拼装式粘土3D打印机的制作方法

本实用新型涉及建筑工程相关技术领域，具体涉及拼装式粘土3D打印机。

背景技术：

现有的粘土3D打印机一般采用直接通过空气压缩机压力挤出的方式，由于土质和装填的原因，在材料中往往存在着大量的气泡，造成打印过程中粘土中断挤出或压缩空气喷射毁坏模型的问题，而且整体结构较为复杂，不利于搬运和安装，而粘土作品的制作，一直受到青少年儿童的青睐，如果能针对青少年儿童实现粘土3D打印机的快速安装、拆卸和清洗，则具有重要意义。

技术实现要素：

针对上述问题，为了解决现有技术的不足，本实用新型提供拼装式粘土3D打印机，该打印机结构简单，可实现快速拼装，而且可以有效解决粘土打印过程中混杂气泡的问题，配合移动装置的设置实现不同土质，不同形状材料打印。

本实用新型提供的方案如下：

拼装式粘土3D打印机，包括：

粘土输出装置，该装置包括压力桶，在压力桶内可填充粘土，且在压力桶内设置活塞，活塞由压力装置带动活塞推动粘土从压力桶输出；

粘土搅拌挤出装置，该装置包括外部套筒，在外部套筒的内部设有用于挤出粘土的针筒，针筒与压力桶连通，具体地，压力桶的一端通过送料管与压力桶下表面的喷嘴实现连接，且在针筒内设有可旋转的搅拌棒，固定时，外部套筒竖直设置，针筒的出口设置于外部套筒的底部；

工作台，工作台与第一移动装置固定带动工作台沿x轴方向移动；

外部套筒与可带动外部套筒沿着与x轴垂直的方向y轴移动的第二移动装置以及沿着竖直方向z轴移动的第三移动装置分别单独连接。

所述第一移动装置、第二移动装置及第三移动装置分别与计算机的打印控制系统连接。

上述的粘土3D打印机通过粘土输出装置向粘土搅拌挤出装置供给粘土，随着第一移动装置、第二及第三移动装置的移动，粘土搅拌挤出装置向工作台表面一层一层挤出粘土，实现特定形状、结构的粘土结构的打印。

进一步地，为了简化结构，所述的第一移动装置为由电机驱动的直线导轨，所述的工作台与直线导轨的滑块固定。

作为优选，所述的第二移动装置与第三移动装置均为由电机驱动的直线导轨，电机反应速度快，可实现打印的快速精确。

进一步地，所述第二移动装置与第三移动装置相垂直设置。

进一步地，所述第三移动装置通过支架支撑固定在底座上，所述第一移动装置的底部固定于所述的底座上，并且在底座下表面的四个角处设置多个支撑脚，以方便对整个打印机的快速搬放，有利于儿童青少年的操作。

进一步地，所述工作台与所述的第一移动装置之间可拆卸设置，同时，所述第二移动装置与所述第三移动装置之间可拆卸设置，这样可拆卸的设置，可实现对整个打印机的快速安装与拆卸，简单方便。

进一步地，为了支撑的稳定，所述第二移动装置包括两条相互平行的竖直设置的直线导轨，二者之间通过连接件连接。

作为优选，所述工作台水平设置，第一移动装置设于工作台的下方，最好是设于工作台下部的中央，以提供打印机在移动过程中的稳定性。

本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型通过将粘土输送与粘土搅拌分离，并设置搅拌棒对粘土进行搅拌，可使粘土搅拌均匀，并且能大大降低粘土中混杂的气泡，使得打印过程更加稳定。

2)采用多个移动装置的设置，既能方便对各个方向位移的控制，而且采用拼装式的结构对打印机的整体进行设置，可实现快速拼装，方便了对整个打印机的搬运。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中第一移动装置的示意图。

图3是本实用新型中粘土输出装置的示意图。

图4是本实用新型中粘土搅拌挤出装置示意图。

图中：1.第三移动装置，2.第二移动装置，3.压力桶，4.送料管，5.工作台，6.底座，7.第一移动装置，8.电机，9.滑块，10.压力阀，11.步进电机，12.联轴器，13.搅拌棒，14.外部套筒，15.针筒。

