专利名称:一种基于熔融堆积技术的3d打印的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于熔融堆积技术的3D打印机，包括壳体、升降机构和挤出机构，所述挤出机构通过升降机构安装于壳体内，所述挤出机构包括挤出螺杆、机筒和安装于机筒下端的喷嘴，所述机筒内设置有与挤出螺杆外形相匹配的内腔，所述挤出螺杆安装于内腔；所述内腔下部设有第一阶梯面，所述挤出螺杆下部外壁设有与第一阶梯面相对应的第二阶梯面，所述第一阶梯面和第二阶梯面之间设置有止逆环。本实用新型可防止打印物料发生逆流，故可缩减喷嘴的出料口的直径，从而有效提高打印产品的精度。
【专利说明】一种基于熔融堆积技术的3D打印机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及打印机，具体涉及一种基于熔融堆积技术的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]熔融堆积3D打印机为目前的3D打印机中的一种。熔融堆积3D打印机因设备造价及打印材料成本比较低廉而得到普遍应用。本 申请人:的在先发明申请(申请号为201410469682.0)提出了一种熔融堆积3D打印机。其利用长纤维输送管插入于挤出螺杆的安装通道中用于输送连续长纤维，从而可将连续长纤维及打印材料同时挤出至工作平台进行打印。但此在先发明专利申请与现有的熔融堆积3D打印机都存在以下缺陷:1、为防止机筒内的物料逆流，采用具有较大直径出料口的喷嘴，这虽然可在一定程度上防止物料逆流，但是打印的产品精度低。2、现有的熔融堆积3D打印机仅可以控制空间坐标中XY平面的物料的成型取向，无法控制XZ、YZ平面的物料的成型取向，这影响打印产品Z轴方向的强度。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、合理，打印的产品精度高、能耗少的基于熔融堆积技术的3D打印机。
[0005]本实用新型的目的通过以下的技术方案实现:本基于熔融堆积技术的3D打印机，包括壳体、升降机构和挤出机构，所述挤出机构通过升降机构安装于壳体内，所述挤出机构包括挤出螺杆、机筒和安装于机筒下端的喷嘴，所述机筒内设置有与挤出螺杆外形相匹配的内腔，所述挤出螺杆安装于内腔；所述内腔下部设有第一阶梯面，所述挤出螺杆下部外壁设有与第一阶梯面相对应的第二阶梯面，所述第一阶梯面和第二阶梯面之间设置有止逆环。
[0006]优选的，所述止逆环的侧壁设有环状槽。
[0007]优选的，所述喷嘴的下方设有工作平台，所述工作平台包括移动工作平台和转动工作平台。
[0008]优选的，所述转动工作平台包括固定架、第一转板、第二转板和连接板，所述固定架安装于移动工作平台，所述第一转板铰接于固定架内，所述连接板的下端固定于第一转板上，所述第二转板铰接于连接板的上端，且所述第一转板的转轴与第二转板的转轴空间垂直。
[0009]优选的，所述转动工作平台包括固定架、第一转板、旋转杆和连接板，所述固定架安装于移动工作平台，所述第一转板铰接于固定架内，所述连接板的下端固定于第一转板上，所述旋转杆可转动的安装于连接板的上端，且所述第一转板的转轴与旋转杆空间垂直。
[0010]优选的，所述移动工作平台包括第一导轨和第二导轨，所述第一导轨安装于壳体内的下端，所述第二导轨可移动安装于第一导轨上，所述第一导轨和第二导轨垂直设置；所述固定架可移动安装于第二导轨。
[0011]优选的，所述的基于熔融堆积技术的3D打印机还包括夹具和辅助灯具，所述夹具的一端安装于机筒，所述辅助灯具安装于夹具的另一端，且所述辅助灯具的灯头朝向工作
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[0012]优选的，所述机筒设有超声波塑化装置。
[0013]优选的，所述机筒的下部设有加热线圈。
[0014]优选的，所述的基于熔融堆积技术的3D打印机还包括喂料装置，所述喂料装置包括喂料管、料斗、喂料螺杆、伺服电机和辅助支架，所述喂料管的一端连接于机筒，所述料斗安装于喂料管的另一端，所述喂料螺杆插入喂料管，且所述喂料螺杆的一端与伺服电机连接，所述辅助支架的一端安装于升降机构的升降架，另一端与喂料管连接。
[0015]本实用新型相对于现有技术具有如下的优点:
[0016]1、本基于熔融堆积技术的3D打印机采用第一阶梯面、第二阶梯面和止逆环的相互作用，防止打印物料发生逆流，故可缩减喷嘴的出料口的直径，从而有效提高打印产品的精度。
[0017]2、本基于熔融堆积技术的3D打印机中的止逆环的结构简单，方便制造，且制造成本低。
