一种用于3D打印设备的成形缸温控组件的制作方法

本发明属于3d打印设备领域，具体涉及一种用于3d打印设备的成形缸温控组件。

背景技术：

1、随着3d金属打印技术的发展，对打印设备的打印精度要求、零件的大小尺寸、更快的生产效率、捞件前降温等技术，达到了一个新的高度。大尺寸的零件和更快的生产效率意味着需要使用更多的激光器，高精度则需要对设备的温控有进一步的把控。打印过程中激光产生热量的20～30％传递至粉末熔融成形，其余热量通过热传导至成形缸基材、热辐射至成形室壁面、热对流至气体环境中，其中大部分的热量通过热传导至粉末、基材，再向下传递至成形缸缸壁。

2、成形缸区域高温所造成的影响有以下几点：第一，零件在基材上打印时，基材表面受热出现不规则热变形，导致零件打印精度降低，又影响刮刀正常运行。第二，大部分的热通过零件&粉末床、基材等传递至z轴丝杆等，严重影响运动单元的精度。第三，设备长时间暂停打印时，成形缸需要保温处理，否则零件会出现收缩变形，继续打印时造成错位现象。最后，零件打印完，捞件前成形缸自然降温等待时间很长，影响生产效率。

3、为解决上述存在的问题，本发明提出一种用于3d打印设备的成形缸温控组件。

技术实现思路

1、要解决的技术问题：

2、为了避免现有技术的不足之处，本发明提供一种用于3d打印设备的成形缸温控组件，采用冷却机构和保温机构实现对3d打印设备成形缸的实时温度控制，解决了现有技术中因成形缸区域高温造成的负面影响和损失。

3、本发明的技术方案是：一种用于3d打印设备的成形缸温控组件，包括冷却机构和保温机构，所述冷却机构耦合于3d打印设备的成型缸缸壁上，所述保温机构设置于3d金属打印设备基板上或成型缸缸壁上。

4、本发明的进一步技术方案是：所述冷却机构包括沿周向固定于成形缸1外壁面的冷却板2；所述冷却板2内设置有冷却流道；所述冷却流道由多个首尾顺序连通的导流腔组成，其两端分别设置有冷却介质入口和出口。

5、本发明的进一步技术方案是：所述冷却板2与成形缸1外壁面的贴合面涂覆有导热硅脂；四个冷却板2分别通过螺栓固定于成形缸1的四个外壁面上。

6、本发明的进一步技术方案是：所述冷却机构包括冷却板2，冷却板2安装于捞件工位的支架上，与移位后的成形缸1外壁面贴合；所述冷却板2内设置有冷却流道；所述冷却流道由多个首尾顺序连通的导流腔组成，其两端分别设置有冷却介质入口和出口。

7、本发明的进一步技术方案是：四个冷却板2分别通过机械运动组件安装于捞件工位的支架上，所述机械运动组件控制冷却板2的移动位置，将四个冷却板2分别贴合于移位后的成形缸1的4个外壁面。

8、本发明的进一步技术方案是：所述机械运动组件为气缸推杆、四杆机构或机械臂机构。

9、本发明的进一步技术方案是：所述冷却机构包括设置于成形缸1缸壁上的冷却介质流道6；所述冷却介质流道6为开设于缸壁内外壁面之间的若干连通通道，或者是固定于缸壁外壁面的若干连通管道，其冷却介质出口和入口分别通过管头与外部管路连通。

10、本发明的进一步技术方案是：所述冷却机构还包括泵和冷却介质容器，所述冷却介质入口通过外部管路与泵、冷却介质容器连通，所述冷却介质出口通过外部管路与冷却介质容器连通；所述冷却介质容器内盛放有冷却介质。

11、本发明的进一步技术方案是：所述保温机构为设置于3d金属打印设备基板上或成型缸缸壁上的电热丝。

12、本发明的进一步技术方案是：所述温控组件还包括依次连接的温度传感器8、mcs上位机9、plc逻辑控制单元10和制冷/制热单元11，温度传感器8设置于成形缸1的缸壁上。

