一种3d打印机的废料回收装置及回收方法
【专利摘要】本发明公开了一种3D打印机的废料回收装置及回收方法，属于3D打印机【技术领域】，包括设有进料口的进料筒，进料筒内设置有推料机构，进料筒设置有加热装置，进料筒连接有排出废料的挤出喷嘴。通过废料的堆积、熔化、挤压，使其通过挤出喷嘴挤出形成定线径的丝状原料，从而简单快速的实现回收及再利用，也避免了浪费以及对环境的污染，节约成本。
【专利说明】一种3D打印机的废料回收装置及回收方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及3D打印机【技术领域】，具体而言，涉及一种3D打印机的废料回收装置及回收方法。
【背景技术】
[0002]3D打印机是快速成形技术的一种机器，原材料一般是热塑性材料，以丝状供料，材料沿零件截面轮廓和填充轨迹堆积，熔化的材料迅速凝固，并与周围的材料凝结成型。3D打印在医疗设备及制造业等行业的应用越来越广泛，未来5-10年全球快速成型市场将继续以年均20%的速度膨胀，这庞大的3D打印市场也必将使3D打印耗材的使用量急剧攀升。而目前3D打印会产生大量塑料或尼龙等打印耗材的废料，这些废料是可以通过回收再利用的，但现在这些废料通常都是没有处理直接丢弃，不仅造成了很大的浪费，而且由于这些废料固有的高分子性能，使其生物降解性差，分解速度慢，长期分散于自然界会造成环境污染和对人体健康的负面影响。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种对废料进行连续、快速回收处理的3D打印机的废料回收装置及回收方法，以解决现有3D打印机的废料直接丢弃造成的浪费以及污染环境的问题。
[0004]为实现本发明目的，采用的技术方案为:一种3D打印机的废料回收装置，包括设有进料口和出料口的进料筒，进料筒内部设置有推料机构，进料筒设置有加热装置，进料筒的出料口连接有排出废料的挤出喷嘴。
[0005]使用时，从进料口向进料筒里加入废料，通过推料机构使废料颗粒沿着进料筒往废料排出的出料口方向移动，通过加热装置将废料颗粒熔化，并堆积在进料筒的靠近挤出喷嘴端，随着推料机构的不断推料供料的作用下，已熔化的废料通过挤出喷嘴挤出固定线径的丝状原料，即3D打印耗材，实现废料的回收再利用。
[0006]进一步地，所述推料机构包括推料螺杆和驱动推料螺杆转动的动力源，推料螺杆的一端与所述动力源连接，另一端位于进料筒与挤出喷嘴的连接处。
[0007]通过动力源驱动进料螺杆转动，使废料颗粒持续沿着进料筒往出料的方向移动，并使其熔化后堆积在进料筒的挤出喷嘴端，随着进料螺杆的持续供料，更多的熔化后的废料堆积在进料筒的挤出喷嘴端，当进料筒前端堆满时，在进料螺杆连续进料的作用下，已熔化的废料通过挤出喷嘴挤出固定线径的丝状原料，进料螺杆的持续匀速转动能更好的实现回收处理的连续快速，转动速度方便控制调节，更好的保证回收后的丝状原料的质量，实用性更强。
[0008]加热装置可位于进料筒的靠近挤出喷嘴侧的外壁上。废料进入进料筒并向前移动一段之后处于加热装置对应的位置集中加热熔化，效率高，熔化充分。
[0009]进一步地，所述进料口为上大下小的非中心对称结构。
[0010]进料口的结构形式直接影响进料效果和塑化部件的吃料能力，而传统注塑机大多数靠料斗中物料的自重加料，常用的进料口为竖直的中心对称结构，结构简单，但对进料不利，容易在料口处开成架桥空穴，采用非对称结构的进料口由于物料与进料筒内推料机构的接触角大，接触面积大，有利于提闻进料效率，也不易在料口处开成架桥空穴。
[0011]进一步地，所述加热装置位于进料筒的出料口端，且加热装置包括加热套筒和位于加热套筒内的加热元件。加热元件可以是电热管、电热棒等可用于加热的器件。
[0012]进一步地，所述加热装置设置有温度控制器。用于准确控制加热温度，同时协调进料推料速度。
[0013]进一步地，在所述挤出喷嘴处设置有丝材牵引支撑架。当已融化的塑料从挤出喷嘴8挤出时，通过丝材牵引支撑架11对挤出线材的牵引和支撑，使形成的耗材线径更稳定，避免挤出线材在自重的作用下向下走。
[0014]进一步地，所述挤出喷嘴的端部横截面呈圆形。
[0015]进一步地，所述挤出喷嘴与进料筒可拆卸连接。方便拆卸更换不同规格大小的挤出喷嘴。
[0016]本发明还提供了一种3D打印机的废料回收方法，包括以下步骤:A.将废料加热熔化将熔化后的废料通过挤压排出，形成丝状的3D打印原材料。
[0017]进一步地，采用温度控制器对加热温度进行控制，同时根据加热温度调整废料的排出速度，形成丝状的3D打印原材料。
[0018]本发明的有益效果:
一、通过对3D打印机产生的废料熔化，然后通过挤压，使废料通过挤出喷嘴挤出，直接形成定线径的丝状原料，简单快速的实现回收及再利用，也避免了浪费以及对环境的污染，节约成本。
[0019]二、该装置通过进料螺杆的旋转推进使废料堆积、挤压，连续又快速，保证了回收后原料的良好质量。
[0020]三、还可通过对挤出喷嘴的大小设置，使回收的原料匹配不同的3D打印机丝状原料的尺寸，适用性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本发明提供的3D打印机的废料回收装置的结构示意图；
