一种3D陶瓷打印机的制作方法

一种3d陶瓷打印机
技术领域
1.本实用新型涉及陶瓷生产设备领域，尤其涉及一种3d陶瓷打印机。


背景技术：

2.3d打印技术是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。具体地，即是采用3d打印设备，让3d打印设备的打印头一边按数字模型文件设定的程序运行，一边挤出可粘合材料，逐层堆叠出设定形状的实物。3d打印技术受材料限制，其更多的还是应用于一些塑料模型、塑料工艺品的制造中。陶瓷生产领域中，3d打印技术的应用少之甚少，3d陶瓷打印更多的处于概念性阶段以及实险性阶段。现有一些文件资料中，虽然也有少量的3d陶瓷打印设备的记载，但记载的3d陶瓷打印设备，基本都是将泥浆制成后，直接通过管道上的泵输送到打印头中，该种3d陶瓷打印设备，制备好的泥浆完全暴露在空气中，无密封也无保湿，制备的泥浆需立刻使用、打印，否则在短时间内即会变得干燥，而无法使用，其要求具有高度紧凑的制备工艺，否则将无法实现陶瓷的打印，这一原因也正导致了该设备无法得到大规模的推广使用。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种3d陶瓷打印机。
4.实现本实用新型目的的技术方案是：一种3d陶瓷打印机，包括输泥装置和打印头，所述输泥装置包括输泥机架，所述输泥机架上安装有非水平设置的柱状的泥筒，所述泥筒上端敞口、下端封闭，所述泥筒下端上设有一出泥通孔，所述泥筒对应设有一升降杆机构，所述升降杆机构包括升降杆和升降驱动机构，所述升降驱动机构与所述升降杆传动连接、用于驱动所述升降杆沿所述升降杆轴向进行升降运动，所述升降杆轴线与所述泥筒轴线平行，所述升降杆的下端安装有活塞，所述活塞由所述泥筒上端的敞口伸于所述泥筒内，所述活塞的外周缘与所述泥筒贴合；所述出泥通孔与所述打印头通过一输泥管连通。
5.进一步地，所述泥筒垂直设置。所述泥筒可垂直设置，也可倾斜设置，相比后者，所述泥筒垂直设置时，安装更方便，且所述泥筒内的泥浆也不易漏出。
6.进一步地，所述泥筒为圆柱状。所述泥筒可以为圆柱状，也可以为方柱状，相比其它形状，圆柱状泥筒更为常见，且所述泥筒为圆柱状时，所述活塞与所述泥筒内壁更贴合，密封性能更好。
7.进一步地，所述出泥通孔设于所述泥筒下端底面上。所述出泥通孔可设置所述泥筒下端侧壁上，也可设于所述泥筒下端底面，相比前者，所述出泥通孔设于所述泥筒下端底面上时，所述泥筒内的泥浆可完全被挤出。
8.进一步地，所述泥筒包括泥筒本体和底座，所述泥筒本体上端和下端均为敞口，所述底座安装于所述泥筒本体下端端口、与所述泥筒本体下端端口贴合。所述泥筒可一体成型，也可由泥筒本体和底座组成，相比前者，后者方便采用不同的材料生产泥筒本体和底座，如泥筒本体通常采用塑料管，而底座通常因承重及安装问题，则可采用钢结构。
9.进一步地，所述底座上开设有下端限位槽，所述下端限位槽的形状与所述泥筒本体下端端口形状相一致，所述泥筒本体下端端口插设于所述底座的所述下端限位槽内，所述泥筒本体下端端口与所述下端限位槽的底面贴合。所述底座与所述泥筒本体组装时，所述泥筒本体下端端口插设于所述底座的所述下端限位槽内，所述底座的所述下端限位槽对所述泥筒本体下端端口进行限位，该设置，一方面可使所述底座与所述泥筒本体的组装快速定位，另一方面在所述底座的所述下端限位槽的限位下，可避免所述泥筒本体下端水平移动，组装结构更牢固、可靠。
