一种3d打印线材制备装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种3D打印领域，具体涉及一种3D打印线材制备装置。
【背景技术】
[0002]3D打印是一种综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多领域的前沿技术，具有很高的科技含量。它是快速成型技术的一种，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。随着3D打印需求的日益增加，可用的材料种类逐渐增多，从最初的树脂、塑料拓展到金属、陶瓷等。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料和陶瓷材料等。除此之外，彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生物原料以及砂糖等食品材料也在3D打印领域得到了应用。虽然3D打印材料种类逐步增多。但是现在大多数3D打印机所应用的材料仍然以工程塑料、树脂、橡胶等材料制成的线材为主，其使用的材料一般为ABS、PLA的线状耗材，而3D打印线材的生产工艺过程主要分两大步，首先将原材料混合，通过双螺杆挤出造粒，再经过单螺杆挤线冷却圈线，整个生产工艺繁琐，而且生产装置占地空间大，直接购买成品线材，价格比较昂贵，成本高。
【发明内容】
[0003]本发明为解决现有3D打印线材制备装置的生产工艺繁琐，而且生产装置占地空间大，直接购买成品线材，价格比较昂贵，成本高的问题，进而提出一种3D打印线材制备装置。
[0004]本发明为解决上述问题采取技术方案是:一种3D打印线材制备装置包括主支架、进料装置、挤出装置、水冷装置和卷线装置，进料装置设置在挤出装置的上端，挤出装置设置在主支架的一端，卷线装置设置在主支架的另一端，水冷装置设置在挤出装置与卷线装置之间，进料装置包括进料斗和第一传动装置，第一传动装置与进料斗内部的螺杆连接，
[0005]挤出装置包括挤出机支架、挤出机、第二传动装置、水栗和两个加热环，挤出机通过挤出机支架设置在主支架上，挤出机与第二传动装置连接，挤出机包括单螺杆挤出区、多螺杆挤出区和降温区，多螺杆挤出区和单螺杆挤出区连通设置，单螺杆挤出区与多螺杆挤出区的外侧壁上均设置有加热环，多螺杆挤出区与单螺杆挤出区之间设置有降温区，降温区与水栗连接，单螺杆挤出区上设置有挤出头，挤出头的挤出口朝下设置，
[0006]水冷装置包括第一水冷池、第二水冷池和多个引线轮，第一水冷池与第二水冷池并列平行设置在主支架上，第一水冷池靠近挤出机设置，挤出头的挤出口设置在第一水冷池的上端，第一水冷池和第二水冷池内均设置有至少一个引线轮，第一水冷池和第二水冷池之间设置有一个引线轮，
[0007]卷线装置包括圈线筒和第三传动装置，圈线筒与第二水冷池之间设置有一个引线轮，由挤出头挤出的3D打印线材经过多个引线轮缠绕在圈线筒上。
[0008]本发明的有益效果是:本发明结构简单，操作简便，制作成本低廉，在挤出机的外侧壁上设置加热环，可以实现在造粒的过程中，同时对原材料进行加热，与传统的3D打印线材制备装置相比，省略了将原材料混合加热后再造粒的过程，节省整个装置的占地空间，一个装置同时可以做到对3D打印线材原料进行第一次混合加热成熔融体、降温并对熔融体再次加热挤出、冷却成线材圈线的目的，自动化程度高，不需要购买成品线材，节约了大量人力和成本，使得3D打印线材的生产成本降低了 30%。
【附图说明】
[0009]图1是本发明的整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]【具体实施方式】一:结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种3D打印线材制备装置包括主支架1、进料装置、挤出装置、水冷装置和卷线装置，进料装置设置在挤出装置的上端，挤出装置设置在主支架I的一端，卷线装置设置在主支架I的另一端，水冷装置设置在挤出装置与卷线装置之间，进料装置包括进料斗2和第一传动装置，第一传动装置与进料斗2内部的螺杆连接，
