一种3D打印机挤出装置的制作方法

本实用新型属于3D打印机技术领域，具体涉及一种3D打印机挤出装置。

背景技术：

3D打印机是一种累计制造技术，即快速成型技术的机器，它以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维物体。3D打印技术可用于珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工、汽车、航天航空、医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程以及许多其他技术领域。这种技术的特点在于几乎可以造出任何形状的物品。

3D打印机中的挤出装置是重要的部件之一，当前最为流行的3D打印机大多数使用PLA、ABS等热塑性材料进行打印，但在一些专业领域则需要使用类似雕塑泥的塑性材料进行打印，此时传统的挤出装置无法适应，现有的可使用陶泥等塑性材料的3D打印机常采用气动、螺旋传动的方式挤压塑性材料，当该种塑性材料使用完毕后需拆开挤压装置进行重新装料，操作比较麻烦，而且该种3D打印机通常没有加热装置或是加热效果较差，影响整个3D打印机的工作效率。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种3D打印机挤出装置，用于解决现有技术中使用陶泥等塑性材料的3D打印机加料麻烦且没有加热装置的问题。

本实用新型所采用的技术方案为：一种3D打印机挤出装置，包括壳体及壳体内的储料腔，所述壳体内的储料腔设置有输料管，所述壳体顶端设置有驱动输料管转动的驱动装置，所述输料管穿过壳体顶部，输料管下端设置有输料管出口，所述储料腔上部设置有曲轴，所述曲轴上设置有蜗杆，所述输料管上设置有蜗轮，所述蜗杆与蜗轮相互啮合，所述曲轴与输料管出口之间设置有挤压板，输料管穿过挤压板，所述挤压板通过连杆连接在曲轴上，所述连杆一端套装于曲轴上，另一端与挤压板转动连接，所述储料腔的外侧设置有加热装置，所述壳体的侧面沿圆周方向开设有多个散热的凹槽，所述壳体的底部连接有出料管，所述出料管下端连接有喷头。

进一步地，所述加热装置包括第一加热环和第二加热环，所述第一加热环和第二加热环通过连接装置连接在一起。加热装置可以设置为一个整体也可以设置为多个独立的加热结构组在一起，将加热装置设置成两个加热环，使得热量在传递过程中更加均匀，提高了加热装置对材料的加热效果。

进一步地，所述驱动装置包括固定于壳体顶端的驱动电机，所述驱动电机的转轴与输料管通过传送带连接。驱动装置也可以采用其他形式，如设置驱动电机，然后通过齿轮与输料管连接，但此处为了便于布置同时尽量保持结构精简，采用传送带连接驱动电机和输料管，传送带结构简单安装方便。

进一步地，所述壳体顶端设置有固定装置，所述输料管与固定装置转动连接，所述固定装置上设置有漏斗，所述漏斗的出口端与输料管的进料端对接。输料管设置在储料腔内并穿过壳体的顶部，但储料腔内并没有其它装置对输料管进行固定，固定装置可以使输料管保持稳定的状态，漏斗的设置是为了方便塑性材料的添加，但如果直接将漏斗与输料管连接，由于输料管是转动的，那漏斗也会随之转动，这增加了在添料时的危险性。因此，固定装置的设置可以有效地规避掉这一风险，将漏斗固定在固定装置上，然后将输料管穿过固定装置使其进料端与漏斗的出口端对接，保证了添料的方便性同时规避掉了风险。

进一步地，所述挤压板与储料腔的内壁过渡配合。挤压板主要是与储料腔内壁配合，通过减少储料腔内体积实现挤压的作用，为了保证良好的挤压效果，即挤压板与储料腔内壁不能有过大的间隙，但也不能配合太紧导致滑动困难，因此挤压板与储料腔的内壁过渡配合。

进一步地，所述输料管与挤压板之间设置有滑套，所述滑套装配于挤压板上，所述输料管套装于滑套内。输料管不仅具有输送塑性材料的作用，还能为挤压板5的运动提供导向作用，而滑套的设计，使导向作用更加稳定可靠，并且还能在挤压板与输料管之间形成良好的密封作用。

进一步地，所述输料管末端固定连接有搅拌杆，所述搅拌杆与输料管同轴，所述搅拌杆上安装有搅拌叶片。搅拌装置的设置可以保持塑性材料的流动性，特别是能够克服塑性材料在储料腔内久置后流动性降低的情况，保证3D打印作业的顺畅进行，确保打印质量。将搅拌杆直接连接在输料管末端并与之保持同轴可以实现搅拌功能的同时保证结构简单。