13、有益效果

14、本发明的有益效果在于：

15、1、本发明针对3d打印设备成形缸的温控组件，能够实施对成形缸施加控温措施，在打印过程中，可有效降低高温对z轴丝杆等运动机构的精度影响；打完结束后，捞件前降温，有效缩短捞件工序的自然降温等待时间。

16、2、本发明通过对成形缸施加控温措施，将零件成形过程中传递至成形缸、z轴的热量带走，降低打印过程中零件、粉末床、成形缸等机构的工作温度，减小热变形对成型零件精度的影响。

17、3、本发明通过对成形缸施加控温措施，优选的在缸壁表面设置加热丝；(1)可供给需要预热后才能打印的零件。(2)打印过程中若长时间停机，可起到保温作用，避免降温产生较大的收缩变形，继续打印时，不丢失零件打印精度。

18、4、本发明通过对成形缸施加控温措施，降低成形缸所受热应力的影响，可对成形缸结构进行减重、降本优化。

技术特征：

1.一种用于3d打印设备的成形缸温控组件，其特征在于：包括冷却机构和保温机构，所述冷却机构耦合于3d打印设备的成形缸缸壁上，所述保温机构设置于3d金属打印设备基板上或成形缸缸壁上；

2.根据权利要求1所述一种用于3d打印设备的成形缸温控组件，其特征在于：所述固定于成形缸(1)外壁面的冷却板(2)与成形缸(1)外壁面的贴合面涂覆有导热硅脂；四个冷却板(2)分别通过螺栓固定于成形缸(1)的四个外壁面上。

3.根据权利要求1所述一种用于3d打印设备的成形缸温控组件，其特征在于：安装于捞件工位支架上的冷却板(2)数量为四个，该四个冷却板(2)分别通过机械运动组件安装于捞件工位的支架上，所述机械运动组件控制冷却板(2)的移动位置，将四个冷却板(2)分别贴合于移位后的成形缸(1)的4个外壁面。

4.根据权利要求3所述一种用于3d打印设备的成形缸温控组件，其特征在于：所述机械运动组件为气缸推杆、四杆机构或机械臂机构。

5.根据权利要求1-4任一项所述一种用于3d打印设备的成形缸温控组件，其特征在于：所述冷却机构还包括泵和冷却介质容器，所述冷却介质入口通过外部管路与泵、冷却介质容器连通，所述冷却介质出口通过外部管路与冷却介质容器连通；所述冷却介质容器内盛放有冷却介质。

6.根据权利要求1所述一种用于3d打印设备的成形缸温控组件，其特征在于：所述保温机构为设置于3d金属打印设备基板上或成形缸缸壁上的电热丝(7)。

7.根据权利要求1所述一种用于3d打印设备的成形缸温控组件，其特征在于：所述温控组件还包括依次连接的温度传感器(8)、mcs上位机(9)、plc逻辑控制单元(10)和制冷/制热单元(11)，温度传感器(8)设置于成形缸(1)的缸壁上。

技术总结
本发明一种用于3D打印设备的成形缸温控组件，属于3D打印设备领域；所述温控组件包括冷却机构和保温机构，所述冷却机构耦合于3D打印设备的成形缸缸壁上，所述保温机构设置于3D金属打印设备基板上或成形缸缸壁上。本发明针对3D打印设备成形缸的温控组件，能够实施对成形缸施加控温措施，在打印过程中，可有效降低高温对Z轴丝杆等运动机构的精度影响；打完结束后，捞件前降温，有效缩短捞件工序的自然降温等待时间。本发明通过对成形缸施加控温措施，优选的在缸壁表面设置加热丝；(1)可供给需要预热后才能打印的零件。(2)打印过程中若长时间停机，可起到保温作用，避免降温产生较大的收缩变形，继续打印时，不丢失零件打印精度。

技术研发人员：周晓杰,李均,杨东辉,刘罗凡,赵彦辰
受保护的技术使用者：西安铂力特增材技术股份有限公司
技术研发日：20230531
技术公布日：2024/1/15