挤送装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种挤送装置，其包括，转轴与挤送方向垂直的主动轮，转轴与主动轮的转轴平行的从动轮，驱动主动轮转动的动力装置。其中，主动轮为直齿轮。该方案的主动轮与线材的摩擦力相对稳定；外凸的直齿更容易嵌入线材，使主动轮与线材之间的摩擦力更大更可靠,提高线材挤送的稳定性。
【专利说明】挤送装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及三维打印机的挤送装置，尤其涉及熔融挤压式三维打印机的挤送装置。【背景技术】
[0002]熔融挤压式三维打印机又称为熔融挤压式快速成形机，其打印耗材通常是由塑料制成的线材。
[0003]如图1所示，上述三维打印机的挤送装置100具有支架110，喷头120和电机130分别固定在支架110，压杆140通过销钉141可摆动地安装在支架110上。电机130的输出轴131上安装有主动轮132。支架110上设置有弹簧座111，弹簧112推压压杆140的尾端使可旋转地设置在压杆140头端的从动轮142压向主动轮132。
[0004]如图2所示，加载线材150时，把线材150从压杆140上的孔143穿入，然后从主动轮132和从动轮142之间穿过，进而插入喷头120的入口 121。
[0005]电机130驱动主动轮132转动，线材150在主动轮132与线材150之间摩擦力作用下，沿挤送方向A从入口 121进入喷头120内。喷头120将进入其内的线材加热至熔融状态，持续从入口 121挤入喷头120内的线材150将熔融料从喷头120的喷嘴122挤出。
[0006]打印时，根据计算机(图中未示出)发出的工件图形控制指令，喷嘴122将熔融料挤出并选择性地沉积在其下方的工作台基板上，构成工件的第一层二维图形截面；然后，喷头上升一截面层单位高度或者工作台下降一截面层单位高度，进行第二层二维图形截面的成形，第二层叠加在第一层上，且彼此粘接为一体。如此一层层重复二维成形，直到整个三维工件成形完成。
[0007]显然，熔融料的挤出压力来自线材150向喷头120进给的摩擦力，该摩擦力的持续存在是保持线材150挤送速度均匀和保障打印品质的重要因素。
[0008]如图3所示，主动轮132上设置有一梯形截面的槽133，槽133底面均匀的设置有刻槽134。显然，当刻槽134与线材150接触时可以产生相对较大的摩擦力，当弧面135与线材接触时，摩擦力则大为减小。此外，从动轮142夹紧线材150的压力由弹簧111提供，难以为线材150的挤送提供足够的正压力。喷头120稍有挤塞，主动轮132在弧面135与线材150接触时发生打滑，使得电机120执行的挤送进给量与实际的挤送进给量不一致，即挤送速度不均匀，从而造成打印品质下降，这种现象被称为稳定性差。喷头120挤塞稍再加重，进给阻力增加，当主动轮132与线材150的接触，由刻槽134转为弧面135时，线材150连同从动轮142被抬起，主动轮132彻底打滑。彻底打滑时，熔融料不断被加热，不及时停机则会烧坏喷头120。
[0009]另一方面，凹槽133可以在一定程度上限制线材150沿主动轮132轴向窜动，但是无法使得线材150精准定位。当上下两个斜面136同时接触线材150并对线材150进行定位时，槽133底面的刻槽134对线材150的摩擦作用则会削弱，主动轮132与线材150的摩擦力大为减少。因此不能同时使用斜面136对线材150进行精准定位。[0010]再者，主动轮132与线材150的接触点与喷头入口 121有较长距离，有缺陷的线材150容易在该接触点与入口 121之间发生弯折，导致打印中断。
【发明内容】
[0011]本实用新型的目的在于提供一种提高线材挤送稳定性的挤送装置。
[0012]为实现上述目的，本实用新型的挤送装置包括，转轴与挤送方向垂直的主动轮，转轴与主动轮的转轴平行的从动轮，驱动主动轮转动的动力装置。其中，主动轮为直齿轮。
