一种金属三维打印的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种金属三维打印机，其包括：一机架，其包括：一座体及设置于座体后端的立柱；一工作台，该工作台以可沿X轴方向及Y轴方向移动的装配方式活动安装于座体上；一打印装置，其包括：通过一可沿Z轴方向移动的移动座安装于立柱上的高频电感应加热装置、安装于高频电感应加热装置前端的加热线圈和打印头，其中，加热线圈嵌套于打印头外表面，打印头中设置有供金属线材输入的孔；一用于控制所述高频电感应加热装置加热功率的温度控制器，其包括一红外线测温探头，该红外线测温探头对准打印头的下端部。本实用新型具有加热温度高、温度可控范围广、节能、成本低、结构简单、使用简便、生产质量高、市场竞争力强等优点。
【专利说明】一种金属三维打印机
【技术领域】:
[0001]本实用新型涉及实物成型设备【技术领域】，特指一种结构简单、成本低，且使用简便、市场竞争力强的金属三维打印机。
【背景技术】:
[0002]3D打印机，即快速成形技术的一种机器，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造，意味着这项技术正在普及。
[0003]3D打印的设计过程是:先通过计算机进行软件建模，再将建成的三维模型“剖析”成逐层的截面，即切面，从而指导打印机逐层打印，并将薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型。多功能3D打印机与传统打印机最大的区别在于:它使用的“墨水”是实实在在的原材料。所述的原材料一般为热熔胶线，该热熔胶线的端部插入3D打印机的热熔打印机头中，而热熔打印机头通过通电加热而实现对热熔胶线进行熔融，经熔融的胶从热熔打印机头下端流出，逐层打印，并将薄型层面堆叠以实现固态物体成型。
[0004]目前的3D打印机普遍应用于成型塑胶模型，而应用于成型金属模型的3D打印机较少，且该成型金属模型用的3D打印机均是采用激光加热，其结构非常复杂、成本较高。
[0005]有鉴于此，本发明人提出以下技术方案。
实用新型内容:
[0006]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、成本低，且使用简便、市场竞争力强的金属三维打印机。
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型采用了下述技术方案:该金属三维打印机包括:一机架，其包括:一座体及设置于座体后端的立柱；一工作台，该工作台以可沿X轴方向及Y轴方向移动的装配方式活动安装于座体上；一打印装置，其包括:通过一可沿Z轴方向移动的移动座安装于立柱上的高频电感应加热装置、安装于高频电感应加热装置前端并可根据温度梯度调节每圈之间匝距的加热线圈和打印头，其中，加热线圈嵌套于打印头外表面，打印头中设置有供金属线材输入的孔；一用于控制所述高频电感应加热装置加热功率的温度控制器，其包括一红外线测温探头，该红外线测温探头对准打印头的下端部。
[0008]进一步而言，上述技术方案中，所述的打印头包括:一钨钢喷嘴和一体固定于钨钢喷嘴外围的耐高温陶瓷保护套以及镶嵌于钨钢喷嘴上端的陶瓷套盖，该钨钢喷嘴上端固定设置有一支架，并通过该支架与高频电感应加热装置形成可拆装的装配。
[0009]进一步而言，上述技术方案中，所述钨钢喷嘴中开设有贯穿上下端的所述的孔，该孔由上往下逐渐变小，且该孔下端出口的直径小于金属线材的直径。
[0010]进一步而言，上述技术方案中，所述的陶瓷套盖镶嵌于所述钨钢喷嘴中孔的上端，且该陶瓷套盖上设置的线孔与该孔连通。[0011]进一步而言，上述技术方案中，所述耐高温陶瓷保护套内壁与钨钢喷嘴外壁设置的槽之间形成用于喷出惰性气体的冷却孔。
[0012]进一步而言，上述技术方案中，所述的加热线圈由铜管曲卷形成，且铜管中形成有供冷却水流过的通道。
[0013]进一步而言，上述技术方案中，所述机架上还设置有一用于对所述打印头输送金属线材的送料机构，该送料机构包括:成对装配的压轮以及用于驱动压轮转动的伺服电机，其中，该压轮之间形成有用于夹紧金属线材送料的间隙。
