一种金属零件3D打印机送料系统的制作方法

本发明涉及一种3D打印机送料系统，具体而言，尤其是涉及一种金属零件3D打印机送料系统。

背景技术：

3D打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。3D打印机的出现带来了世界性制造业革命，以前是部件设计完全依赖于生产工艺能否实现，而3D 打印机的出现，将会颠覆这一生产思路，这使得企业在生产部件的时候不再考虑生产工艺问题，任何复杂形状的设计均可以通过3D打印机来实现，从而极大地缩短了产品的生产周期，提高了生产率，节约了成本。

一般的delta型3D打印机都是FDM材料挤压式的打印机，选用的非金属材料作为耗材使用。然后非金属以塑料丝的形式进行输送，热塑性丝材由供丝机构送至喷头，并在喷头中加热和熔化成半液态，再由喷头挤出到工作台上。若是用3D打印机打印金属零件时，需要选用金属耗材，金属材料一般以金属粉末的形式出现，所以不能用常规的送丝方式来运送粉末。生活中常见的采用金属粉末耗材的3D打印机有粉末烧结式打印机，即采用活塞杆式粉缸储粉，利用铺粉辊将粉末在工作台上铺平，然后采用激光烧结的方式对金属粉末进行照射融化，融化的粉末黏结在一起成形零件。但考虑到delta型3D打印机的本体结构要求，这种激光烧结式的方法实用性不高，于是需要专门设计一种金属粉末送料系统，所以如何解决金属零件3D打印机送料系统的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

技术实现要素：

为解决激光烧结式金属粉末耗材的3D打印机送料系统实用性不高的问题，本发明公开提供一种结构合理、生产效率高、实用性强的金属零件3D打印机送料系统来解决此技术难题。

本发明的具体方案如下：一种金属零件3D打印机送料系统包括送料柱塞、柱塞固定管、进料装置、动平台、排风扇、加热块及打印喷头、散热片、风扇固定座。送料柱塞上部有旋拧螺纹，送料柱塞的上下移动通过旋拧螺纹来实现，柱塞固定管通过内螺纹与送料柱塞相连接，其外部有凸出，防止进料装置的向上移动，送料柱塞杆的下部形成螺旋通道，螺旋通道可以自由伸缩，送料柱塞的上下移动可以加大粉末的流动行程，以实现对金属粉末的变温调节以及变速调节。由于金属粉末熔点在1300℃左右，加热温度较高，为防止送粉螺杆在高温下破坏，选用熔点较高的陶瓷材料，并且陶瓷材料表面光滑，可以减少和粉末之间的接触摩擦。进料装置包括进料口、阀门、固定座，固定座侧面开有通孔，用于支撑进料口，该进料口外形为空心圆柱体，其上部开有一个通孔，用于安装阀门，进料口与固定座的孔、阀门均采用过盈配合，固定座通过螺栓固定安装在动平台上，动平台的中间开有一个较大的盲孔，柱塞固定管与动平台的盲孔采用间隙配合，盲孔的圆周开有三个通孔，用于安装弹簧，该弹簧的作用是始终给打印喷头施加一个挤压力，使打印喷头处于弹性状态。该动平台呈圆盘形，周围均布三个相同的凸台，每个凸台设有一个通孔，用于安装链杆，链杆的两侧均螺旋连接有一个直径略大的小球，防止3D打印机的球型铰链滑落，同样球型铰链又可以保证链杆不会从动平台支架上掉落下来，动平台凸台上通孔的直径只允许小球通过，链杆与球型铰链相连接，可以使动平台旋转运动。风扇固定座通过螺栓固定在动平台的下面，排风扇通过螺栓固定在风扇固定座的外侧，风扇固定座凹进去一块用于安装散热片,散热片与动平台采用间隙配合，排风扇与散热片结合给内部装置散热。加热块和喷头设计成一体式，加热块为电感线圈加热，其前后方向有一个通孔，用于安装电源，盲孔用于固定加热块，经过螺旋通道下来的金属粉末经过加热块以后熔融成液体，然后流动到打印喷头的下部，打印喷头的上部与散热片采用间隙配合。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、采用螺旋式通道，加大了粉末的流动行程，从而保证了粉末有足够的时间在管道内进行加热融化。