具体实施方式

下面结合说明书附图具体实施例对本实用新型作进一步的描述：

拼装式粘土3D打印机，包括：

粘土输出装置，该装置包括压力桶3，在压力桶3内可填充粘土，且在压力桶3内设置活塞，活塞由压力装置带动活塞推动粘土从压力桶3输出；

粘土搅拌挤出装置，该装置包括外部套筒14，在外部套筒14的内部设有用于挤出粘土的针筒15，针筒15与压力桶3连通，具体地，压力桶3的一端通过送料管4与压力桶3下表面的喷嘴实现连接，且在针筒15内设有可旋转的搅拌棒13；

工作台5，工作台5与第一移动装置7固定带动工作台沿x轴方向移动；所述工作台5水平设置，相应地，第二移动装置2同样是水平设置的，第一移动装置7设于工作台5的下方，最好是设于工作台5下部的中央，以提供打印机在移动过程中的稳定性。

外部套筒14与可带动外部套筒14沿着与x轴垂直的方向y轴移动的第二移动装置2以及沿着竖直方向z轴移动的第三移动装置1分别单独连接。

所述第一移动装置、第二移动装置及第三移动装置分别与计算机的打印控制系统连接。

上述的粘土3D打印机通过粘土输出装置向粘土搅拌挤出装置供给粘土，随着第一移动装置、第二及第三移动装置的移动，粘土搅拌挤出装置向工作台表面一层一层挤出粘土，实现特定形状、结构的粘土结构的打印。

同时，针筒15通过螺纹紧固于外部套筒14内，可实现针筒15与外部套筒14的快速分离，方便拆卸进行清洗，或者，针筒15的上部固定有轴承，轴承与针筒15过盈配合，轴承中部穿过搅拌棒13，针筒15下部通过底托来将针筒15与外部套筒14固定，底托通过螺栓与外部套筒14固定，这样的结构设置方便对针筒15的拆卸，针筒用于挤出粘土的端部内径小于针筒筒身的内径，并且有一段缩径，以方便粘土的挤出，搅拌棒13的端部设在针筒15内部打印装置的缩径处。

为了简化结构，所述的第一移动装置7为由电机8驱动的直线导轨，所述的工作台5与直线导轨的滑块9固定。

所述的第二移动装置2与第三移动装置1均为由电机驱动的直线导轨，电机反应速度快，可实现打印的快速精确，所述第二移动装置与第三移动装置相垂直设置，所述第二移动装置包括两条相互平行的竖直设置的直线导轨。

所述第三移动装置通过支架支撑固定在底座6上，所述第一移动装置的底部固定于所述的底座6上，并且在底座6下表面的四个角处设置多个支撑脚，以方便对整个打印机的快速搬放，有利于儿童青少年的操作，方便操作，有利于提高青少年儿童的动手操作能力。

所述工作台5与所述的第一移动装置之间可拆卸设置，同时，所述第二移动装置2与所述第三移动装置1之间可拆卸设置，这样可拆卸的设置，可实现对整个打印机的快速安装与拆卸，简单方便。

整个3D打印机采用XYZ笛卡尔坐标系的运行方式，三个移动装置固定于底座6上，每个方向均采用丝杠配合联轴器的传动方式，每个移动装置的组件完全一致可以相互替换。四组经过设计的相同的直线导轨就可以拼装成一台XYZ运行平台。

压力装置采用空气压缩机，空气压缩机与压力阀10相连控制压力桶内气压大小，然后与压力桶尾部的进气口相通，活塞位于压力桶内。外部粘土通过外部套筒14上的接口进入内部针筒内，进而通过搅拌棒13螺旋挤出。本发明的粘土搅拌挤出装置解决了粘土打印过程中混杂气泡的问题，通过调节压力阀气压大小可以打印多种土质。

使用过程中，粘土通过粘土输送装置的送料管4进入接头，进而进入针筒15内，步进电机11通过弹性联轴器12带动搅拌棒13进行螺旋搅拌，混合均匀粘土，使其内部气泡减少，同时粘土在搅拌棒的作用下通过针筒顶端的出口挤出。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不是本实用新型的全部实施例，不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术，为了突出本实用新型的创新特点，上述技术特征在此不再赘述。