3D打印装置的制作方法

本发明涉及3D打印技术领域，更具体而言，涉及一种3D打印装置。

背景技术：

3D打印在铸造行业的应用已经日趋成熟，应用3D打印技术完成铸造用砂型(芯)的成型对铸造行业有着极其重要的意义。铸造用3D打印设备的工作过程是先铺一层材料，再喷一层粘结剂，周而复始的运作，最后形成一个固化的砂型(芯)，由于打印材料中加入了粘结剂，粘结剂的化学反应需要一段时间，这给成型增加了固化反应时间，因此，如何让粘结剂快速反应，缩短固化反应时间成为提升打印效率的关键。

技术实现要素：

针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种在打印过程中能够对3D打印材料加温的3D打印装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种3D打印装置，包括工作台、安装在工作台上方的铺料器，以及安装在铺料器上用于加热3D打印材料的加热装置，其中，加热装置包括加热管，并且加热装置与铺料器同步工作。

根据本发明的一个实施例，加热装置还包括与铺料器连接的反射罩，加热管设置在反射罩中。

根据本发明的一个实施例，加热装置与铺料器可拆卸连接。

根据本发明的一个实施例，铺料器相对于工作台在位于工作台相对两端的铺料开始位置和铺料结束位置之间移动。

根据本发明的一个实施例，加热装置设置有开关，开关构造为当铺料器位于铺料开始位置时打开、当铺料器位于铺料结束位置时关闭。

根据本发明的一个实施例，铺料器和加热装置中的一者上设置有轨道，另一者上设置有与轨道相配合的滑块。

根据本发明的一个实施例，加热装置与工作台的距离为10cm。

根据本发明的一个实施例，加热装置还连接有调节加热管的输出功率的功率调节装置。

根据本发明的一个实施例，功率调节装置还与可调节加热管输出功率的控制器信号连通。

根据本发明的一个实施例，加热装置还与控制器信号连通，控制器构造为当铺料器位于铺料开始位置时控制开关打开、当铺料器位于铺料结束位置时控制开关关闭。

本发明的有益技术效果在于：

本发明涉及的3D打印装置，在铺料器上设置有与铺料器同步工作的加热装置，可以在铺料器进行铺料的同时对3D打印材料进行即时加热，使每相邻两层3D打印材料之间的粘结力更强；并且，由于使用加热装置对3D打印材料进行加热，缩短了砂型的硬化时间，打印后的砂型直接进行后期烘干，强度就可以达到铸造要求，提高铸造砂型的生产效率，进而提高铸件的生产效率。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例3D打印装置的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的3D打印装置的局部放大图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的实施例进行详细描述。

如图1和图2所示，本发明的一个实施例提供了一种3D打印装置。该3D打印装置包括工作台3、安装在工作台3上方的铺料器2，以及安装在铺料器2上用于加热3D打印材料的加热装置，其中，加热装置包括加热管4，并且加热装置与铺料器2同步工作。

应该可以理解，在上述实施例中，加热装置可以通过任意方式与铺料器2同步工作。例如，在一个可选实施例中，加热装置可以通过手动控制与铺料器2同步进行工作。或者，在另一个实施例中，加热装置可以与铺料器2联动，当铺料器2开始工作时，加热装置通电，当铺料器2停止工作时，加热装置断电。当然，也可以使用其他能够实现可以实现加热装置与铺料器2同步工作的结构，这可以根据具体使用情况而定，本发明不局限于此。

在上述实施例中，铺料器2上设置有与铺料器2同步工作的加热装置，可以在铺料器2进行铺料的同时对3D打印材料进行即时加热，使每相邻两层3D打印材料之间的粘结力更强；并且，由于使用加热装置对3D打印材料进行加热，缩短了砂型的硬化时间，打印后的砂型直接进行后期烘干，强度就可以达到铸造要求，提高铸造砂型的生产效率，进而提高铸件的生产效率。

根据本发明的一个实施例，加热装置还包括与铺料器2连接的反射罩1，加热管4设置在反射罩1中。换句话说，反射罩1至少设置在加热管4的上方，将加热管4发出的热量朝向铺设在工作台3上的3D打印材料反射。优选地，如图2所示，反射罩1在三个方向上包围加热管4，以最大限度地将加热管4发出的热量朝向铺设在工作台3上的3D打印材料反射。

根据本发明的一个实施例，加热装置与铺料器2可拆卸连接。例如，加热装置可以通过夹持机构夹持在铺料器2上，或者加热装置也可以通过螺栓连接在铺料器2上。这样，该加热装置可以应用于多种不同的铺料器2,。