10.进一步地，所述底座上开设有锥度槽，所述锥度槽沿其深度方向的截面为v形，所述出泥通孔设于所述底座上、与所述锥度槽的底部连通。所述锥度槽的设置，可使所述泥筒内的泥浆挤出的更为干净。
11.进一步地，所述输泥机架上设有位于所述泥筒上方的泥筒上安装座，所述泥筒的侧方设有一条以上的支撑杆，所述支撑杆上端与所述泥筒上安装座安装，所述支撑杆下端与所述底座安装。本实用新型3d陶瓷打印机，所述泥筒安装于所述输泥机架上的结构不限，所述泥筒可直接安装于所述输泥机架，也可通过泥筒上安装座安装于所述输泥机架上。本实用新型3d陶瓷打印机，所述泥筒通过所述支撑杆安装于所述输泥机架的所述泥筒上安装座上时，该结构下，所述支撑杆设于所述泥筒本体的一侧，起支撑的作用，其可方便工作过程中所述泥筒本体所受到的向下的作用力可过渡到所述支撑杆上，进而有效避免所述泥筒本体受到较大的向下的作用力而破损。
12.进一步地，所述支撑杆上端与所述泥筒上安装座铰接，所述支撑杆上端与所述泥筒上安装座的铰接轴线水平；所述底座的边缘具有缺口，所述支撑杆下端位于所述缺口内，所述支撑杆上螺纹套设有两螺母，两所述螺母分别位于所述底座的上下方与所述底座紧贴锁紧。该结构下，安装所述泥筒时，将所述泥筒的上端顶于所述泥筒上安装座的底部，而后将所述支撑杆扣到所述底座的所述缺口内，通过两所述螺母，将所述底座与所述支撑杆锁紧即可。本实用新型3d陶瓷打印机，所述支撑杆上端与所述泥筒上安装座铰接，所述支撑杆可摆动，位置可调，其更便于所述泥筒的安装。
13.进一步地，所述支撑杆的数量具有两根，两根所述支撑杆均匀分布于所述泥筒的两侧。所述支撑杆的数量可以为一根、两根或多根，相比其它，两根所述支撑杆既能实现牢固安装，又可保证适量的安装操作，其不会因数量过多，而让安装操作繁琐。
14.进一步地，所述泥筒上安装座的底面开设有上端限位槽，所述上端限位槽的形状与所述泥筒本体上端端口形状相一致，所述泥筒本体上端端口插设于所述泥筒上安装座的所述上端限位槽内。安装所述泥筒本体时，可让所述泥筒本体上端端口插设于所述泥筒上安装座的所述上端限位槽内，通过所述上端限位槽来对所述泥筒本体进行限位；该设置，一方面，在安装所述泥筒本体时可使所述泥筒本体快速定位，另一方面，在所述上端限位槽的限位下，可避免所述泥筒本体上端水平移动，使所述泥筒本体的安装更准确、可靠。
15.进一步地，所述泥筒本体上端端口与所述泥筒上安装座的所述上端限位槽的底面顶触。该设置下，所述上端限位槽不仅在水平向可对所述泥筒本体进行限位，还可在垂直向对所述泥筒本体进行限位，使所述泥筒本体无法水平移位的同时，也无法垂直向上移位，所述泥筒本体的安装更为可靠。
16.进一步地，所述升降驱动机构为电机，所述升降杆为丝杆，所述升降驱动机构通过
涡轮蜗杆与所述升降杆传动连接。所述升降驱动机构的结构不限，但上述结构最为常见，且控制精度也相对较高。
17.进一步地，所述升降杆机构安装于所述输泥机架上的所述泥筒上安装座上。该设置下，所述泥筒上安装座对所述泥筒本体上端端口进行限位的同时，还作为所述升降杆机构安装到所述输泥机架上的安装支架，所述泥筒上安装座多功能使用，可使所述3d陶瓷打印机的结构更为简单、紧凑。
18.进一步地，所述输泥机架上设有垂直导轨，所述泥筒上安装座滑动安装于所述垂直导轨上，所述泥筒上安装座与一垂直移动驱动机构传动连接、由所述垂直移动驱动机构驱动可沿所述垂直导轨移动。所述泥筒上安装座可固定安装于所述输泥机架上，也可滑动安装于所述输泥机架上的所述垂直导轨上，通过所述垂直移动驱动机构的驱动，实现升降移动，相比前者固定设置，后者滑动安装时，可调节所述泥筒上安装座及安装于所述泥筒上安装座上的所述泥筒的高度位置，进而可方便灵活使用，如安装所述泥筒时，为方便安装，可将所述泥筒上安装座的位置调低；正常打印时，可将所述泥筒上安装座的位置调高。