图2是本发明提供的进料口的截面示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0023]图1、图2示出了本发明提供的3D打印机的废料回收装置，包括设有进料口和出料口的进料筒4，进料筒4内部设置有推料机构，进料筒4设置有加热装置，进料筒4的出料口连接有排出废料的挤出喷嘴8。该回收装置可以对废弃的塑料等原料进行回收利用。
[0024]通过推料机构使塑料颗粒持续沿着进料筒4往废料排出的方向移动，随着推料机构的持续推料供料，已熔化的塑料通过挤出喷嘴8挤出固定线径的丝状原料以达到回收利用目的。
[0025]推料机构包括推料螺杆12和驱动推料螺杆12转动的动力源1，推料螺杆12的一端与动力源I连接，另一端位于进料筒4与挤出喷嘴8的连接处，该推料机构通过转动挤压不断堆积的废料，转动匀速可调，能更加连续、快速的获得质量优良的丝状原料从而再利用。也可以使用推料板和气缸等可实现往复推送挤压废料的机构。
[0026]进料筒4水平设置，进料口处设置有进料斗3，进料口为上大下小的非中心对称结构，进料口的一侧内壁自上而下向中心倾斜。
[0027]加热装置位于进料筒4的出料口端，靠近挤出喷嘴8侧的外壁上，为了便于对温度的控制调节，加热装置设置有温度控制器。加热装置包括加热套筒6和位于加热套筒6内的加热元件，加热元件为加热棒7。加热套筒6套在进料筒4外面，并且加热套筒6上安装热电偶5，热电偶5与温度控制器连接。加热装置还可以是直接采用电热管等加热元件或其他具有加热功能的器件。
[0028]挤出喷嘴8与进料筒4可拆卸连接，具体可以是螺纹等可拆卸连接方式。挤出喷嘴8的端部横截面呈圆形，其内径为1.75mm、3mm等规格，以获得相应大小的丝状原料，
1.75mm、3mm规格的为主流耗材。
[0029]为了使塑料丝在特定内经的挤出喷嘴8里缓慢冷却，达到稳定线径的作用，可加长挤出喷嘴8的长度，使挤出的塑料丝线径更稳定。为了更好的冷却，在挤出喷嘴8处设置有风扇10。在挤出喷嘴8处还设置有丝材牵引支撑架11，当已融化的塑料从挤出喷嘴8挤出时，通过丝材牵引支撑架11对挤出线材的牵引和支撑，使形成的耗材线径更稳定，避免挤出线材在自重的作用下向下走。风扇10和丝材牵引支撑架11均可安装在装置外罩的箱体上。
[0030]旋转动力源I为伺服电机，有利于更准确的控制调节进料速度，并且与加热温度相互协调匹配，提高原料的排出质量。伺服电机通过联轴器2与推料螺杆12连接。
[0031]废料回收的方法，如下:
A.将废料加热熔化:向进料斗3里面加废弃的塑料原料颗粒，伺服电机由伺服电机控制器调节转速，通过推料螺杆12的转动，使塑料颗粒持续沿着进料筒4往挤出喷嘴8方向移动；在加热套筒6这段将塑料颗粒熔化，熔化后的塑料堆积在进料筒4的前端，热电偶5用于实时采集加热套筒6的温度，并反馈给温度控制器，与用户预先设定温度进行比较，将所得的偏差信号经控制器变换和放大，对加热棒7发出控制信号，使加热套筒6的温度达到用户预先设置的温度，伺服电机的转速调节使设定的温度与速度完美匹配；
B.将熔化后的废料通过挤压排出，形成丝状的3D打印原材料:随着推料螺杆12的持续供料，更多的熔化后的塑料堆积在进料筒4的前端，当进料筒4前端堆满时，在推料螺杆12连续进料的作用下，已融化的塑料通过挤出喷嘴8挤出固定线径的塑料丝。
[0032]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种3D打印机的废料回收装置，其特征在于，包括设有进料口和出料口的进料筒，进料筒内部设置有推料机构，进料筒设置有加热装置，进料筒的出料口连接有排出废料的挤出喷嘴。
2.根据权利要求1所述的3D打印机的废料回收装置，其特征在于，所述推料机构包括推料螺杆和驱动推料螺杆转动的动力源，推料螺杆的一端与所述动力源连接，另一端位于进料筒与挤出喷嘴的连接处。
3.根据权利要求1所述的3D打印机的废料回收装置，其特征在于，所述进料口为上大下小的非中心对称结构。
4.根据权利要求1所述的3D打印机的废料回收装置，其特征在于，所述加热装置位于进料筒的出料口端，且加热装置包括加热套筒和位于加热套筒内的加热元件。
5.根据权利要求1所述的3D打印机的废料回收装置，其特征在于，所述加热装置设置有温度控制器。
6.根据权利要求1所述的3D打印机的废料回收装置，其特征在于，在所述挤出喷嘴处设置有丝材牵引支撑架。
7.根据权利要求1所述的3D打印机的废料回收装置，其特征在于，所述挤出喷嘴的端部横截面呈圆形。
8.根据权利要求1所述的3D打印机的废料回收装置，其特征在于，所述挤出喷嘴与进料筒可拆卸连接。
9.一种3D打印机的废料回收方法，其特征在于，包括以下内容:A.将废料加热熔化；B.将熔化后的废料通过挤压排出，形成丝状的3D打印原材料。
10.根据权利要求9所述的3D打印机的废料回收方法，其特征在于，采用温度控制器对加热温度进行控制，同时根据加热温度调整废料的排出速度，形成丝状的3D打印原材料。
【文档编号】B29C47/38GK104139472SQ201410380927
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年8月5日 优先权日:2014年8月5日
【发明者】廖显洪, 雷赟, 赵方良 申请人:成都思维智造科技有限公司