[0014]采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比较具有如下有益效果:
[0015]1、本实用新型采用高频电感应加热装置配合加热线圈对打印头进行加热，可有效控制加热温度，以达到温度稳定、节能的效果，其还具有加热温度高，可控范围广、成本低，结构简单等优点，令本实用新型具有较高的市场竞争力。
[0016]2、所述的打印头与高频电感应加热装置之间为可拆装式装配，组装及使用起来均十分方便。另外，加热线圈的线芯形成有供冷水流过的通道，以致其本身具有较高的冷却作用。
[0017]3、本实用新型可以相应地调整加热线圈中每圈的直径大小和每圈之间的匝距的大小，以致可方便调整打印头各部分的温度，以满足金属线体进入打印头后，从预热、软化、融化、挤出的温度梯度达到最佳效果。
[0018]4、由于耐高温陶瓷保护套周边设置有用于喷出惰性气体的冷却孔，并通过该冷却孔在所述的打印头工作时喷出惰性气体，以致可有效防止打印头喷出的金属液体在工作台上形成金属堆积层时被氧化，还可以有效对金属液体起到冷却成型的作用，这样可有效提高本实用新型的工作质量，以制造出质量优良的金属模型产品。
【专利附图】
【附图说明】:
[0019]图1是本实用新型的结构示意图；
[0020]图2是本实用新型中打印头与加热线圈的装配示意图；
[0021]图3是图2的剖视图。
【具体实施方式】:
[0022]下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步说明。
[0023]参见图1-3所示，为一种金属三维打印机，其包括:一机架I及安装于机架I上并可沿X轴方向及Y轴方向移动的工作台2和安装于机架I上并可沿Z轴方向移动的打印装置3、温度控制器4。
[0024]所述的机架I其包括:一座体11及设置于座体11后端的立柱12，该立柱12直立于座体11后端。所述的工作台2以可沿X轴方向及Y轴方向移动的装配方式活动安装于座体11上。
[0025]所述的打印装置3包括:通过一可沿Z轴方向移动的移动座13安装于立柱12上的高频电感应加热装置31、安装于高频电感应加热装置31前端并可根据温度梯度调节每圈之间匝距的加热线圈32和打印头33，其中，加热线圈32嵌套于打印头33外表面，打印头33中设置有供金属线材输入的孔330。[0026]本实用新型采用高频电感应加热装置31配合加热线圈32对打印头33进行加热，可有效控制加热温度，以达到温度稳定、节能的效果，其还具有加热温度高，可控范围广、成本低，结构简单等优点。
[0027]所述的打印头33包括:一钨钢喷嘴331和一体固定于钨钢喷嘴331外围的耐高温陶瓷保护套332以及镶嵌于钨钢喷嘴331上端的陶瓷套盖333，该钨钢喷嘴331上端固定设置有一支架334，并通过该支架334与高频电感应加热装置31形成可拆装的装配。
[0028]所述的钨钢喷嘴331具有耐高温，不氧化脱皮，耐磨，耐用的优点。
[0029]所述的打印头33与高频电感应加热装置31之间为可拆装式装配，组装及使用起来均十分方便。
[0030]所述钨钢喷嘴331中开设有贯穿上下端的所述的孔330，该孔330由上往下逐渐变小，且该孔330下端出口的直径小于金属线材的直径，令金属线体不会直接穿过所述的孔330显露于钨钢喷嘴331外。
[0031]所述的陶瓷套盖333镶嵌于所述钨钢喷嘴331中孔330的上端，且该陶瓷套盖333上设置的线孔335与该孔330连通。
[0032]所述耐高温陶瓷保护套332内壁与钨钢喷嘴331外壁设置的槽之间形成用于喷出惰性气体的冷却孔，并通过该冷却孔在所述的打印头33工作时喷出惰性气体，以致可有效防止打印头33喷出的金属液体在工作台2上形成金属堆积层时被氧化，还可以有效对金属液体起到冷却成型的作用，这样可有效提高本实用新型的工作质量，以制造出质量优良的模型产品。所述的惰性气体包括氩气、氦气、二氧化碳或其混合气体等。
[0033]所述的加热线圈32由铜管曲卷形成，且铜管中形成有供冷却水流过的通道，以致其本身具有较高的冷却作用。