19.进一步地，所述垂直移动驱动机构包括第一电机和第一丝杆，所述第一丝杆垂直且可转动安装于所述输泥机架上，所述第一丝杆与所述第一电机传动连接，所述泥筒上安装座螺纹套装于所述第一丝杆上。所述垂直移动驱动机构可以为气缸，也可以上述结构；相比气缸，上述结构驱动所述泥筒上安装座时，所述泥筒上安装座可实现无极移动，所述泥筒上安装座的高度位置调节更灵活。
20.进一步地，所述输泥机架上设有两所述泥筒，每个所述泥筒对应设置一所述升降杆机构。设置两所述泥筒时，以便可在3d陶瓷打印机不停机的情况下，轮换为3d陶瓷打印机的打印头供料。
21.进一步地，所述打印头可移动安装于一打印机架上，所述打印机架上水平设有y向滑轨，所述y向导轨上滑动安装有由一第一驱动机构驱动可沿所述y向导轨移动的移动支架，所述移动支架上垂直设有z向导轨，所述z向导轨上滑动安装有由一第二驱动机构驱动可沿所述z向导轨移动的移动横梁，所述移动横梁上水平设有x向导轨，所述x向导轨与所述y向导轨垂直，所述x向导轨上滑动安装有由一第三驱动机构驱动可沿所述x向导轨移动的打印头安装座，所述打印头安装于所述打印头安装座上。3d打印机中，打印头常要求可三轴移动；本实用新型3d陶瓷打印机中，实现所述打印头三轴移动的结构不仅限于上述结构。
22.本实用新型3d陶瓷打印机，通过将制备好的泥浆装于所述泥筒内，而后再通过所述活塞向下压所述泥筒内的泥浆，使泥浆由所述泥筒内输出用于打印。该结构下，所述活塞向下压泥浆，为泥浆的输出提供动力的同时，其还起密封作用，使所述泥筒内的泥浆完全密封于所述泥筒内，进而让所述泥筒内的泥浆与所述泥筒外的空气完全隔绝，所述泥筒内的泥浆不会被风干，可保持长久的湿润，也就是说，不管3d陶瓷打印机有无停机或隔天使用，所述泥筒内的泥浆均可长时间保存在所述泥筒内，以供3d陶瓷打印机的随时使用，而这大大提高了3d陶瓷打印机的可行性和便利性，其有效解决了传统泥浆易干燥、制备的泥浆需立刻使用的问题，为3d陶瓷打印机的使用提供了极大的灵活性。
附图说明
23.图1的本实用新型3d陶瓷打印机的立体结构示意图；
24.图2是本实用新型3d陶瓷打印机的输泥装置的立体结构示意图；
25.图3是本实用新型3d陶瓷打印机的输泥装置的主视结构示意图；
26.图4是本实用新型3d陶瓷打印机的输泥装置的侧视结构示意图；
27.图5是本实用新型3d陶瓷打印机的输泥装置的泥筒下端安装结构示意图；
28.图6是本实用新型3d陶瓷打印机的输泥装置的泥筒的轴向剖视图。
具体实施方式
29.下面结合附图对本实用新型3d陶瓷打印机的较佳实施方式作详细的说明：
30.如图1至图6所示，一种3d陶瓷打印机，包括输泥装置100和打印头200，所述输泥装置100包括输泥机架10，所述输泥机架10上安装有非水平设置的柱状的泥筒1，所述泥筒1上端敞口、下端封闭，所述泥筒1下端上设有一出泥通孔121，所述泥筒1对应设有一升降杆机构2，所述升降杆机构2包括升降杆21和升降驱动机构22，所述升降驱动机构22与所述升降杆21传动连接、用于驱动所述升降杆21沿所述升降杆21轴向进行升降运动，所述升降杆21轴线与所述泥筒1轴线平行，所述升降杆21的下端安装有活塞23，所述活塞23由所述泥筒1上端的敞口伸于所述泥筒1内，所述活塞23的外周缘与所述泥筒1贴合；所述出泥通孔121与所述打印头200通过一输泥管120连通。