进一步地，所述搅拌杆的两侧等距安装有若干个搅拌叶片，所述搅拌叶片与搅拌杆固定连接。搅拌叶片的多少也会对搅拌效果起到一定的影响，两侧多个搅拌叶片进一步增强了搅拌效果。

进一步地，所述喷头呈锥形。由于储料腔和喷头的喷口大小差异较大，为了保证良好的过渡性以及形状的美观，将喷头设置成锥形。

进一步地，所述喷头的底部设置有喷嘴，喷嘴与喷头可拆卸连接。由于3D打印机经常会打印不同形状大小的物品，为了实现最佳的效果，良好的喷嘴型号是十分重要的，因此将喷嘴与喷头可拆卸连接可以在不同情况下更换最合适的喷嘴。

本实用新型的有益效果为：本实用新型结构简单，实用可靠，搅拌装置与挤压装置的相互配合可以提升塑性材料的流动性；两个加热环的配合也可以使塑性材料接收到的热量更加均匀，提升塑性材料的融化质量以提升其流动性；输料管和漏斗的设计可以在无需拆开挤出装置的情况下很方便地添加塑性材料；喷嘴与喷头可拆卸连接可以在打印不同物品时调整到最佳型号的喷嘴。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1-壳体；2-第一加热环；3-第二加热环；4-凹槽；5-挤压板；6-连杆；7-曲轴；8-固定装置；9-漏斗；10-传送带；11-驱动电机；12-蜗杆；13-蜗轮；14-滑套；15-输料管；16-输料管出口；17-搅拌杆；18-搅拌叶片；19-出料管；20-储料腔；21-喷头；22-喷嘴。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。

实施例1：

如图1所示，一种3D打印机挤出装置，包括壳体1及壳体1内的储料腔20，所述壳体1内的储料腔20设置有输料管15，所述壳体1顶端设置有驱动输料管15转动的驱动装置，所述输料管15穿过壳体1顶部，输料管15下端设置有输料管出口16，输料管出口16最佳的形式为设置成左右两个，使塑性材料流出到储料腔内更均匀。所述储料腔20上部设置有曲轴7，曲轴7可以采用单独的驱动装置进行驱动，但这无疑会增加整个挤出装置的成本，并增加结构上的复杂程度，因此为了避免上述情形，选择采用一个驱动装置，曲轴7可以通过传动装置与驱动装置直接相连，也可以与输料管15相连实现转动，作为优选的实施方式，所述曲轴7上设置有蜗杆12，所述输料管15上设置有蜗轮13，所述蜗杆12与蜗轮13相互啮合，由于曲轴7与输料管15的轴线相互垂直，因此两者直接相连的最佳连接形式为采用蜗轮蜗杆结构相连。所述曲轴7与输料管出口16之间设置有挤压板5，输料管15穿过挤压板5，挤压板5主要是通过改变储料腔的体积达到挤料的效果，因此在工作时需要保持上下滑动的状态，作为优选的实施方式，所述挤压板5通过连杆6连接在曲轴7上，所述连杆6一端套装于曲轴7上，另一端与挤压板5转动连接，曲轴7转动时带动连杆6上下运动，进而带动连杆6另一端的挤压板5上下滑动。所述储料腔20的外侧设置有加热装置，加热装置有利于使塑性材料融化，增加塑性材料的流动性，有利于塑性材料的输送。所述壳体1的侧面沿圆周方向开设有多个散热的凹槽4，凹槽4主要是利于加热装置的散热，凹槽4可以设置成不同形状，如方形、三角形、或是其他不规则形状，本实施例中的凹槽4设置成圆弧状。所述壳体1的底部连接有出料管19，所述出料管19下端连接有喷头21，出料管19主要是将塑性材料过渡到喷头21，出料管19与壳体1和喷头21可拆卸连接，这样有利于部件的更换。

本实施例的装置结构简单，从输料管5向储料腔20内输送塑性材料，驱动装置带动输料管5转动，进而带动曲轴7转动，使连接在曲轴7上的挤压板5沿储料腔20内壁上下滑动进行挤料，同时储料腔20外侧的加热装置对塑性材料进行加热进一步提高塑性材料的流动性。本装置实现了在无需拆开挤出装置的情况下很方便地添加塑性材料，同时独特的挤压结构和加热装置的设计可以有效地提高塑性材料的流动，具有较好的实用效果。

基于实施例1的进一步优化，在另一实施例中，加热装置可以设置为一个整体也可以设置为多个独立的加热结构组在一起，多个独立的加热结构组合在一起可以使受热更均匀，优选的，所述加热装置包括第一加热环2和第二加热环3，所述第一加热环2和第二加热环3通过连接装置连接在一起。将加热装置设置成第一加热环2和第二加热环3组在一起，使得热量在传递过程中更加均匀，提高了加热装置对材料的加热效果。

