相干断层成像系统、核磁共振成像系统、扫描电子显微镜成像系统或原子力显微镜成像系统中的任一种。

[0026] 进一步，所述计算机三维立体图像处理系统包括构建立体图像模块、Z层离散化分层处理模块和XY层面信息处理模块；

[0027] 所述构建立体图像模块，用于将三维数据构建成CAD三维模型；

[0028] 所述Z层离散化分层处理模块，用于将所述三维模型进行Z向离散化分层处理生成模型截面数据信息；

[0029] 所述XY层面信息处理模块，用于将所述三维模型进行XY向信息处理生成填充轨迹运动信息。

[0030] 进一步，所述磁流变材料流量控制系统通过设置于输送管道上的流量计获取磁流变材料流量信号并将流量信号输送到控制器；

[0031] 所述染料调配及控制系统通过设置于墨盒上的流量器来获取墨盒中各种染料的流量信号并将流量信号输送到控制器；

[0032] 所述磁场产生调节系统包括一对电磁铁作为磁极和用于调节电磁铁磁性强弱的直流可控电源。

[0033] 本发明的目的之二是通过以下技术方案来实现的：

[0034] 本发明提供的基于磁流变材料的3D打印机器人系统的打印方法，包括以下步骤：

[0035] S1：构建三维待沉积模型并根据待沉积模型的三维信息生成伺服结构的运动命令、驱动泵流量控制指令；

[0036] S2：将所述三维模型进行Z层离散化分层处理和XY层面信息处理，生成模型截面数据信息和填充轨迹运动信息；

[0037] S3：根据模型截面数据信息和填充轨迹运动信息来控制喷头沿界面轮廓和填充轨迹进行运动，同时定量控制驱动泵喷射磁流变材料到沉积工作台上磁极固化磁场区域内，进行逐层堆叠建模；并使得磁流变材料固化成型形成三维模型样品。

[0038] 进一步，所述喷头流量是根据截面数据信息来调节驱动泵的流量形成的，所述喷头三维运动轨迹是利用填充轨迹运动信息驱使伺服机构来调节喷头进行三维运动的。

[0039] 进一步，还包括调节磁流变材料固化磁场强度大小，所述磁极固化磁场的磁场强度大小根据实际情况确定。

[0040] 本发明的优点在于：本发明采用三维立体成像技术、磁流变技术、精密控制技术、数字化图像技术形成基于磁流变材料的3D打印机器人系统，通过三维立体成像系统，计算机三维立体图像处理软件，机械手臂三维运动系统，磁流变材料流量控制系统，染料调配及控制系统，磁场产生调节系统来实现产品快速成型。该装置的成本低、简单快速；是一种能够批量生产模型或产品的人机交互系统。

[0041] 本发明提供的3D打印机器人系统应当使产品快速成型具有如下性能：打印速度快、打印成本低、细节分辨率、精度高、材料性能、精度高等。

[0042] 采用磁流变材料的磁流变效应，即将高介电常数的介电颗粒或高磁导率的磁性颗粒通过添加适当的添加剂分散到载液中形成的稳定的分散体系，然后在磁场的作用下，产生液体和固体或半固体之间的可逆、迅速、连续的变化，因此该装置成本极低，用磁场代替传统的熔融喷射快速成型的3D打印，不需要的高压电场，不需要昂贵的激光光学设备，温控系统，光敏材料等，系统更加简单，成本大幅度降低；操作的可访问性和安全性、多种颜色和成型精度和质量问题等。因此，新的3D快速成型技术和3D打印材料将极大的推动3D打印技术的发展。附图说明

[0043] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

[0044] 图1为基于磁流变液的3D打印快速成型的喷头装置示意图；

[0045] 图2为基于磁流变液的3D打印快速成型的装置示意图；

[0046] 图3为基于磁流变液的3D打印快速成型方法的模型构建流程图；

[0047] 图4基于磁流变材料的3D打印机器人系统的工作流程图。

[0048] 图中，沉积工作台-1、磁极-2、实体模型-3、储液罐-4、墨盒-5、驱动泵-6、计算机-7、伺服机构-8、喷头-9、连接管道-10。

具体实施方式

[0049] 以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

[0050] 实施例1

[0051] 图1为基于磁流变液的3D打印快速成型的喷头装置示意图，图2为基于磁流变液的3D打印快速成型的装置示意图，如图所示：本发明提供的基于磁流变材料的3D打印机器人系统，包括三维立体成像系统、计算机三维立体图像处理系统和3D打印快速成型装置；

