一种具有组合式螺杆的熔融堆积3d打印机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及3D打印机，具体来说是一种具有组合式螺杆的熔融堆积3D打印机。
【背景技术】
[0002]3D打印是目前一种被广泛应用的快速成型技术，其成型工艺原理是:首先建立目标零件的计算机三维模型，然后用软件将三维模型进行分层切片处理，得到每一个加工层面的数据信息，在计算机控制下，根据切片层面信息进行叠层增材制造，完成目标加工的制造。3D打印的优势在于不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，速度快，效率高，能够实现自由形状实体的自动化制造，正在受到越来越广泛的重视。
[0003]本申请人的在先实用新型专利申请(申请号为201420774270.3)提出了一种基于熔融堆积技术的3D打印机，其利用机筒内腔第一阶梯面和螺杆外壁的第二阶梯面之间设置止逆环，以防止打印材料逆流，并设有转动工作平台。但此在先实用新型专利申请与现有的熔融堆积3D打印机都存在以下缺陷:1、止逆环在打印机工作停止后拆卸不方便，且机筒加工成本高；2、转动工作平台安装比较复杂；3、无法加工双组分的材料，比如硅橡胶。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、合理、加工成本低，易于装配及维修，且可以方便加工双组分材料的具有组合式螺杆的熔融堆积3D打印机。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案:一种具有组合式螺杆的熔融堆积3D打印机，包括基座、升降机构、打印平台和挤出机构，所述打印平台安装于基座上，所述挤出机构通过升降机构安装于打印平台上方，所述挤出机构包括机筒、组合式挤出螺杆和主料斗，所述主料斗安装于机筒的上端，所述组合式挤出螺杆包括挤出螺杆主体、挤出螺杆头和挤出止逆环，所述挤出螺杆头、挤出止逆环和挤出螺杆主体均安装于机筒，且所述挤出螺杆头、挤出止逆环和挤出螺杆主体于机筒的挤出腔自下而上分布；所述挤出螺杆头的上端穿过挤出止逆环与挤出螺杆主体的下端连接，所述挤出螺杆主体的上端连接有挤出电机。
[0006]优选的，所述挤出螺杆头的上端通过螺纹与挤出螺杆主体的下端连接。
[0007]优选的，所述具有组合式螺杆的熔融堆积3D打印机还包括侧向喂料机构，所述侧向喂料机构包括喂料管、侧喂料斗、喂料电机和喂料螺杆，所述喂料管的一端与机筒连接，且所述喂料管的喂料腔与机筒的挤出腔相通；所述侧喂料斗安装于喂料管的另一端，此侧喂料斗与喂料管的喂料腔相通；所述喂料螺杆安装于喂料腔内，且所述喂料螺杆的一端与喂料电机连接。
[0008]优选的，所述喂料螺杆为组合式喂料螺杆，此组合式喂料螺杆包括喂料螺杆主体、喂料螺杆头和喂料止逆环，所述喂料螺杆主体、喂料止逆环和喂料螺杆头沿物料流动方向在喂料腔内依次分布，所述喂料螺杆主体的一端与喂料电机连接，所述喂料螺杆头的一端穿过喂料止逆环后与喂料螺杆主体的另一端连接。
[0009]优选的，所述具有组合式螺杆的熔融堆积3D打印机还包括纵向移动机构、横向移动机构及用于承载打印平台的支承机构，所述纵向移动机构安装于基座，所述打印平台通过支承机构安装于纵向移动机构，所述挤出机构和侧向喂料机构均通过横向移动机构与升降机构连接；
[0010]所述支承机构包括支架、可于垂直方向转动的平板、转轴、第一旋转电机和第二旋转电机，所述支架安装于纵向移动机构，所述平板通过转轴安装于支架，所述转轴的一端与第一旋转电机连接，所述打印平台安装于平板，且所述打印平台与第二旋转电机连接；且所述第一旋转电机的动力输出轴与第二旋转电机的动力输出轴空间垂直。
[0011]优选的，所述纵向移动机构包括纵向电机、纵向丝杆、纵向导杆和纵向滑块，所述纵向丝杆和纵向导杆均安装于基座，且所述纵向丝杆与纵向导杆平行设置，所述纵向丝杆的一端与纵向电机连接；所述纵向滑块与纵向丝杆、纵向导杆连接，所述支架安装于纵向滑块上；