31.本实用新型3d陶瓷打印机，工作时，所述输泥装置100的所述泥筒1内装入泥浆，装有泥浆的所述泥筒1安装于所述输泥机架10上，所述升降杆机构2的升降驱动机构22驱动所述升降杆21，使所述升降杆21及其上的所述活塞23向下移动，向下移动的所述活塞23向下压所述泥筒1内的泥浆，让所述泥筒1内的泥浆由与所述出泥通孔121连通的输泥管120输送到所述打印头200，进行陶瓷打印。本实用新型3d陶瓷打印机，泥浆的制作通常由练泥机完成。
32.本实用新型3d陶瓷打印机，通过将制备好的泥浆装于所述输泥装置100的所述泥筒1内，而后再通过所述活塞23向下压所述泥筒1内的泥浆，使泥浆由所述泥筒1内输出，输送到所述打印头200用于打印。本实用新型3d陶瓷打印机的所述输泥装置100中，所述活塞23向下压泥浆，为泥浆的输出提供动力的同时，其还起密封作用，使所述泥筒1内的泥浆完全密封于所述泥筒1内，进而让所述泥筒1内的泥浆与所述泥筒1外的空气完全隔绝，所述泥筒1内的泥浆不会被风干，可保持长久的湿润，也就是说，不管3d陶瓷打印机有无停机或隔天使用，所述泥筒1内的泥浆均可长时间保存在所述泥筒1内，以供3d陶瓷打印机的随时使用，而这大大提高了3d陶瓷打印机的可行性和便利性，其有效解决了传统泥浆易干燥、制备的泥浆需立刻使用的问题，为3d陶瓷打印机的使用提供了极大的灵活性。
33.本实用新型3d陶瓷打印机，所述输泥装置100的所述活塞23一结构两用，其结构简单，且通过所述活塞23下压的方式输送泥浆，输送效率较高，不易浪费泥浆。
34.本实用新型3d陶瓷打印机，较佳地，所述泥筒1垂直设置。所述泥筒1可垂直设置，也可倾斜设置，相比后者，所述泥筒1垂直设置时，安装更方便，且所述泥筒1内的泥浆也不易漏出。
35.本实用新型3d陶瓷打印机，较佳地，所述泥筒1为圆柱状。所述泥筒1可以为圆柱状，也可以为方柱状，相比其它形状，圆柱状泥筒1更为常见，且所述泥筒1为圆柱状时，所述活塞23与所述泥筒1内壁更贴合，密封性能更好。
36.本实用新型3d陶瓷打印机，较佳地，所述出泥通孔121设于所述泥筒1下端底面上。所述出泥通孔121可设置所述泥筒1下端侧壁上，也可设于所述泥筒1下端底面，相比前者，所述出泥通孔121设于所述泥筒1下端底面上时，所述泥筒1内的泥浆可完全被挤出。
37.本实用新型3d陶瓷打印机，较佳地，所述泥筒1包括泥筒本体11和底座12，所述泥筒本体11上端和下端均为敞口，所述底座12安装于所述泥筒本体11下端端口、与所述泥筒本体11下端端口贴合。所述泥筒1可一体成型，也可由泥筒本体11和底座12组成，相比前者，后者方便采用不同的材料生产泥筒本体11和底座12，如泥筒本体11通常采用塑料管，而底座12通常因承重及安装问题，则可采用钢结构。
38.本实用新型3d陶瓷打印机，较佳地，所述底座12上开设有下端限位槽122，所述下端限位槽122的形状与所述泥筒本体11下端端口形状相一致，所述泥筒本体11下端端口插设于所述底座12的所述下端限位槽122内，所述泥筒本体11下端端口与所述下端限位槽122的底面贴合。所述底座12与所述泥筒本体11组装时，所述泥筒本体11下端端口插设于所述底座12的所述下端限位槽122内，所述底座12的所述下端限位槽122对所述泥筒本体11下端端口进行限位，该设置，一方面可使所述底座12与所述泥筒本体11的组装快速定位，另一方面在所述底座12的所述下端限位槽122的限位下，可避免所述泥筒本体11下端水平移动，组装结构更牢固、可靠。
