陶泥自动给料3D打印机的制作方法

本实用新型是一种改进的3D打印机，特别是一种陶泥自动给料3D打印机。

背景技术：

3D陶泥打印是根据半流体沉积成型原理工作的。3D紫陶打印跟其它PLA材料的3D打印不同，它无需加热过程，喷头沿着截面轮廓填充的轨迹运动。这种技术的优点成型速度快，无需加热就可以完成，打印的材料可以被重复利用。

在我国陶瓷制作有很长的历史。现在的3D陶泥打印就是传承历史，面向未来的一种途径。传统的陶瓷制作工艺比较复杂，需要经过练泥、拉坯、利坯、晒坯、刻花、施釉、烧窑等步骤，耗费工作时间，且效率低。3D陶瓷打印，以3D打印方式进行紫陶毛坯制作，实现艺术与增材制造技术相结合；省去模具的需求和传统制作工艺中拉坯、利坯、刻花等环节，节约成本，提高了工作效率。打印出来的东西还可以在打印的基础上二次加工使用。但是，目前3D紫陶打印才开始不久，技术还不够成熟，存在许多的缺点，且价格比较昂贵。有必要在现有设计的基础上加以改进，使之适应陶泥这种原料的供料环境和条件。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是针对上述问题，提出一种陶泥自动给料3D打印机，这种打印机的特点是既能打印简单手工能够制作的模型还能打印复杂手工不能制作的模型，结构合理，给料送料精准、流畅，安装、拆卸和清洗方便快捷。

本实用新型的这种陶泥自动给料3D打印机，它有机架、底座、传动皮带、直线导轨、四方滑块、高碳连杆、托盘、步进电机、控制芯片和打印头，打印头安装在托盘上，其特征在于所述打印头由打印步进电机、打印头外壳上端、打印头外壳下端、螺旋推和喷嘴构成，步进电机通过四根铜柱安装在打印头外壳上端，螺旋推通过轴承安装在打印头外壳上端和打印头外壳下端中并通过打印联轴器与打印步进电机轴连接传动，打印头外壳上端和打印头外壳下端间，以及打印头外壳下端与喷嘴间有螺纹连接，打印头外壳下端侧壁有与供料机构连接的陶泥供料接口。

所述陶泥供料接口与供料机构间有软管连接，供料机构由底座、机架、储料罐、滚珠丝杆和供料步进电机组成，储料罐为一活动安装在底座上的可替换圆筒，前端有软管与陶泥供料接口连通，后端与活塞头连接，滚珠丝杆安装在固定于底座的螺母座上，滚珠丝杆左端装有活塞体并通过活塞头进入储料罐内移动挤排陶泥，滚珠丝杆右端通过联轴器与供料步进电机连接传动，供料步进电机通过电机支架螺杆固定块和线性轴承安装在光轴上滑动。

储料罐通过储料罐前后支架水平安装于底座上。

所述螺母固定座与底座间有一个螺母座支架。

所述光轴为一对，通过光轴固定座平行水平安装在底座上。

所述供料步进电机装有定向轮在底座上滚动，以增加供料步进电机来回移动的平稳性。

打印头陶泥供料接口与储料罐间的软管，连接方式为套接。

所述打印头外壳下端外壁上有一法兰圈，法兰圈上有安装孔与托盘固定。

所述底座上的承件座板为正六方形木板或石膏板，通过三个挡条和拉簧固定在底座上，挡条通过内六角螺钉固定在底座上。

本实用新型的打印机除打印头和供料机构外，均与现有市售3D打印机的相同。

本实用新型的工作原理如下：

首先把准备好的陶泥原料装在储料罐里面，然后再把储料罐安装到储料罐支架上。接通电源，供料步进电机转动，通过联轴器带动滚珠丝杆向前转动，螺母座固定不动，供料步进电机固定在其下方的电机支座上通过线性轴承的滑动，从而整体在光轴上移动，推动活塞向前运动进入到储料罐，把陶泥挤压输送到打印头。打印头步进电机、供料步进电机和其余的步进电机按照控制芯片的指令协调移动打印头和喷注陶泥到承件座板成形。

本实用新型主要特点体现在如下几个方面：

一是打印头为分体式，拆装和清洗十分方便快捷，螺旋推上端安装在打印头外壳上端，垂悬于打印头外壳下端并由打印步进电机驱动喷注陶泥，动作灵活精准，打印头外壳下体为一个三通体，两端有螺纹，上与打印头外壳上端连接，下与喷嘴连接，中与供料机构连通并固定于托盘。长期不用时拆散清洗保存，不会因残留陶泥而干固或粘结阻塞。