[0034]所述的加热线圈32可根据温度梯度调节每圈之间的匝距，其中，匝距越小的部分加热效率最闻。另外，还可以相应地调整加热线圈32中每圈的直径大小和每圈之间的阻距的大小，以致可方便调整打印头33各部分的温度，以满足金属线体进入打印头33后，从预热、软化、融化、挤出的温度梯度达到最佳效果。
[0035]所述机架I上还设置有一用于对所述打印头33输送金属线材的送料机构(图未示)，该送料机构包括:成对装配的压轮以及用于驱动压轮转动的伺服电机，其中，该压轮之间形成有用于夹紧金属线材送料的间隙。所述的压轮位于打印头33上方，其可以按工艺设定向打印头33送入金属线材。
[0036]所述的温度控制器4用于控制所述高频电感应加热装置31加热功率，其包括一红外线测温探头41，该红外线测温探头41对准打印头33的下端部。当红外线测温探头41检测的温度值低于设定值时，控制高频电感应加热装置31提高加热功率，使打印头33正常工作；当红外线测温探头41检测的温度值高于设定值时，控制高频电感应加热装置31降低加热功率，使打印头33正常工作。
[0037]当然，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并非来限制本实用新型实施范围，凡依本实用新型申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。
【权利要求】
1.一种金属三维打印机，其特征在于:包括: 一机架(I)，其包括:一座体(11)及设置于座体(11)后端的立柱(12)； 一工作台(2)，该工作台(2)以可沿X轴方向及Y轴方向移动的装配方式活动安装于座体(11)上； 一打印装置(3)，其包括:通过一可沿Z轴方向移动的移动座(13)安装于立柱(12)上的高频电感应加热装置(31)、安装于高频电感应加热装置(31)前端并可根据温度梯度调节每圈之间匝距的加热线圈(32)和打印头(33)，其中，加热线圈(32)嵌套于打印头(33)外表面，打印头(33)中设置有供金属线材输入的孔(330)； 一用于控制所述高频电感应加热装置(31)加热功率的温度控制器(4)，其包括一红外线测温探头(41)，该红外线测温探头(41)对准打印头(33)的下端部。
2.根据权利要求1所述的一种金属三维打印机，其特征在于:所述的打印头(33)包括:一钨钢喷嘴(331)和一体固定于钨钢喷嘴(331)外围的耐高温陶瓷保护套(332)以及镶嵌于钨钢喷嘴(331)上端的陶瓷套盖(333)，该钨钢喷嘴(331)上端固定设置有一支架(334)，并通过该支架(334)与高频电感应加热装置(31)形成可拆装的装配。
3.根据权利要求2所述的一种金属三维打印机，其特征在于:所述钨钢喷嘴(331)中开设有贯穿上下端的所述的孔(330)，该孔(330)由上往下逐渐变小，且该孔(330)下端出口的直径小于金属线材的直径。
4.根据权利要求3所述的一种金属三维打印机，其特征在于:所述的陶瓷套盖(333)镶嵌于所述钨钢喷嘴(331)中孔(330)的上端，且该陶瓷套盖(333)上设置的线孔(335)与该孔(330)连通。
5.根据权利要求2所述的一种金属三维打印机，其特征在于:所述耐高温陶瓷保护套(332)内壁与钨钢喷嘴(331)外壁设置的槽之间形成用于喷出惰性气体的冷却孔。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种金属三维打印机,其特征在于:所述的加热线圈(32)由铜管曲卷形成，且铜管中形成有供冷却水流过的通道。
7.根据权利要求6所述的一种金属三维打印机，其特征在于:所述机架(I)上还设置有一用于对所述打印头(33)输送金属线材的送料机构，该送料机构包括:成对装配的压轮以及用于驱动压轮转动的伺服电机，其中，该压轮之间形成有用于夹紧金属线材送料的间隙。
【文档编号】B22F3/115GK203764977SQ201420009714
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年1月7日 优先权日:2014年1月7日
【发明者】冯坚 申请人:东莞市亚美精密机械配件有限公司