2、由于金属粉末不像塑料丝那样具有牵引力，为防止粉末在机器不工作的情况下自动下滑，需要在进料口部位设置一个阀门，由传感器进行控制。当机器不工作时，通过传感器关闭阀门，从而阻止粉末的流动。

3、将螺旋通道做成柱塞杆式，可以自由伸缩。这样便可以通过柱塞杆的上下移动来改变粉末流经的螺旋圈的数目，进而改变粉末的行程，控制流速。这样便可以实现对金属粉末的变温调节以及变速调节。

附图说明

图1为本发明的立体示意图；

图2为本发明送料柱塞的立体示意图；

图3为本发明柱塞固定管的立体示意图；

图4为本发明进料装置的立体示意图；

图5为本发明动平台的立体示意图；

图6为本发明风扇固定座的立体示意图；

图7为本发明排风扇的立体示意图；

图8为本发明散热片的立体示意图；

图9为本发明加热块及打印喷头的立体示意图。

图中：1、送料柱塞，2、柱塞固定管，3、进料装置(3-1、固定座，3-2、阀门，3-3、进料口)，4、动平台(4-1、链杆，4-2、弹簧， 4-3、动平台支架)，5、风扇固定座，6、排风扇，7、散热片，8、加热块及打印喷头(8-1、加热块，8-2、打印喷头)。

具体实施方式

以下结合附图对发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1所示的金属零件3D打印机送料系统的立体示意图，送料柱塞1上部为旋拧螺纹，下部为螺旋通道，如图2所示，柱塞固定管2 有内螺纹，通过螺纹安装在送料柱塞1上，下端采用过盈配合安装到进料固定座3-1上，进料固定座3-1侧面有一个通孔，用于支撑进料口3-3，进料口3-3上方开有一通孔，阀门3-2采用过盈配合安装在进料口3-3上，柱塞固定管2中间部分有一部分凸出，防止进料固定座3-1的向上移动，送料固定管3-1通过螺栓固定连接在动平台支架 4-3上，动平台支架4-3的中间开有一个较大的盲孔，柱塞固定管2 与动平台的盲孔采用间隙配合，盲孔的圆周开有三个通孔，分别用于安装三个弹簧4-2，该动平台支架4-3呈圆盘形，周围均布三个相同的凸台，每个凸台设有一个通孔，用于安装链杆4-1，链杆的两侧均螺旋连接有一个直径略大的小球，防止3D打印机的球型铰链滑落，通孔的直径允许小球通过。风扇固定座5通过螺栓固定在动平台支架 4-3的下面，排风扇6通过螺栓固定在风扇固定座5的外侧，风扇固定座5凹进去一块用于安装散热片7,散热片7与动平台支架4-3采用间隙配合，排风扇6与散热片7结合给内部装置散热，加热块和喷头8设计成一体式，加热块通过电感线圈进行加热，其前后方向有一个通孔，用于安装电源，盲孔用于固定加热块，经过螺旋通道下来的金属粉末经过加热块以后熔融成液体，然后流动到打印喷头的下部，打印喷头的底部开有一小孔，熔融的液体过这个喷头流出，送料系统完成。

本发明的工作过程大致如下：在工作之前，调节感应线圈的电流频率，将送料柱塞拧到合适的位置确定粉末的流速，人工将金属粉末放到进料口，将排风扇和散热片打开使之处于工作状态，开启电源和阀门，金属粉末通过送料柱塞下端的螺旋通道向下流动，排风扇与散热片结合给内部装置散热，加热块对流经的金属粉末进行加热使之熔融成液体，然后供料到打印喷头，送料完成。