一种自适应夹持定位的鞋类3D打印成型装置的制作方法

本发明涉及鞋类制造设备，尤其涉及一种自适应夹持定位的鞋类3d打印成型装置。

背景技术：

1、鞋类3d打印技术凭借其个性化定制、结构成型灵活、研发周期短等优势，逐渐应用于鞋类新品开发、个性化鞋体成型、功能性鞋材增材制造等领域。鞋类打印成型过程中，通常以鞋楦为承载基体，在鞋楦外表面进行逐层堆叠打印，以此完成鞋帮、鞋面、功能性纹路及加固结构的一体化成型加工。鞋楦的定位夹持精度与稳定性，直接决定鞋类3d打印的成型尺寸精度、表面质量及成品合格率，是鞋类3d打印成型设备的核心关键。

2、传统打印设备多采用单一固定夹具或简易支撑平台对鞋楦进行限位固定，一方面，鞋楦底部为不规则曲面结构，不同鞋码、不同鞋型的鞋楦底部曲率、轮廓尺寸差异较大，传统刚性支撑结构无法适配鞋楦曲面自适应贴合支撑，极易出现局部悬空、单点受力集中的问题，打印过程中鞋楦易发生轻微晃动、偏移，进而导致打印层错位、纹路偏移、成型尺寸偏差等质量缺陷；另一方面，现有设备多采用单一机械夹持方式完成鞋楦固定，夹持方式单一、稳定性差，仅依靠外侧刚性卡爪硬性夹紧，易造成鞋楦挤压变形、表面压痕，同时夹持盲区较多，无法实现鞋楦全周无遮挡打印，严重影响鞋类成品的外观完整性与成型精度。

3、除此之外，传统工装结构无法根据鞋楦规格自适应调节支撑与夹持状态，针对不同尺码、不同曲面的鞋楦需要频繁更换工装夹具，换型操作繁琐，生产效率低下，难以适配小批量、多款式、个性化的鞋类3d打印生产需求。同时，单一的机械夹持固定方式，在打印喷头高速运动、耗材熔融堆叠的工况下，抗振动、抗滑移能力较差，软质鞋楦、薄壁鞋楦极易出现打滑、松动现象，极大限制了鞋类3d打印的成型质量与适用范围。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述背景技术中存在的问题，而提出的一种自适应夹持定位的鞋类3d打印成型装置。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种自适应夹持定位的鞋类3d打印成型装置，包括外箱体、供料箱、z轴轨道、y轴轨道、x轴轨道和打印头，所述外箱体的顶部固定有供料箱，所述外箱体内部下方的左右端均纵向固定有z轴轨道，两个所述z轴轨道的内部上方均竖向嵌入有y轴轨道，两个所述y轴轨道之间的顶部横向嵌入有x轴轨道，所述x轴轨道的内部嵌入有打印头，其特征在于，所述外箱体的内部底端固定有真空泵和气泵，所述外箱体的内部下方设置有夹持组件。

4、优选的，所述夹持组件由外框架、放置板、内筒体、回位弹簧、滑块、支撑柱、吸盘、支撑板、电动推杆、安装盘、弹簧轴、夹板、气囊层组成；

5、所述外箱体的内部下方固定有外框架，所述外框架的内壁安装有放置板，所述放置板的内部固定有内筒体，所述内筒体的内部下方固定连接有回位弹簧，所述内筒体的内部上方嵌入有滑块，所述滑块的顶部固定连接有支撑柱，所述支撑柱的顶部固定有吸盘，所述外框架的上表面固定有支撑板，所述支撑板的内部嵌入有电动推杆，所述电动推杆动力输出端的推杆外壁安装有安装盘，所述安装盘朝向放置板中部的一端固定安装有弹簧轴，所述弹簧轴外部转动连接有两个夹板，两个所述夹板可绕弹簧轴相对摆动实现开合夹持，所述夹板的内侧壁均固定有气囊层。

6、优选的，所述外框架上表面的前后及左右四端呈十字形均布安装有支撑板，所述支撑板朝向外框架中心一侧均设置有两个夹板，所述夹板的底面与放置板上的吸盘的上表面位于同一高度。

7、优选的，所述气泵的排气端通过管路与气囊层的内腔相连通，所述气囊层背离夹板一侧的外壁布设有网格状防滑纹路。

8、优选的，所述放置板的内部设置有中空腔体，所述真空泵的近气端通过管道与中空腔体相导通，所述内筒体的高度与中空腔体的高度一致，所述内筒体安装在中空腔体中。

9、优选的，所述放置板的腔体内部矩阵式等距方式布置有60-100个内筒体，所述支撑柱上端贯穿放置板上表面并向外伸出。

10、优选的，所述内筒体的内部开口设置有中空矩形槽，所述内筒体的前后左右端均开口设置有与矩形槽相导通的排气槽，所述矩形槽的横截面积与滑块的横截面积大小一致，所述滑块的外壁紧贴内筒体的内壁及内壁顶端。

11、优选的，所述滑块的底部与回位弹簧的顶部之间相连接，所述滑块在内筒体的矩形槽中竖直方向上下升降。

12、优选的，所述滑块内部的前后端设置有与支撑柱内部相导通的中空通道，所述滑块位于矩形槽最上方时内筒体正好对中空通道的外壁进行封堵。

13、优选的，所述滑块向下移动并压缩回位弹簧时，所述内筒体四周的排气槽恰好对应设于滑块四周中空通道的外侧。

14、本发明提供了一种自适应夹持定位的鞋类3d打印成型装置，具有以下有益效果：

15、1、本发明采用多点自适应浮动支撑结构，放置板内部阵列布置多组内筒体、回位弹簧与支撑柱结构，鞋楦放置后依靠自身重力下压对应位置的吸盘与支撑柱，使受压位置的滑块下移压缩回位弹簧，并通过滑块中空通道与内筒体排气槽配合实现自动泄压，未受压位置支撑柱保持原有支撑高度，整体结构可根据不同鞋码、不同底部曲面轮廓的鞋楦自动完成高低自适应贴合支撑，彻底解决传统刚性平台支撑悬空、受力不均、单点顶压变形的问题，大幅提高鞋楦放置贴合度与支撑稳定性。