[0018]3、本基于熔融堆积技术的3D打印机的工作平台由移动工作平台和转动工作平台构成，从而可有效控制物料的成型取向，从而提尚打印广品的强度，进一步提尚打印广品的质量。
[0019]4、本基于熔融堆积技术的3D打印机采用超声波塑化装置对材料进行塑化，比传统的加热圈加热塑化的方式能耗更低，且塑化效果更好。
【附图说明】
[0020]图1是实施例1的基于熔融堆积技术的3D打印机的结构示意图。
[0021]图2是实施例1的基于熔融堆积技术的3D打印机的正视图。
[0022]图3是实施例1的挤出机构的结构示意图。
[0023]图4是图3局部A处的放大示意图。
[0024]图5是实施例1的止逆环的剖视图。
[0025]图6是实施例1的机筒的剖视图。
[0026]图7是实施例1的挤出螺杆剖视图。
[0027]图8是实施例1的旋转工作平台的结构示意图。
[0028]图9是实施例2的旋转工作平台的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0030]如图1至图7所示的基于熔融堆积技术的3D打印机，包括壳体1、升降机构2和挤出机构3，所述挤出机构3通过升降机构2安装于壳体I内，所述挤出机构3包括挤出螺杆31、机筒32和安装于机筒32下端的喷嘴33，所述机筒32内设置有与挤出螺杆31外形相匹配的内腔321，所述挤出螺杆31安装于内腔321 ;所述内腔321下部设有第一阶梯面322，所述挤出螺杆31下部外壁设有与第一阶梯面322相对应的第二阶梯面311，所述第一阶梯面322和第二阶梯面311之间设置有止逆环4。具体的，所述止逆环4呈倒圆台形，所述止逆环4的侧壁的上部设有环状槽41。
[0031]在打印过程中，当物料将要发生逆流时，止逆环4受到物料的作用向上移动贴紧第二阶梯面311，且止逆环4的上部发生轻微的变形，则止逆环4与机筒32的内壁发生接触。即止逆环4因设置了环状槽41，则位于环状槽41的外侧止逆环4部分容易受到物料的作用发生形变，从而使位于环状槽41的外铡止逆环4部件与机筒32的内壁相贴，故可起到封堵的作用，防止物料产生逆流进入机筒32的内腔321的上部，则可缩小喷嘴33的出料口直径，从而提高打印产品的精度。同时，本实施例中的升降机构2与本 申请人:的在先发明申请(申请号为201410469682.0)中的升降机构的结构相同。
[0032]所述喷嘴33的下方设有工作平台5，所述工作平台5包括移动工作平台51和转动工作平台52。通过将工作平台5设置成移动工作平台51和转动工作平台52，这使工作平台5具有多自由度的运动，即通过移动工作平台51进行前后、左右的移动，通过转动工作平台52前后方向的转动及左右方向的转动。即本实施例的工作平台5具有四个自由度，相对传统的两个自由度，本实施的工作平台5可更有效控制物料的成型取向，提高打印产品的强度。
[0033]如图8所示，所述转动工作平台52包括固定架521、第一转板522、第二转板523和连接板524，所述固定架521安装于移动工作平台51，所述第一转板522铰接于固定架521内，所述连接板524的下端固定于第一转板522上，所述第二转板523铰接于连接板524的上端，且所述第一转板522的转轴与第二转板523的转轴空间垂直。所述移动工作平台51包括第一导轨511和第二导轨512，所述第一导轨511安装于壳体I内的下端，所述第二导轨512可移动安装于第一导轨511上，所述第一导轨511和第二导轨512垂直设置；所述固定架521可移动安装于第二导轨512。具体的，令沿第一导轨511延伸的方向作为坐标轴的X轴，而沿第二导轨512延伸的方向作为坐标轴的Y轴，而第二导轨512可沿着第一导轨511滑动，从而带动旋转工作台52进行左右方向的移动；同时，旋转工作台52可沿第二导轨512进行前后方向的移动。第一转板522的转轴与第一导轨511平行，第一转板522绕其转轴进行转动，从而实现相当于绕X轴的转动，同理，第二转板523相当于绕Y轴的转动。由上述可知，本实施例的工作平台5具有四个自由度，从而可有效控制物料的成型取向，提高打印产品的强度。在实际应用中，第一转板和第二转板等的运动通过电机进行驱动。
[0034]所述的基于熔融堆积技术的3D打印机还包括夹具6和辅助灯具7，所述夹具6的一端安装于机筒32，所述辅助灯具7安装于夹具6的另一端，且所述辅助灯具7的灯头朝向工作平台5。本实施例的基于熔融堆积技术的3D打印机打印产品时是逐层打印，在打印过程中，如果打印材料是热塑性材料，则选用具备加热功能的辅助灯具7，使用辅助灯具7照射工作平台5，则可软化打印于工作平台5的前一层物料，使前一层物料与后一层的物料更好的贴合，提高打印产品的质量；如果打印材料是紫外光固化树脂，则选用紫外光功能的辅助灯具7，对打印出来的材料进行紫外光固化。