[0052] 所述三维立体成像系统，用于获得实体的三维数据提取，提供给计算机三维立体图像处理系统；

[0053] 所述计算机三维立体图像处理系统，用于将三维立体成像系统提取的三维数据构建成立体图像，并对立体图像进行数字化处理形成用于控制3D打印快速成型装置进行快速成型的控制命令；本发明提供的计算机三维立体图像处理软件可以采用CAD软件建模，如Tinkercad、123D、3D Tin、Sketch Up等，或Pro/e、UG、Solidworks、Solidedge、Catia建模软件；

[0054] 所述3D打印快速成型装置，用于接收控制命令并驱动3D打印快速成型装置将磁流变材料在磁场下固化构建形成三维实体模型。

[0055] 所述3D打印快速成型装置包括沉积工作台1、磁极2、储液罐4、墨盒5、驱动泵6、喷头9、连接管道10、控制器和伺服机构8；

[0056] 所述沉积工作台，用于作为三维实体的磁流变材料逐层沉积成型的平台；

[0057] 所述磁极布置于沉积工作台的造型区域两侧，用于提供磁流变材料固化所需的磁场；

[0058] 所述储液罐、驱动泵、喷头通过连接管道相连通，形成磁流变材料的输送管道；所述储液罐，用于存储磁流变材料，所述驱动泵，用于为输送储液罐中的磁流变材料提供驱动力，所述喷头设置于沉积工作台上的磁极提供的磁场区域内；

[0059] 所述控制器，用于控制驱动泵的流量、墨盒颜料流量和伺服机构运动状态，本实施例中的控制器可以采用计算机7；

[0060] 所述伺服机构，用于控制喷头的三维运动状态；

[0061] 所述3D打印快速成型装置还包括磁流变材料流量控制系统、染料调配及控制系统和磁场产生调节系统；

[0062] 所述磁流变材料流量控制系统，用于控制磁流变材料流量大小；

[0063] 所述染料调配及控制系统，用于为打印材料进行自动化配色和流量控制；

[0064] 所述磁场产生调节系统，用于产生磁场从而使磁流变材料固化成型，从而使磁流变材料形成需要打印的实体模型3；

[0065] 所述三维立体成像系统为三维立体超声成像、三维立体激光成像(包括透镜板式三维成像、投影式激光成像、全息激光成像)、三维微波立体成像系统、X射线计算机相干断层成像系统、核磁共振成像系统、扫描电子显微镜成像系统或原子力显微镜成像系统中的任一种；

[0066] 所述计算机三维立体图像处理系统包括构建立体图像模块、Z层离散化分层处理模块和XY层面信息处理模块；

[0067] 所述构建立体图像模块，用于将三维数据构建成CAD三维模型；

[0068] 所述Z层离散化分层处理模块，用于将所述三维模型进行Z向离散化分层处理生成模型截面数据信息；

[0069] 所述XY层面信息处理模块，用于将所述三维模型进行XY向信息处理生成填充轨迹运动信息；

[0070] 所述磁流变材料流量控制系统通过设置于输送管道上的流量计获取磁流变材料流量信号并将流量信号输送到控制器；

[0071] 所述染料调配及控制系统通过设置于墨盒上的流量器来获取墨盒中各种染料的流量信号并将流量信号输送到控制器；

[0072] 所述磁场产生调节系统包括一对电磁铁作为磁极和用于调节电磁铁磁性强弱的直流可控电源。

[0073] 其中，伺服机构在控制器的作用下通过驱动器来驱动机械手臂来于控制喷头的三维运动状态，从而形成一个机械手臂三维运动系统。

[0074] 其中，所述磁流变材料在控制器的作用下通过流量计来获取储液罐和墨盒中的磁流变材料流量信号并作为反馈信号来控制驱动泵输送磁流变材料，从而形成磁流变材料流量控制系统。