16、2、本发明设置负压吸附固定结构，通过真空泵对放置板腔体抽取负压，使鞋楦底部与放置板形成整体吸附固定，配合多点自适应支撑，使鞋楦底部全方位贴合定位，有效抑制3d打印过程中因喷头移动、耗材堆叠振动产生的微小偏移与晃动，避免打印层错位、纹路偏移、成型翘边等缺陷，显著提升鞋类3d打印成型精度与成品合格率。

17、3、本发明通过前后左右四组电动推杆同步推动夹板向鞋楦外壁靠拢，气泵对气囊层充气膨胀，利用气囊柔性特性紧密贴合鞋楦外侧曲面，同时气囊外壁设置网格防滑纹路，大幅提升夹持摩擦力，相较于传统硬性卡爪夹持，本发明柔性夹持无挤压压痕、不会夹损软质鞋楦与薄壁鞋楦，适配不同鞋型、不同弧度的异形鞋楦外壁，通用性极强，整体采用底部负压吸附定位+外周气囊柔性环抱夹持的双重固定方式，定位限位维度全面，无夹持遮挡盲区，鞋楦外表面完全裸露，可实现鞋体外侧、鞋帮、鞋跟、鞋口全周曲面无死角打印，解决传统外夹夹具遮挡导致局部无法打印、需要二次返工的问题，提升打印成型完整性与加工效率。

1.一种自适应夹持定位的鞋类3d打印成型装置，包括外箱体（1）、供料箱（2）、z轴轨道（3）、y轴轨道（301）、x轴轨道（302）和打印头（303），所述外箱体（1）的顶部固定有供料箱（2），所述外箱体（1）内部下方的左右端均纵向固定有z轴轨道（3），两个所述z轴轨道（3）的内部上方均竖向嵌入有y轴轨道（301），两个所述y轴轨道（301）之间的顶部横向嵌入有x轴轨道（302），所述x轴轨道（302）的内部嵌入有打印头（303），其特征在于，所述外箱体（1）的内部底端固定有真空泵（4）和气泵（5），所述外箱体（1）的内部下方设置有夹持组件。

2.根据权利要求1所述的自适应夹持定位的鞋类3d打印成型装置，其特征在于，所述夹持组件由外框架（6）、放置板（7）、内筒体（701）、回位弹簧（702）、滑块（703）、支撑柱（704）、吸盘（705）、支撑板（8）、电动推杆（801）、安装盘（802）、弹簧轴（803）、夹板（804）、气囊层（805）组成；

3.根据权利要求2所述的自适应夹持定位的鞋类3d打印成型装置，其特征在于，所述外框架（6）上表面的前后及左右四端呈十字形均布安装有支撑板（8），所述支撑板（8）朝向外框架（6）中心一侧均设置有两个夹板（804），所述夹板（804）的底面与放置板（7）上的吸盘（705）的上表面位于同一高度。

4.根据权利要求2所述的自适应夹持定位的鞋类3d打印成型装置，其特征在于，所述气泵（5）的排气端通过管路与气囊层（805）的内腔相连通，所述气囊层（805）背离夹板（804）一侧的外壁布设有网格状防滑纹路。

5.根据权利要求2所述的自适应夹持定位的鞋类3d打印成型装置，其特征在于，所述放置板（7）的内部设置有中空腔体，所述真空泵（4）的近气端通过管道与中空腔体相导通，所述内筒体（701）的高度与中空腔体的高度一致，所述内筒体（701）安装在中空腔体中。

6.根据权利要求2或5所述的自适应夹持定位的鞋类3d打印成型装置，其特征在于，所述放置板（7）的腔体内部矩阵式等距方式布置有60-100个内筒体（701），所述支撑柱（704）上端贯穿放置板（7）上表面并向外伸出。

7.根据权利要求2所述的自适应夹持定位的鞋类3d打印成型装置，其特征在于，所述内筒体（701）的内部开口设置有中空矩形槽，所述内筒体（701）的前后左右端均开口设置有与矩形槽相导通的排气槽，所述矩形槽的横截面积与滑块（703）的横截面积大小一致，所述滑块（703）的外壁紧贴内筒体（701）的内壁及内壁顶端。

8.根据权利要求2或7所述的自适应夹持定位的鞋类3d打印成型装置，其特征在于，所述滑块（703）的底部与回位弹簧（702）的顶部之间相连接，所述滑块（703）在内筒体（701）的矩形槽中竖直方向上下升降。

9.根据权利要求2或7所述的自适应夹持定位的鞋类3d打印成型装置，其特征在于，所述滑块（703）内部的前后端设置有与支撑柱（704）内部相导通的中空通道，所述滑块（703）位于矩形槽最上方时内筒体（701）正好对中空通道的外壁进行封堵。

10.根据权利要求2或7所述的自适应夹持定位的鞋类3d打印成型装置，其特征在于，所述滑块（703）向下移动并压缩回位弹簧（702）时，所述内筒体（701）四周的排气槽恰好对应设于滑块（703）四周中空通道的外侧。