[0011 ] 挤出装置包括挤出机支架3、挤出机4、第二传动装置、水栗5和两个加热环6，挤出机4通过挤出机支架3设置在主支架I上，挤出机4与第二传动装置连接，挤出机4包括单螺杆挤出区4-1、多螺杆挤出区4-2和降温区4-3，多螺杆挤出区4-2和单螺杆挤出区4_1连通设置，单螺杆挤出区4-1与多螺杆挤出区4-2的外侧壁上均设置有加热环6，多螺杆挤出区4-2与单螺杆挤出区4-1之间设置有降温区4-3，降温区4-3与水栗5连接，单螺杆挤出区4-1上设置有挤出头7，挤出头7的挤出口朝下设置，
[0012]水冷装置包括第一水冷池8、第二水冷池9和多个引线轮10，第一水冷池8与第二水冷池9并列平行设置在主支架I上，第一水冷池8靠近挤出机4设置，挤出头7的挤出口设置在第一水冷池8的上端，第一水冷池8和第二水冷池9内均设置有至少一个引线轮10，第一水冷池8和第二水冷池9之间设置有一个引线轮10，
[0013]卷线装置包括圈线筒11和第三传动装置，圈线筒11与第二水冷池9之间设置有一个引线轮10，由挤出头7挤出的3D打印线材经过多个引线轮10缠绕在圈线筒11上。
[0014]本发明中，多螺杆挤出区4-2对原材料进行第一次混合加热成熔融体，降温区4-3对熔融体进行降温，使得熔融体的温度降低了 30?70°C，单螺杆挤出区4-1对冷却后的熔融体进行二次混合，并通过挤出头7挤出，根据3D打印线材的直径要求，挤出头7的规格有两种，分别为:1.75mm级和3.0Omm级，可以通过挤出头7内部的螺纹与挤出机4整体相连接。
[0015]第一水冷池8中放入的是常温的水，对3D打印线材第一次进行冷却，使得3D打印线材的温度降低至60?90°C，第二水冷池9中放入的是冰水混合物，对3D打印线材第二次进行冷却，使得3D打印线材的温度降低至5?25°C。
[0016]【具体实施方式】二:结合图1说明本实施方式，本实施方式所述单螺杆挤出区4-1内设置有长螺杆23，长螺杆23通长设置在单螺杆挤出区4-1与多螺杆挤出区4-2内，多螺杆挤出区4-2内还设置有两个短螺杆24。如此设置，使得单螺杆挤出区4-1与多螺杆挤出区
4-2能够同步运动，保证造粒混合均匀。其他组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0017]【具体实施方式】三:结合图1说明本实施方式，本实施方式所述降温区4-3为一个环形的薄壁结构，降温区4-3的上端面上设置有第一出水口 4-3-1，降温区的下端面上设置有第一进水口 4-3-2，水栗5上设置有第二出水口 5-1和第二进水口 5-2，第二出水口 5_1与第一进水口 4-3-2连通。如此设置，水栗5从一个装有冷水的容器内栗水，从第二进水口
5-2栗入，再由第二出水口 5-1栗出，进入降温区4-3上第一进水口 4-3-2，再通过第一出水口 4-3-1出水，进入另一个容器内，水栗5内通入水的温度为O?25°C，可以将经过多螺杆挤出区4-2混合加热后形成的熔融体的温度降低30?70°C。其他组成及连接关系与【具体实施方式】二相同。
[0018]【具体实施方式】四:结合图1说明本实施方式，本实施方式所述降温区4-3内设置有一个温度传感器。如此设置，可以实时监测经过第一次混合后的熔融体的温度。其他组成及连接关系与【具体实施方式】三相同。
[0019]【具体实施方式】五:结合图1说明本实施方式，本实施方式所述水冷装置还包括两个第一引线轮支架13和多个第二引线轮支架14，第二引线轮支架14的高度小于第一引线轮支架13的高度，设置在第一水冷池8和第二水冷池9内的每个引线轮10均通过第二引线轮支架14固定，设置在第一水冷池8与第二水冷池9之间的一个所述引线轮10通过一个所述第一引线轮支架13固定在主支架I上，设置在圈线筒11与第二水冷池9之间的一个所述引线轮10通过另一个所述第一引线轮支架13固定在主支架I上。如此设置，两个第一引线轮支架13和多个第二引线轮支架14均可以伸缩设置，根据不同的3D打印线材的规格和要求