[0012]所述横向移动机构包括横向电机、横向丝杆、横向导杆和横向滑块，所述横向丝杆和横向导杆均与升降机构连接，且所述横向丝杆和横向导杆平行设置，所述横向丝杆的一端与横向电机连接，所述横向滑块与横向丝杆、横向导杆连接，所述挤出机构和侧向喂料机构均安装于横向滑块。
[0013]优选的，所述机筒的下端设有喷嘴，所述机筒的下端设有用于检测喷嘴内物料压力的压力传感器。
[0014]优选的，所述挤出螺杆主体为等径螺杆，即所述挤出螺杆主体的螺径为恒定的；或者所述挤出螺杆主体为变径螺杆，即所述挤出螺杆主体的螺径自上而下逐渐变小。
[0015]优选的，所述挤出螺杆主体的螺槽的两端为开口状，所述喂料螺杆主体的螺槽的两端为开口状。
[0016]优选的，所述喂料管的中心轴与机筒的中心轴之间的夹角大于0°而小于或等于90。。
[0017]本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点:
[0018]1、本具有组合式螺杆的熔融堆积3D打印机中的挤出机构采用组合式螺杆，其拆装及维修非常方便，且可以根据打印材料的不同性质而配置不同的螺杆主体、止逆环及螺杆头；同时降低了机筒的加工成本。
[0019]2、本具有组合式螺杆的熔融堆积3D打印机中的挤出机构和侧向喂料机构相结合，即挤出机构既可以从其顶部的主料斗进行加料，还可以通过侧向喂料机构从挤出机构的侧边进行加料，这方便加工双组份材料，如硅橡胶。
[0020]3、本具有组合式螺杆的熔融堆积3D打印机具有升降机构、纵向移动机构、横向移动机构及支承机构，则打印平台与喷嘴之间的不同方向的运动，从而对某些具有各向异性(如玻璃纤维增强材料)的打印材料，可控制其成型取向以获得更佳的打印产品质量。
【附图说明】
[0021]图1是实施例1的具有组合式螺杆的熔融堆积3D打印机的整体结构示意图。
[0022]图2是实施例1的具有组合式螺杆的熔融堆积3D打印机的侧视图。
[0023]图3是实施例1的挤出机构和侧向喂料机构的结构示意图。
[0024]图4是实施例1的挤出螺杆主体的结构示意图。
[0025]图5是实施例1的支承机构的结构示意图。
[0026]图6是实施例2中挤出机构的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]为便于本领域技术人员理解，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0028]实施例1:
[0029]如图1至图3的所示，本具有组合式螺杆的熔融堆积3D打印机，包括基座1、升降机构2、打印平台3和挤出机构4，所述打印平台3安装于基座1上，所述挤出机构4通过升降机构2安装于打印平台3上方，所述挤出机构4包括机筒41、组合式挤出螺杆42和主料斗43，所述主料斗43安装于机筒41的上端，所述组合式挤出螺杆42包括挤出螺杆主体44、挤出螺杆头45和挤出止逆环46，所述挤出螺杆头45、挤出止逆环46和挤出螺杆主体44均安装于机筒41，且所述挤出螺杆头45、挤出止逆环46和挤出螺杆主体44于机筒41的挤出腔自下而上分布；所述挤出螺杆头45的上端穿过挤出止逆环46与挤出螺杆主体44的下端连接，所述挤出螺杆主体44的上端连接有挤出电机47。所述挤出螺杆头45的上端通过螺纹与挤出螺杆主体44的下端连接。螺纹的连接方式使挤出螺杆头45与挤出螺杆主体44之间的连接稳定性好，保证工作的有效进行。同时，本实施例中的升降机构2与本申请人的在先实用新型专利(专利号为201410469682.0)中的升降机构的结构相同。
[0030]所述具有组合式螺杆的熔融堆积3D打印机还包括侧向喂料机构5，所述侧向喂料机构5包括喂料管51、侧喂料斗52、喂料电机54和喂料螺杆53，所述喂料管51的一端与机筒41连接，且所述喂料管51的喂料腔与机筒41的挤出腔相通；所述侧喂料斗52安装于喂料管51的另一端，此侧喂料斗52与喂料管51的喂料腔相通；所述喂料螺杆53安装于喂料腔内，且所述喂料螺杆53的一端与喂料电机54连接。对挤出机构4增加侧向喂料机构5，则垂直挤出与侧向喂料相结合即可实现双组分材料同步或呈先后顺序进行3D打印加工。
[0031]所述喂料螺杆53为组合式喂料螺杆，此组合式喂料螺杆包括喂料螺杆主体55、喂料螺杆头56和喂料止逆环57，所述喂料螺杆主体55、