动X轴齿条9以带动X轴滑块13沿X轴线轨12在X轴方向上运动。在图1的示例中，X轴方向为垂直于纸面的方向。
[0025]Y轴运动系统包括'Y轴齿条18、Y轴电机17、Y轴线轨19、Y轴滑块、滑座14。Y轴电机17、Y轴齿条18、Y轴线轨19分别安装在横梁11上，滑座14固定在Y轴滑块上，滑座14通过Y轴线轨19和可在Y轴线轨19上滑动的Y轴滑块而与横梁11连接。Y轴电机17驱动Y轴齿条18以带动Y轴滑块在Y轴线轨19上滑动，进而通过Y轴滑块带动滑座14沿Y轴线轨19在Y轴方向上运动。打印喷头15固定在滑座14上，从而随滑座14 一起运动。在图1的示例中，Y轴方向为水平方向。
[0026]Z轴运动系统包括:内置于3D打印机中工作箱(图1中以标号8示出了打印机底座及工作箱)中的抬升电机，抬升电机驱动3D打印机的工作台升降。在图1的示例中，Z轴方向为垂直方向。
[0027]图1中还以标号20示出了操纵台及电控系统。
[0028]本发明的基于FDM的3D打印设备可用于铸造模具的制造，尤其是中小型铸造模具制造。
[0029]为了便于进一步理解本发明，以下结合图1描述本发明的基于FDM的3D打印设备的工作过程:
[0030]首先，完成三维建模，并导入分层软件分层，生成轨迹运行代码。向加料口 3加料，然后启动第一加热器4对挤出机套筒5进行预热；当达到原料临界温度后，启动挤出机传动马达2带动挤出螺杆6转动；原料通过挤出螺杆6由挤出机左端被输送至右端，在此过程中通过挤出机套筒5的第一加热器4 (也可以称之为挤压机加热器)的加热逐渐达到熔融状态；原料完全达到熔融状态后，因挤出机压力通过不锈钢耐压金属软管7输送至打印喷头15ο
[0031]打印喷头15处有熔融状液体溢出后，启动喷头加热器16，保证打印喷头15温度持续在原料临界温度，保证打印喷头15不阻塞。同时启动轨迹运行代码，通过X、Y、Z三轴运动系统，使喷头通过设备X、Y、Z三轴进行逐层打印。其中工作箱内置抬升电机，打印完一层后，工作台立即下降一个层厚，保证打印头与打印面一直处于同一面。
[0032]综上，本发明提高了打印效率，为铸造模具行业应用3D打印技术提供了更为有利的条件。本发明3D打印设备为高速3D打印设备，例如打印速度可达60m/min，打印范围可达3000mm*2000mm*500mm。与现有FDM设备相比，移动横梁不需要丝状加料装置或挤出加料装置，横梁整体轻巧，运行速度快，效率可达30kg/h。
[0033]本发明适用于于少品种大批量的中小型铸造模具的制造，提高了生产效率，降低了设备成本，变革了铸造模具企业现有的生产状况。本发明可以采用颗粒状工程塑料利用挤出机为3D打印机提供熔融态原料，通过恒温软管输送到打印喷头。
【主权项】
1.一种基于FDM的3D打印设备，其特征在于，包括: 挤出机，具有挤出机套筒(5)、可在所述挤出机套筒(5)中转动送料的挤出螺杆￠)、以及安装在所述挤出机套筒(5)上为所述挤出机套筒(5)加热的第一加热器(4); 3D打印机，具有打印喷头(15)、安装在所述打印喷头(15)上的喷头加热器(16)， 其中，所述挤出机套筒(5)的挤出料口，通过连接软管(7)与所述打印喷头(15)的入料口连通。
2.根据权利要求1所述的基于FDM的3D打印设备，其特征在于， 所述连接软管(7)为不锈钢耐压金属软管。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的基于FDM的3D打印设备，其特征在于， 所述挤出机还具有:安装在所述挤出机套筒(5)上进行加料的加料口(3)， 沿着所述挤出螺杆出)的送料方向，所述第一加热器(4)位于所述加料口(3)的下游并且设置在所述挤出机套筒(5)的外侧壁上。