根据本发明的一个实施例，铺料器2相对于工作台3在位于工作台3相对两端的铺料开始位置和铺料结束位置之间移动。

根据本发明的一个实施例，加热装置设置有开关(未示出)，开关构造为当铺料器2位于铺料开始位置时打开、当铺料器2位于铺料结束位置时关闭。也就是说，可以通过上述开关控制加热装置与铺料器2同步工作。例如，在一个可选实施例中，加热装置可以通过手动控制开关与铺料器2同步进行工作。或者，在另一个实施例中，加热装置可以与铺料器2联动，当铺料器2开始工作时，加热装置的开关闭合通电，当铺料器2停止工作时，加热装置的开关断开使加热装置断电。当然，也可以使用其他能够实现可以实现加热装置与铺料器2同步工作的结构，这可以根据具体使用情况而定，本发明不局限于此。

应该可以理解，如图1所示，在一个实施例中，加热装置的长度可以对应于铺料器2的长度设置。或者，在另一个可选实施例中，加热装置的长度也可以小于铺料器2的长度，加热装置与铺料器2可以滑动连接，这样可以根据具体使用需求，调节加热装置与铺料器2之间的相对位置，以获得较好的加热效果。

具体地，根据本发明的一个实施例，铺料器2和加热装置中的一者上设置有轨道，另一者上设置有与轨道相配合的滑块。加热装置可以通过相互配合的轨道和滑块与铺料器2滑动连接，这样，加热装置可以相对于铺料器2滑动。

根据本发明的一个实施例，加热装置与工作台3的距离为10cm。在使用过程中，如果加热装置与工作台3的距离过远，容易加热不足，造成3D打印材料固化不及时，如果距离过近，容易过度加热。

根据本发明的一个实施例，加热装置还连接有调节加热管4的输出功率的功率调节装置5。功率调节装置5可以通过设置在工作台3上的温度传感器探测3D打印材料的温度，并相应地对加热管4的输出功率进行调整。例如，如果温度超过设定范围的高值，降低加热管4的输出功率；如果温度低于设定范围的低值，增大加热管4的输出功率。

根据本发明的一个实施例，功率调节装置5还与可调节加热管4输出功率的控制器6信号连通。控制器6可以通过设置在工作台3上的温度传感器探测3D打印材料的温度，并相应地控制功率调节装置5对加热管4的输出功率进行调整。例如，如果温度超过设定范围的高值，控制功率调节装置5降低加热管4的输出功率；如果温度低于设定范围的低值，控制功率调节装置5增大加热管4的输出功率。

根据本发明的一个实施例，加热装置还与控制器6信号连通，控制器6构造为当铺料器2位于铺料开始位置时控制开关打开、当铺料器2位于铺料结束位置时控制开关关闭。例如，控制器6可以通过设置在铺料器2上的位置传感器探测铺料器2的位置。当铺料器2位于铺料开始位置时，控制器6控制开关打开；当铺料器2位于铺料结束位置时，控制器6控制开关关闭。

根据本发明的一个实施例，反射罩1安装在铺料器2的侧面，与工作台3的距离为10厘米，加热管4固定在反射罩1的中间，加热管4的电源线进入功率控制器5的出线端，功率控制器5的进线接入电源，控制器6根据设定的频率给功率控制器5发出“通”“断”指令控制加热管4的开启和关闭。

在另一个实施例中，反射罩1固定在铺料器2上，加热管4安装在反射罩1的内部，当铺料器2移动时，加热装置也随之移动。

铺料器2移动到铺料位置时，控制器6给功率控制器5给出“接通”指令，功率控制器5接通，加热管4通电开始加热，加热管4的热量一部分直接辐射在掺有粘结剂的打印材料表面，一部分由反射罩1反射至打印材料表面，打印材料温度升高，粘结剂加速反应，铺料器2开始移动铺料，至铺料结束位置后，控制器6发出“断开”指令，功率控制器5断开电源，加热管4随之断电，打印头开始喷粘结剂，粘结剂喷完之后，铺料器2又开始移动至铺料位置，加热管4又一次被点亮，重复进行“接通”“断开”指令，在铺料的过程中，打印材料表面的温度被升高，加速粘结剂反应，最终使砂型快速硬化成型。

上述实施例所提供的加热装置，可以在设备进行打印动作的同时对打印材料即时加热，使层与层之间的粘结力更强，打印结束后，打印零件已完全硬化成型，缩短了砂型(芯)的硬化成型时间，经过后期烘干后，砂型(芯)的强度能够达到铸造要求。因此，该装置能够通过打印过程中的即时加热来提升整个砂型(芯)的生产效率。

另外，还应该可以理解的是，在一个可选实施例中，上述控制器6可以是可编程控制器。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。