3D打印头、其使用方法及应用在其上的胶水与流程

文档序号:15033208发布日期:2018-07-27 19:38阅读:407来源:国知局
本申请涉及3d打印
技术领域
,尤其涉及一种3d打印头、其使用方法及应用在其上的胶水。
背景技术
:3d打印技术是一种基于三维模型数据,采用材料逐层叠加来制造实体零件的方法。该方法颠覆了传统生产思路,无需机械加工或模具,不依赖于传统生产工艺是否能实现,大大缩短了产品的研发周期。这项技术在机械、汽车、教育、医疗、建筑行业以及国防等领域获得广泛的应用,并取得显著的经济效益。3d打印机还处于不断研发当中,3d打印技术朝着打印材料的多元化和打印成品的质量优化方向发展,其中,现有技术的3d打印机打印头通常为是个出料孔,从该出料孔喷出打印材料,再经过层层堆叠,形成所需的产品,但是现有技术中3d打印出料孔的规格一都是固定的,其喷出的打印材料的截面大小固定,零件中细小的部分难以加工成形,细小截面打印材的料粘附性又差,层与层之间的牢固度得不到保证。因此,如何针对上述现有技术所存在的缺点进行研发改良,实为相关业界所需努力研发的目标,本申请设计人有鉴于此,乃思及创作的意念,遂以多年的经验加以设计,经多方探讨并试作样品试验,及多次修正改良,乃推出本申请。技术实现要素:(一)要解决的技术问题鉴于上述技术问题,本申请提供了一种可挤出细小截面且保证粘结牢固度的3d打印头、其使用方法及应用在其上的胶水。(二)技术方案本申请提供了一种3d打印头,包括料筒,盛装打印材料,下端开有出料孔;口径伸缩装置,具有多片环绕料筒出料孔设置的活动挡片;出胶装置,环绕设置在料筒周侧,其下端具有包围出料孔的出胶孔。在本申请的一些实施例中,所述口径伸缩装置嵌设在料筒壁内,所述料筒壁中开设有供挡片嵌设的腔体。在本申请的一些实施例中,所述腔体为平滑直线型腔体,具有延伸至出料孔孔壁处的腔体下端口。在本申请的一些实施例中,所述挡片沿腔体延伸布置,其下端靠近腔体下端口。在本申请的一些实施例中,所述挡片上具有驱动挡片向料筒方向移动的驱动部,所述驱动部与挡片上端通过楔形面接触,所述楔形面向料筒内壁方向倾斜。在本申请的一些实施例中,所述挡片上端具有向料筒内壁倾斜的第一斜面,所述驱动部包括推块,所述推块呈环形设计,与呈环绕设置的挡片逐个对应,所述推块上具有与第一斜面接触的第二斜面,所述推块对挡片施加竖直方向的推力或拉力。在本申请的一些实施例中,所述驱动部还包括固定设置在推块上的推杆,所述推杆的端部固定有露出料筒外的施力垫。本申请还提供了一种上述所述的3d打印头的使用方法,包括如下步骤:(1)在口径伸缩装置上施力,推动挡片向出料孔中心伸出,若干挡片底部重新形成比原出料孔小的新出料孔;(2)料筒内的打印材料从新出料孔挤出,挤出的材料经过出胶孔,周侧表面沾上胶液,与之前已经挤出的材料之间通过胶液粘结。本申请还提供了一种应用在上述3d打印头上的胶水,所述打印材料为混凝土,所述胶水包括如下重量份数的组份:其中,所述橡胶包括丁苯热塑橡胶,所述加筋纤维为玻璃纤维,所述软化油为芳烃油和蓖麻油的混合油,芳烃油和蓖麻油的比例为1∶1.5。在本申请的一些实施例中,所述稳定剂为磷酸三辛酯、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种以任意比例混合。(三)有益效果从上述技术方案可以看出,本申请至少具有以下有益效果其中之一:(1)在3d打印头上装了口径伸缩装置,通过若干活动的挡片,当驱动挡片向出料孔中心移动时,挡片底端互相联结,将出料孔的可出料的截面变小,可以挤出截面细小的材料,成型范围变宽;同时增加了出胶装置,在出料孔外还设置了出胶孔,打印材料从出料孔挤出后,表面能沾有胶液,便于下一步的粘结,增强了材料之间粘结的牢固度,优化了产品的质量;(2)挡片的驱动部巧妙的利用了楔形块的原理,将上下的移动转化为挡片相对出料孔的远离或靠近运动;(3)口径伸缩装置嵌设在料筒筒壁内,节约了口径伸缩装置的安装空间,且口径伸缩装置不容易脱落,挡片底部可以直接在出料孔孔壁内伸出,定位更准确;(4)利用该装置可以非常方便的打印建筑模型,挤出的条状混凝土表面较为光洁,有利于下一步胶水的包覆,胶水为半固化的胶水,具有较好的黏连性,且胶水具有防水特性,粘结性能优良,在打印成型后稍加烘干便非常牢固。附图说明图1为本申请实施例的示意图。图2为本申请实施例的局部放大图。图3为本申请实施例的口径伸缩部立体图。图4为本申请实施例的挡片立体图。【本申请主要元件符号说明】1、电机;2、联轴器;3、挤出螺杆;4、料筒;41、出料孔;5、胶水;6、胶筒;61、出胶孔;7、口径伸缩装置;71、推块;711、第二斜面;712、滑槽;72、挡片;721、第一斜面;722、滑轨;73、楔形面;74、推杆;75、连杆;76、施力垫;8、打印材料。具体实施方式本申请提供了一种3d打印头、其使用方法及应用在其上的胶水。能否调节出料口大小,便于更精细化的打印;打印材料挤出后,表面被粘附一层胶水,增强了打印层之间的粘结力。在建筑模型打印中,配合特制胶水,极大的提高了建筑模型的打印精度和粘结牢固度。为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本申请进一步详细说明。实施例一在本申请的一个示例性实施例中,提供了3d打印头。如图1所示,本申请包括料筒4、口径伸缩装置7和出胶装置。以下分别对本实施例的各个组成部分进行详细描述。该打印头为螺杆挤出式打印头,由电机1通过联轴器2驱动挤出螺杆3,打印材料内置在料筒4中,料筒4竖直设置,其下端开有出料孔41,随着挤出螺杆3旋转打印材料从出料孔41被挤出。