4.根据权利要求3所述的基于FDM的3D打印设备，其特征在于， 所述挤出机还具有挤出机传动马达(2)，所述挤出机传动马达(2)驱动所述挤出螺杆(6)在所述挤出机套筒(5)中转动送料， 其中，所述挤出机传动马达(2)、所述挤出机套筒(5)、所述挤出螺杆(6)安装在所述挤出机的挤出机底座(I)上，所述挤出机底座(I)固定在地面上。
5.根据权利要求4所述的基于FDM的3D打印设备，其特征在于， 所述挤出机传动马达(2)设定为:在所述第一加热器(4)将所述挤出机套筒(5)预热到原料临界温度后，所述挤出机传动马达(2)带动所述挤出螺杆(6)转动， 其中，来自所述挤出机套筒(15)的被所述第一加热器(4)加热成熔融状态的原料，借助于挤出压力通过所述连接软管(7)输送至所述打印喷头(15)， 其中，所述喷头加热器(16)设定为:在所述打印喷头(15)出料口处有所述熔融状态的原料液体溢出后启动，以保证所述打印喷头(15)温度维持在所述原料临界温度。
6.根据权利要求1-2、4-5中任一项所述的基于FDM的3D打印设备，其特征在于， 所述3D打印机还具有:X、Y、Z三轴运动系统，所述打印喷头(15)通过所述X、Y、Z三轴运动系统进行逐层打印。
7.根据权利要求6所述的基于FDM的3D打印设备，其特征在于， 所述X轴运动系统包括:X轴齿条(9)、X轴电机(10)、X轴线轨(12)、X轴滑块(13)，其中所述X轴电机(10)驱动所述X轴齿条(9)以带动所述X轴滑块(13)沿所述X轴线轨(12)在X轴方向上运动； 所述Y轴运动系统包括:Y轴齿条(18)、Y轴电机(17)、Y轴线轨(19)、Y轴滑块、滑座(14)，所述滑座(14)固定在所述Y轴滑块上，所述Y轴电机(17)驱动所述Y轴齿条(18)以通过带动所述Y轴滑块而带动所述滑座(14)沿所述Y轴线轨(19)在Y轴方向上运动；所述Z轴运动系统包括:内置于所述3D打印机中工作箱中的抬升电机，所述抬升电机驱动所述3D打印机的工作台升降，通过所述工作台升降所述打印喷头(15)与打印面一直处于同一面； 其中，所述X轴齿条(9)、所述X轴电机(10)、所述X轴线轨(12)、所述X轴滑块(13)分别安装在所述3D打印机的打印机底座两侧，所述X轴滑块(13)固定在所述X轴线轨(12) 上， 其中，所述Y轴电机(17)、所述Y轴齿条(18)、所述Y轴线轨(19)分别安装在所述横梁(11)上，所述滑座(14)通过所述Y轴线轨(19)和可在所述Y轴线轨(19)上滑动的所述Y轴滑块而与所述横梁(11)连接，所述打印喷头(15)固定在所述滑座(14)上。
8.根据权利要求1-2、4-5、7中任一项所述的基于FDM的3D打印设备，其特征在于， 所述基于FDM的3D打印设备用于铸造模具的制造。
【专利摘要】本发明提供一种基于FDM的3D打印设备，包括：挤出机，具有挤出机套筒(5)、可在所述挤出机套筒(5)中转动送料的挤出螺杆(6)、以及安装在所述挤出机套筒(5)上为所述挤出机套筒(5)加热的第一加热器(4)；3D打印机，具有打印喷头(15)、安装在所述打印喷头(15)上的喷头加热器(16)，其中，所述挤出机套筒(5)的挤出料口，通过连接软管(7)与所述打印喷头(15)的入料口连通。本发明基于FDM的3D打印设备打印效率较高。
【IPC分类】B29C67-00, B33Y30-00
【公开号】CN104742375
【申请号】CN201510154207
【发明人】彭凡, 刘轶, 杜文军, 杜银学, 王军伟
【申请人】共享装备有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月2日