39.本实用新型3d陶瓷打印机，较佳地，所述底座12上开设有锥度槽123，所述锥度槽123沿其深度方向的截面为v形，所述出泥通孔121设于所述底座12上、与所述锥度槽123的底部连通。所述锥度槽123的设置，可使所述泥筒1内的泥浆挤出的更为干净。
40.本实用新型3d陶瓷打印机，较佳地，所述输泥机架10上设有位于所述泥筒1上方的泥筒上安装座101，所述泥筒1的侧方设有一条以上的支撑杆13，所述支撑杆13上端与所述泥筒上安装座101安装，所述支撑杆13下端与所述底座12安装。本实用新型3d陶瓷打印机，所述泥筒1安装于所述输泥机架10上的结构不限，所述泥筒1可直接安装于所述输泥机架10，也可通过泥筒上安装座101安装于所述输泥机架10上。本实用新型3d陶瓷打印机，所述泥筒1通过所述支撑杆13安装于所述输泥机架10的所述泥筒上安装座101上时，该结构下，所述支撑杆13设于所述泥筒本体11的一侧，起支撑的作用，其可方便工作过程中所述泥筒本体11所受到的向下的作用力可过渡到所述支撑杆13上，进而有效避免所述泥筒本体11受到较大的向下的作用力而破损。
41.本实用新型3d陶瓷打印机，较佳地，所述支撑杆13上端与所述泥筒上安装座101铰接，所述支撑杆13上端与所述泥筒上安装座101的铰接轴线水平；所述底座12的边缘具有缺口124，所述支撑杆13下端位于所述缺口124内，所述支撑杆13上螺纹套设有两螺母131，两所述螺母131分别位于所述底座12的上下方与所述底座12紧贴锁紧。该结构下，安装所述泥筒1时，将所述泥筒1的上端顶于所述泥筒上安装座101的底部，而后将所述支撑杆13扣到所述底座12的所述缺口124内，通过两所述螺母131，将所述底座12与所述支撑杆13锁紧即可。本实用新型3d陶瓷打印机，所述支撑杆13上端与所述泥筒上安装座101铰接，所述支撑杆13可摆动，位置可调，其更便于所述泥筒1的安装。
42.本实用新型3d陶瓷打印机，较佳地，所述支撑杆13的数量为两根，两根所述支撑杆13均匀分布于所述泥筒1的两侧。所述支撑杆13的数量可以为一根、两根或多根，相比其它，两根所述支撑杆13既能实现牢固安装，又可保证适量的安装操作，其不会因数量过多，而让
安装操作繁琐。
43.本实用新型3d陶瓷打印机，较佳地，所述泥筒上安装座101的底面开设有上端限位槽1011，所述上端限位槽1011的形状与所述泥筒本体11上端端口形状相一致，所述泥筒本体11上端端口插设于所述泥筒上安装座101的所述上端限位槽1011内。安装所述泥筒本体11时，可让所述泥筒本体11上端端口插设于所述泥筒上安装座101的所述上端限位槽1011内，通过所述上端限位槽1011来对所述泥筒本体11进行限位；该设置，一方面，在安装所述泥筒本体11时可使所述泥筒本体11快速定位，另一方面，在所述上端限位槽1011的限位下，可避免所述泥筒本体11上端水平移动，使所述泥筒本体11的安装更准确、可靠。
44.本实用新型3d陶瓷打印机，较佳地，所述泥筒本体11上端端口与所述泥筒上安装座101的所述上端限位槽1011的底面顶触。该设置下，所述上端限位槽1011不仅在水平向可对所述泥筒本体11进行限位，还可在垂直向对所述泥筒本体11进行限位，使所述泥筒本体11无法水平移位的同时，也无法垂直向上移位，所述泥筒本体11的安装更为可靠。