[0013]由以上方案可见，主动轮的直齿与转轴平行即与挤送方向垂直，不会对线材产生沿主动轮转轴方向的分力，提高线材挤送的稳定性；直齿齿距均匀，主动轮与线材的摩擦力相对稳定；外凸的直齿更容易嵌入线材，使主动轮与线材之间的摩擦力更大更可靠，提高线材挤送的稳定性；直齿轮可以通过插齿线割等方式直接成型，即便要订做非标直径的直齿轮，也是十分易于加工成型，生产率高，成本低廉。现有的常规设计是尽量避免线材在挤送过程中受损的，例如【背景技术】中提到的主动轮采用在工作面上刻槽的方式来提高摩擦力，尽量避免线材受损。相反的，本实用新型的主动轮是通过直齿嵌压线材来获取可靠的摩擦力被嵌压过的线材在其表面留下与其轴垂直且均匀的直线形印痕，且印痕相对线材横截面周长较短，未被嵌压的部位依然保持完好，线材仍可以对喷头的入口邻近的内部输送通道保持良好配合，因此不影响线材在喷头内挤排熔融料的效果，保证打印精度。沿线材表面弯曲的齿形会使线材表面形成相对线材横截面周长较长的印痕，且印痕两端在线材表面沿轴向弯曲延伸，该种印痕会影响线材在喷头内挤排熔融料的效果，降低打印精度。
[0014]进一步的方案是，直齿轮的模数在0.1到0.2之间。这样的直齿较细小，非常容易嵌入线材，为线材挤送提供更大的摩擦力。
[0015]另一进一步的方案是，直齿轮的模数与线材直径(毫米)之比在0.07到0.12之间。直齿嵌入线材的比例适中，既可保证直齿易于嵌入线材，为线材挤送提供可靠的摩擦力，又可防止直齿在线材上留下过粗的印痕，保证线材在喷头内挤排熔融料的效果。
[0016]再一进一步的方案是，直齿轮的模数与线材直径(毫米)之比在0.09到0.11之间。直齿嵌入线材的比例更加适中，既可保证直齿十分易于嵌入线材，为线材挤送提供可靠的摩擦力，又可防止直齿在线材上留下过粗的印痕，保证线材在喷头内挤排熔融料的效果。
[0017]又一进一步的方案是，主动轮和从动轮的轴距为定值。由于特定的喷头的线材进入孔直径是固定的，线材自身的理想直径也是恒定的，因此，主动轮和从动轮的轴距固定设置，直齿可以有效嵌入线材，有效保证主动轮和线材之间产生可靠的摩擦力，有效防止主动轮在挤送过程中打滑，线材被主动轮刨削而受损。
[0018]又一进一步的方案是，从动轮外侧设置有V形槽，V形槽防止线材受到挤压时在从动轮转轴方向窜动，既提高了直齿嵌入线材的可靠性又实现了线材的精准定位，防止线材因走位而弯曲。
[0019]再进一步的方案是，沿挤送方向，在主动轮的下游设置有第一定位槽。这样可以防止线材在挤送摩擦力作用下发生弯曲，有利于线材与喷头入口的对准防止线材在喷头入口边缘发生刮擦损坏线材。
[0020]又再进一步的方案是，从动轮可旋转地支承在与动力装置相对固定的下盖上，与下盖盖合的上盖对从动轮的轴向构成约束，防止从动轮轴向窜动，第一定位槽设置在上盖和下盖之间。这样第一定位槽可由分别成型在上盖和下盖的两个半圆槽扣合而成，不但易于加工成型还易于清洁；把从动轮设置在上盖和下盖之间，可以防止挤送过程受到其它零部件的意外碰撞影响，有可以减少沙尘落入从动轮的工作表面延长挤送装置寿命。
[0021]另一再进一步的方案是，沿挤送方向，在主动轮的上游设置有第二定位槽。这样可以保证线材沿固定方向进入主动轮和从动轮之间，使线材与主动轮及从动轮的空间接触位置相对固定，利于提高主动轮和线材之间摩擦力的可靠性和稳定性。
[0022]又再进一步的方案是，从动轮可旋转地支承在与动力装置相对固定的下盖上，与下盖盖合的上盖对从动轮的轴向构成约束，防止从动轮轴向窜动，第一定位槽和第二定位槽设置在上盖和下盖之间。这样第一定位槽和第二定位槽均可由分别成型在上盖和下盖的两个半圆槽扣合而成，不但易于加工成型还易于清洁；把从动轮设置在上盖和下盖之间，可以防止挤送过程受到其它零部件的意外碰撞影响，有可以减少沙尘落入从动轮的工作表面延长挤送装置寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是现有挤送装置及喷头的立体图，装置中已装入一段线材；
[0024]图2是图1另一视角的立体图；
[0025]图3是现有挤送装置中的主动轮、从动轮和线材的放大图；
[0026]图4是本实用新型挤送装置的立体图，装置中已装入一段线材；
[0027]图5是图4省略上盖后的立体图；
[0028]图6是图5的俯视图；