基于实施例1的进一步优化，在另一实施例中，如图1所示，所述驱动装置包括固定于壳体1顶端的驱动电机11，所述驱动电机11的转轴与输料管15通过传送带10连接。驱动装置也可以采用其他形式，如设置驱动电机11，然后通过齿轮与输料管15连接，但此处为了便于布置同时尽量保持结构精简，采用传送带10连接驱动电机11和输料管15，传送带10结构简单安装方便。

基于实施例1的进一步优化，在另一实施例中，如图1所示，所述壳体1顶端设置有固定装置8，所述输料管15与固定装置8转动连接，所述固定装置8上设置有漏斗9，所述漏斗9的出口端与输料管15的进料端对接。由于输料管15设置在储料腔20内并穿过壳体1的顶部，但储料腔20内并没有其它装置对输料管15进行固定，固定装置8可以使输料管15保持稳定的状态，漏斗9的设置是为了方便塑性材料的添加，但如果直接将漏斗9与输料管15连接，由于输料管15是转动的，那漏斗9也会随之转动，这增加了在添料时的危险性。因此，固定装置8的设置可以有效地规避掉这一风险，将漏斗9固定在固定装置8上，然后将输料管15穿过固定装置8使其进料端与漏斗9的出口端对接，保证了添料的方便性同时规避掉了风险。

基于实施例1的进一步优化，在另一实施例中，所述挤压板5与储料腔20的内壁过渡配合。挤压板5主要是与储料腔20内壁配合，通过减少储料腔20内体积实现挤压的作用，为了保证良好的挤压效果，即挤压板5与储料腔20内壁不能有过大的间隙，但也不能配合太紧导致滑动困难，因此挤压板5与储料腔20的内壁过渡配合。

基于实施例1的进一步优化，在另一实施例中，所述输料管15与挤压板5之间设置有滑套14，所述滑套14装配于挤压板5上，所述输料管15套装于滑套14内。输料管15不仅具有输送塑性材料的作用，还能为挤压板5的运动提供导向作用，而滑套14的设计，使导向作用更加稳定可靠，并且还能在挤压板5与输料管15之间形成良好的密封作用。

实施例2：

作为本实用新型的优选方案，在实施例1的基础上，所述挤压板5与储料腔20的内壁过渡配合。挤压板5主要是与储料腔20内壁配合，通过减少储料腔20内体积实现挤压的作用，为了保证良好的挤压效果，即挤压板5与储料腔20内壁不能有过大的间隙，但也不能配合太紧导致滑动困难，因此挤压板5与储料腔20的内壁过渡配合。

所述输料管15与挤压板5之间设置有滑套14，所述滑套14装配于挤压板5上，所述输料管15套装于滑套14内。输料管15不仅具有输送塑性材料的作用，还能为挤压板5的运动提供导向作用，而滑套14的设计，使导向作用更加稳定可靠，并且还能在挤压板5与输料管15之间形成良好的密封作用。

所述输料管15末端固定连接有搅拌杆17，所述搅拌杆17与输料管15同轴，所述搅拌杆17上安装有搅拌叶片18。搅拌杆17和搅拌叶片18的设置可以保持塑性材料的流动性，特别是能够克服塑性材料在储料腔20内久置后流动性降低的情况，保证3D打印作业的顺畅进行，确保打印质量。搅拌杆17上可以设置其他动力机构以使其保持转动，优选的，将搅拌杆17直接连接在输料管15末端并与之保持同轴，这样可以在实现搅拌功能的同时保证结构简单。

进一步地，所述搅拌杆17的两侧等距安装有若干个搅拌叶片18，所述搅拌叶片18与搅拌杆17固定连接。搅拌叶片18与搅拌杆17固定连接可以保证足够的稳定性，搅拌叶片18的多少也会对搅拌效果起到一定的影响，因此为了得到最佳的效果，搅拌杆17的两侧等距安装有多个搅拌叶片18，进一步增强了搅拌效果。

基于实施例2的进一步优化，在另一实施例中，所述喷头21呈锥形。喷头21也可以设置成其他形状，如三角形、椭圆形，由于储料腔20和喷头21的喷口大小差异较大，为了保证良好的过渡性以及形状的美观，将喷头21设置成锥形。

进一步地，所述喷头21的底部设置有喷嘴22，喷嘴22与喷头21可拆卸连接。由于3D打印机经常会打印不同形状大小的物品，为了实现最佳的效果，良好的喷嘴22型号是十分重要的，因此将喷嘴22与喷头21可拆卸连接可以在不同情况下更换最合适的喷嘴22。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。