[0035]所述机筒32设有超声波塑化装置8。具体的，超声波塑化装置8可直接自市场中进行购买，将超声波塑化装置8设置于机筒32可加快打印材料的塑化，提高材料的塑化质量。
[0036]所述机筒32的下部设有加热线圈9。使用加热圈9加热机筒32下部的物料，对打印材料的温度进行精确控制。
[0037]所述的基于熔融堆积技术的3D打印机还包括喂料装置10，所述喂料装置10包括喂料管101、料斗102、喂料螺杆103、伺服电机104和辅助支架105，所述喂料管101的一端连接于机筒32，所述料斗102安装于喂料管101的另一端，所述喂料螺杆103插入喂料管101，且所述喂料螺杆103的一端与伺服电机104连接，所述辅助支架105的一端安装于升降机构2的升降架，另一端与喂料管101连接。这采用主要由喂料螺杆103和伺服电机104构成的强制喂料机构可保证喂料的稳定了，进一步提高打印产品的质量。同时，利用辅助支架确保喂料管的稳定性。
[0038]实施例2
[0039]本基于熔融堆积技术的3D打印机除以下技术特征外同实施例1:如图9所示，所述转动工作平台52包括固定架521、第一转板522、旋转杆525和连接板524，所述固定架521安装于移动工作平台51，所述第一转板522铰接于固定架521内，所述连接板524的下端固定于第一转板522上，所述旋转杆525可转动的安装于连接板524的上端，且所述第一转板522的转轴与旋转杆525空间垂直。利用旋转杆525替换实施例1中的第二转板523是为了满足不同的打印需求，以获得多类型的产品，扩大本基于熔融堆积技术的3D打印机的适用范围。
[0040]上述【具体实施方式】为本实用新型的优选实施例，并不能对本实用新型进行限定，其他的任何未背离本实用新型的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于熔融堆积技术的3D打印机，包括壳体、升降机构和挤出机构，所述挤出机构通过升降机构安装于壳体内，其特征在于:所述挤出机构包括挤出螺杆、机筒和安装于机筒下端的喷嘴，所述机筒内设置有与挤出螺杆外形相匹配的内腔，所述挤出螺杆安装于内腔；所述内腔下部设有第一阶梯面，所述挤出螺杆下部外壁设有与第一阶梯面相对应的第二阶梯面，所述第一阶梯面和第二阶梯面之间设置有止逆环。2.根据权利要求1所述的基于熔融堆积技术的3D打印机，其特征在于:所述止逆环的侧壁设有环状槽。3.根据权利要求1所述的基于熔融堆积技术的3D打印机，其特征在于:所述喷嘴的下方设有工作平台，所述工作平台包括移动工作平台和转动工作平台。4.根据权利要求3所述的基于熔融堆积技术的3D打印机，其特征在于:所述转动工作平台包括固定架、第一转板、第二转板和连接板，所述固定架安装于移动工作平台，所述第一转板铰接于固定架内，所述连接板的下端固定于第一转板上，所述第二转板铰接于连接板的上端，且所述第一转板的转轴与第二转板的转轴空间垂直。5.根据权利要求3所述的基于熔融堆积技术的3D打印机，其特征在于:所述转动工作平台包括固定架、第一转板、旋转杆和连接板，所述固定架安装于移动工作平台，所述第一转板铰接于固定架内，所述连接板的下端固定于第一转板上，所述旋转杆可转动的安装于连接板的上端，且所述第一转板的转轴与旋转杆空间垂直。6.根据权利要求4或5所述的基于熔融堆积技术的3D打印机，其特征在于:所述移动工作平台包括第一导轨和第二导轨，所述第一导轨安装于壳体内的下端，所述第二导轨可移动安装于第一导轨上，所述第一导轨和第二导轨垂直设置；所述固定架可移动安装于第二导轨。7.根据权利要求3所述的基于熔融堆积技术的3D打印机，其特征在于:还包括夹具和辅助灯具，所述夹具的一端安装于机筒，所述辅助灯具安装于夹具的另一端，且所述辅助灯具的灯头朝向工作平台。8.根据权利要求1所述的基于熔融堆积技术的3D打印机，其特征在于:所述机筒设有超声波塑化装置。9.根据权利要求1所述的基于熔融堆积技术的3D打印机，其特征在于:所述机筒的下部设有加热线圈。10.根据权利要求1所述的基于熔融堆积技术的3D打印机，其特征在于:还包括喂料装置，所述喂料装置包括喂料管、料斗、喂料螺杆、伺服电机和辅助支架，所述喂料管的一端连接于机筒，所述料斗安装于喂料管的另一端，所述喂料螺杆插入喂料管，且所述喂料螺杆的一端与伺服电机连接，所述辅助支架的一端安装于升降机构的升降架，另一端与喂料管连接。
【文档编号】B29C67-00GK204296033SQ201420774270
【发明者】余金文 [申请人]余金文