[0075] 其中，所述墨盒、作为染料的磁流变材料和驱动泵在控制器的作用下组成染料调配及控制系统。

[0076] 其中，所述电磁铁和直流可控电源组成磁场产生调节系统。

[0077] 图3为基于磁流变液的3D打印快速成型方法的模型构建流程图，图4基于磁流变材料的3D打印机器人系统的工作流程图，如图所示：本发明的目的之二是通过以下技术方案来实现的：

[0078] 本发明提供的基于磁流变材料的3D打印机器人系统的打印方法，包括以下步骤：

[0079] S1：构建三维待沉积模型并根据待沉积模型的三维信息生成伺服结构的运动命令、驱动泵流量控制指令；

[0080] S2：将所述三维模型进行Z层离散化分层处理和XY层面信息处理，生成模型截面数据信息和填充轨迹运动信息；

[0081] S3：根据模型截面数据信息和填充轨迹运动信息来控制喷头沿界面轮廓和填充轨迹进行运动，同时定量控制驱动泵喷射磁流变材料到沉积工作台上磁极固化磁场区域内，进行逐层堆叠建模；并使得磁流变材料固化成型形成三维模型样品。

[0082] 所述喷头流量是根据截面数据信息来调节驱动泵的流量形成的，所述喷头三维运动轨迹是利用填充轨迹运动信息驱使伺服机构来调节喷头进行三维运动的。

[0083] 还包括调节磁流变材料固化磁场强度大小，所述磁极固化磁场的磁场强度大小根据实际情况确定。

[0084] 实施例2

[0085] 本实施例与实施例1的区别仅在于：

[0086] 本发明提供的3D打印快速成型的原理是基于磁流变材料的磁流变效应。

[0087] 本发明的3D打印技术难题的解决，添加粘结剂或参杂固体颗粒，低温固化成型。工业上常用的胶黏剂有聚乙烯醇胶黏剂、聚乙烯醇缩甲醛胶、聚醋酸乙烯胶黏剂、环氧树脂类、合成橡胶类、聚氨酯类、丙烯酸酯粘结剂、杂环高分子粘结剂。

[0088] 本发明的3D打印机器人为人形机器人。头部是电脑控制系统，用来处理三维立体图像。

[0089] 两个手臂，一个手臂用来进行三维成像，另一个手臂用来实现磁流变材料三维移动喷射。

[0090] 本发明将磁流变液储液罐及三色墨盒设在腹部，可以方便取出更换液体。

[0091] 本发明为克服磁流变材料的颜色单调性，设置可以进行颜色涂料的调配系统。仿照压电式彩色喷墨打印机原理，设置三色墨盒(青色、紫红色、黄色)、喷头(包括喷嘴孔、压电陶瓷)、清洗部分、运转机构(实现打印位置定位)和传感器(为检测打印机各部件的工作状况而设)等几个部分。

[0092] 本发明喷头可以是一个，也可以是多个。

[0093] 本发明所需的三维立体图像技术包括三维立体超声成像，三维立体激光成像包括透镜板式三维成像、投影式激光成像、全息激光成像，计算机相干断层成像(CT)，核磁共振成像等。本发明优选无创、无放射损伤的影像诊断技术——三维立体超声成像技术。

[0094] 如将大头贴打印成一个立体塑像，立体塑像的制造过程分为三个阶段：拍照、建模、打印。

[0095] 首先，要通过机器人的一条手臂进行三维立体摄像，此手臂可以进行身体全方位的扫描成像。并将数据传到头部即电脑中，通过三维图像处理软件提取有用信息，构建人体的三维立体图像。此过程中，还可以根据个人喜好修改图像信息，构建出符合客户需求的三维模型图像。

[0096] 然后，将三维图像数字网格化，实现Z轴方向上离散化分层处理。电脑根据每一层的信息，发出信号指令，控制储液罐、彩色墨盒的流量调配以及3D打印机器人的另一只手臂，即磁流变材料喷头的逐层固化成型。

[0097] 最后，形成三维立体模型，在对其进行硬化，美观等后续处理，直至制造出理想的立体塑像。

[0098] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

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基于磁流变材料的3D打印机器人系统及打印方法

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技术领域

背景技术

发明内容

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