如图2所示,出胶装置包括环绕设置在料筒周围的胶筒6,胶筒6和料筒4之间形成一个环形的储胶腔,储胶腔内蓄有胶水5,胶筒6的下端位于出料孔41的下方,与出料孔41之间形成了包围出料孔41的出胶孔61,出胶孔61与出料孔41同轴且呈柱形环绕布置在出料孔41下方,当出料孔41挤出打印材料8时,必须经过出胶口61,在该过程中打印材料8便被均匀地涂抹上胶水5,有利于打印材料8层与层之间的粘结。如图3、图4所示,口径伸缩装置7具有多片环绕料筒4出料孔41设置的活动挡片72,活动挡片72之间彼此紧挨,且紧挨的部分彼此交叠,各挡片72的底端之间围成孔状。口径伸缩装置7嵌设在料筒4壁内,料筒4壁中开设有供挡片72嵌设的腔体,腔体为平滑直线型腔体,具有延伸至出料孔41孔壁处的腔体下端口,挡片72沿腔体延伸布置,其下端靠近腔体下端口,挡片72上具有驱动挡片72向料筒4方向移动的驱动部,驱动部与挡片72上端通过楔形面73接触,楔形面73向料筒4内壁方向倾斜,在驱动部向下运动时,可以驱动挡片72向出料口41中部移动,所有的挡片72一起运动,从而将下端部形成的小孔的截面缩小,进而缩小了出料孔41可以通过的截面,从出料孔41挤出的材料截面变小。挡片72上端具有向料筒4内壁倾斜的第一斜面721,驱动部包括推块71,推块71呈环形设计,与呈环绕设置的挡块72逐个对应,推块71上具有与第一斜面721接触的第二斜面711,推块71可以对挡片72施加竖直方向的推力或拉力。第一斜面721和第二斜面711之间还通过截面呈燕尾形状的滑轨722、滑槽712实现限位。驱动部还包括固定设置在推块71上的推杆74,推杆74的端部通过连杆75固定有露出料筒4外的施力垫76。在使用时,推动施力垫76下滑,推杆74带动推块71下滑,推块71挤压挡片72,挡片72受挤压而沿直线型腔体下滑,下端伸出出料孔41孔壁,若干个挡片72的下端彼此联合,形成一个截面小于出料孔41的小孔,缩小了出料孔41的实际出料截面。从出料孔41挤出的打印材8,还必须经过出胶孔61,由于胶液具有一粘性,不会轻易地自行滴落,但是会很容易地粘附在挤出材料的外壁上,通过这样挤出的材料,可以加工更精细的产品,同时产品的粘结力依然很好。实施例二打印材料为混凝土,胶水包括如下重量份数的组份:软化油8份,沥青6份,橡胶10份,加筋纤维2份,硅藻土3份,稳定剂1份。其中,橡胶包括丁苯热塑橡胶,加筋纤维为玻璃纤维,软化油为芳烃油和蓖麻油1∶1配比的混合油,芳烃油和蓖麻油的比例为1∶1.5。稳定剂为磷酸三辛酯。实施例三在其他技术手段和实施例一相同的情况下,胶水包括如下重量份数的组份:软化油9份,沥青7份,橡胶11份,加筋纤维3份,硅藻土4份,稳定剂2份。稳定剂为磷酸三辛酯和聚乙烯吡咯烷酮任意比的混合物。实施例四在其他技术手段和实施例二相同的情况下,胶水包括如下重量份数的组份:软化油10份,沥青8份,橡胶12份,加筋纤维2.5份,硅藻土3.5份,稳定剂1.5份。稳定剂为磷酸三辛酯和聚乙烯吡咯烷酮任意比的混合物。胶水固化后,在实施例一至三的打印模型上随机布点进行现场拉拔试验,现场环境温度为25℃。试验时,采用at-m型数显式拉拔仪对打印模型的拉拔强度进行现场检测,采用无溶剂型环氧胶将直径为20mm的拉拔头粘结在防水粘结层表面,待无溶剂型环氧胶胶水固化按照拉拔仪说明书操作方法进行检测。试验结果如下表1所示。表1实施例第一点/mp第二点/mp第三点/mp平均/mp实施例二1.561.351.711.54实施例三1.491.361.571.47实施例四1.551.391.451.46现场拉拔强度合格率在90%以上,拉拔强度平均在1.45mp以上,且各点的拉拔强度差距不是很大,均匀性好。至此,已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述,本领域技术人员应当对本申请有了清楚的认识。需要说明的是,在附图或说明书正文中,未绘示或描述的实现方式,均为所属
技术领域
中普通技术人员所知的形式,并未进行详细说明。此外,上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式。还需要说明的是,本文可提供包含特定值的参数的示范,但这些参数无需确切等于相应的值,而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值。实施例中提到的方向用语,例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等,仅是参考附图的方向,并非用来限制本申请的保护范围。此外,除非特别描述或必须依序发生的步骤,上述步骤的顺序并无限制于以上所列,且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑,彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用,即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。以上所述的具体实施例,对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本申请的具体实施例而已,并不用于限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。当前第1页12
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