二是供料机构采用供料步进电机和滚珠丝杆移动而螺母座不动的设计，巧妙推排储料罐中的陶泥到打印头，储料罐为可替换的圆筒，用完一筒后可替换新的一筒续上，圆筒两端均有连接螺纹，填装陶泥，以及与其他部件连接均十分方便快捷。

三是承件座板改为木板或石膏板，有利于陶泥工件的均匀脱水，提高坯件的成品率。固定承件座板的夹具为活动的挡条拉簧结构，方便安装和拆卸。

总之本实用新型既能打印简单手工能够制作的模型还能打印复杂手工不能制作的模型，结构合理，给料送料精准、流畅，安装、拆卸和清洗方便快捷。

附图说明

图1是本实用新型的立体图。

图2是打印头部件的拆分主视图。

图3是底座、承件座板、挡条和拉簧集成立体图。

图4是打印头外壳上端主视图。

图5是打印头外壳上端左视图。

图6是打印头外壳下端主视图。

图7是打印头外壳下端左视图。

图8是打印头外壳下端俯视图。

图9是本实用新型工作流程框图。

图1-8中，各零部件的标号如下：

1-传动皮带；2-直线导轨；3-四方滑块；4-滑车滑规效应器；5-高碳连杆；6-打印头外壳下端；7-托盘；8-喷嘴；9-挡条；10-拉簧；11-承件座板；12-软管；13-储料罐前端支架；14-储料罐后端支架；15-螺母座支架；16-光轴；17-线性轴承；18-定向轮；19-光轴固定座；20-供料步进电机；21-电机支架；22-供料联轴器；23-螺杆固定块；24-滚珠丝杆；25-螺母座；26-螺母固定座；27-活塞头；28-储料罐；29-螺旋推；30-打印头外壳上端；31-轴承；32-打印联轴器；33-铜柱；34-打印步进电机；35-陶泥供料接口；36-底座；37-座板。

具体实施方式

如图1-9所示，传动皮带1、直线导轨2、四方滑块3、滑车滑规效应器4、高碳连杆5、托盘7、底座36，以及机架、三个驱动传动皮带的步进电机，控制芯片等部件均与现有3D打印机的相同。在此不赘述。本实用新型的创新点主要在打印头和供料机构上。

打印头外壳上端30上有四个轴向孔，通过这四个轴向孔和四根铜柱33与打印步进电机34安装固定，螺旋推29的上端通过打印联轴器32和轴承31安装在打印头外壳上端并与打印步进电机连接传动。打印头外壳下端6为一个三通体，上下两端有螺纹分别与打印头外壳上端和喷嘴8连接，中间的壁上有陶泥供料接口35，接口下方有一圈法兰，法兰上有安装孔与托盘连接固定。

供料机构的储料罐28为圆筒，容积根据方便原则确定，前端可设计为端盖，端盖上有凸出的套接口与软管12连接，后端的活塞头27也可以设计为端盖结构，筒体与端盖间有螺纹连接。使用时扭开一端或两端的端盖，装入陶泥然后重新扭上端盖。储料罐前端支架13和储料罐后端支架14的作用是将储料罐水平固定在座板37上。滚珠丝杆24水平安装在螺母固定座26、螺母座25和供料步进电机20的轴上（通过供料联轴器22）。螺母固定座通过一个螺母座支架15固定在座板37上。供料步进电机与电机支架21、螺杆固定块23和线性轴承17连为一体并安装在光轴16上。光轴两端安装在光轴固定座19上。电机支架上装有定向轮18在底板上滚动。

如上所述，承件座板11用木板或石膏板做成正六角形，用挡条9和拉簧10固定在底座上。当然，承件座板的形状可以因具体需要而改变。

未提及的零部件和标号如上所述。

本实用新型的这种陶泥自动给料3D打印机的运行步骤如下：

第1步:按照一定泥和水的比例练泥，装入储料罐；

第2步:连接软管，安装承件座板；

第3步:建模，切片，导入SD卡或导入打印机；

第4步:选择打印模型（初次打印需调平）；

第5步:开始打印，打印完成后取下承件座板及打印出来的实物模型（工件）；

第6步：装上承件座板进入下一次打印。

工作流程图如图9所示。