45.本实用新型3d陶瓷打印机，所述升降驱动机构22为电机，所述升降杆21为丝杆，所述升降驱动机构22通过涡轮蜗杆与所述升降杆21传动连接。所述升降驱动机构22的结构不限，但上述结构最为常见，且控制精度也相对较高。
46.本实用新型3d陶瓷打印机，较佳地，所述升降杆机构2安装于所述输泥机架10上的所述泥筒上安装座101上。所述升降杆机构2可独立安装于一机架上，也可直接安装于所述输泥机架10上，还可安装于所述输泥机架10上的所述泥筒上安装座101上。所述升降杆机构2安装于所述机架10上的所述泥筒上安装座101上时所述泥筒上安装座101对所述泥筒本体11上端端口进行限位的同时，还作为所述升降杆机构2安装到所述输泥机架10上的安装支架，所述泥筒上安装座101多功能使用，可使所述3d陶瓷打印机的结构更为简单、紧凑。
47.本实用新型3d陶瓷打印机，较佳地，所述输泥机架10上设有垂直导轨102，所述泥筒上安装座101滑动安装于所述垂直导轨102上，所述泥筒上安装座101与一垂直移动驱动机构103传动连接、由所述垂直移动驱动机构103驱动可沿所述垂直导轨102移动。所述泥筒上安装座101可固定安装于所述输泥机架10上，也可滑动安装于所述输泥机架10上的所述垂直导轨102上，通过所述垂直移动驱动机构103的驱动，实现升降移动，相比前者固定设置，后者滑动安装时，可调节所述泥筒上安装座101及安装于所述泥筒上安装座101上的所述泥筒1的高度位置，进而可方便灵活使用，如安装所述泥筒1时，为方便安装，可将所述泥筒上安装座101的位置调低；正常打印时，可将所述泥筒上安装座101的位置调高。
48.本实用新型3d陶瓷打印机，较佳地，所述垂直移动驱动机构103包括第一电机1031和第一丝杆1032，所述第一丝杆1032垂直且可转动安装于所述输泥机架10上，所述第一丝杆1032与所述第一电机1031传动连接，所述泥筒上安装座101螺纹套装于所述第一丝杆1032上。所述垂直移动驱动机构103可以为气缸，也可以上述结构；相比气缸，上述结构驱动所述泥筒上安装座101时，所述泥筒上安装座101可实现无极移动，所述泥筒上安装座101的高度位置调节更灵活。
49.本实用新型3d陶瓷打印机，所述输泥机架10上所述泥筒1的数量不限，可设置一组，也可设置两组或更多组。较佳地，所述输泥机架10上设有两所述泥筒1，每个所述泥筒1对应设置所述升降杆机构2。设置两所述泥筒1时，以便可在3d陶瓷打印机不停机的情况下，轮换为3d陶瓷打印机的打印头供料。
50.本实用新型3d陶瓷打印机，所述打印头200常要求可进行三轴移动，为实现该功能，所述打印头200可移动安装于一打印机架201上，所述打印机架201上水平设有y向滑轨202，所述y向导轨202上滑动安装有由一第一驱动机构203驱动可沿所述y向导轨202移动的移动支架204，所述移动支架204上垂直设有z向导轨205，所述z向导轨205上滑动安装有由一第二驱动机构206驱动可沿所述z向导轨205移动的移动横梁207，所述移动横梁207上水平设有x向导轨208，所述x向导轨208与所述y向滑轨202垂直，所述x向导轨208上滑动安装有由一第三驱动机构209驱动可沿所述x向导轨208移动的打印头安装座210，所述打印头200安装于所述打印头安装座210上。
51.本实用新型3d陶瓷打印机，实现所述打印头200三轴移动的结构不仅限于上述结构。
52.本实用新型对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。