[0029]图7是本实用新型挤送装置中的主动轮、从动轮和线材的放大图。
【具体实施方式】
[0030]由于国家标准中齿轮模数单位为毫米，本实用新型中，齿轮模数单位均为毫米，不再特别注明。本实用新型的提到的线材直径单位同样为毫米。
[0031]如图4所示，挤送装置200具有支架210，电机230固定在支架210上。盒体240由下盖241和上盖242组成，盒体240在孔243处通过螺栓(未示出)固定在支架210上，盒体241上设置有贯穿盒体241的圆孔244。喷头220可在与挤送装置200的两个线材排出口(参见图6)对应的位置之间切换。
[0032]如图5所示，下盖241上设置有两个圆柱腔245。两个圆柱腔245内的转轴247均可旋转地支承有从动轮246。沿挤送方向A，线材250经主动轮232和从动轮246的挤送从入口 221进入喷头220。主动轮232为一直齿轮，固定在电机230的输出轴231上。主动轮232的直齿的模数m优选为0.18，线材直径d为1.8毫米，模数m与直径d的比值为0.1。
[0033]如图6所示，沿挤送方向A，主动轮232下游设置有第一定位槽238，主动轮232上游设置有第二定位槽239。第一定位槽238和第二定位槽239的下半部分成型在下盖241上，第一定位槽238和第二定位槽239的上半部分成型在上盖242 (未示出)。第一定位槽238的出口即挤送装置200的线材排出口。当喷头220切换到与第一定位槽238的对应位置时，喷头220的入口 221与就近的第一定位槽238和第二定位槽239共轴线。主动轮232转轴方向与挤送方向A垂直，主动轮232转轴方向与从动轮246转轴方向平行。主动轮232和从动轮246轴距为定值。上盖242 (未示出)与下盖241盖合时，从动轮246轴向被限定，不会在轴向发生窜动。
[0034]如图7所示，从动轮246外侧设置有V形槽248。V形槽248有效防止线材250在主动轮232挤压时发生沿从动轮246转轴方向的滑动，提高了对线材250挤送稳定性。
[0035]显然，本实用新型的线材不限于塑料线材，还可以是可熔融的金属线材，如锡合金。本实用新型的动力装置可以是步进电机，也可以是伺服电机，还可以是电动液压马达
坐寸ο
[0036]此外，本实用新型的三维打印机不限于一个喷头，还可以为每个线材排出口配置一个专用的喷头。
【权利要求】
1.挤送装置，包括，主动轮，其转轴与挤送方向垂直；从动轮，其转轴与所述主动轮的转轴平行；动力装置，驱动所述主动轮转动；其特征在于:所述主动轮为直齿轮。
2.如权利要求1所述的挤送装置，其特征在于:所述直齿轮的模数在0.1到0.2之间。
3.如权利要求1所述的挤送装置，其特征在于:所述直齿轮的模数与线材直径(毫米)之比在0.07到0.12之间。
4.如权利要求3所述的挤送装置，其特征在于:所述直齿轮的模数与线材直径(毫米)之比在0.09到0.11之间。
5.如权利要求1所述的挤送装置，其特征在于:所述主动轮和所述从动轮的轴距为定值。
6.如权利要求1所述的挤送装置，其特征在于:所述从动轮外侧设置有V形槽。
7.如权利要求1至6任一所述的挤送装置，其特征在于:沿所述挤送方向，在所述主动轮的下游设置有第一定位槽。
8.如权利要求7所述的挤送装置，其特征在于:还包括下盖，与所述动力装置相对固定，所述从动轮可旋转地支承在所述下盖上；还包括上盖，与所述下盖盖合，并对所述从动轮的轴向构成约束；所述第一定位槽设置在所述上盖和所述下盖之间。
9.如权利要求7所述的挤送装置，其特征在于:沿所述挤送方向，在所述主动轮的上游设置有第二定位槽。
10.如权利要求9所述的挤送装置，其特征在于:还包括下盖，与所述动力装置相对固定，可旋转地支承所述从动轮；还包括上盖，与所述下盖盖合，并对所述从动轮的轴向构成约束；所述第一定位槽和所述第二定位槽设置在所述上盖和所述下盖之间。
【文档编号】B29C67/00GK203391320SQ201320463657
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月31日 优先权日:2013年7月31日
【发明者】杨雨生 申请人:珠海西通电子有限公司