熔融挤出式彩色3D打印头的混料器的工作方法与流程

本技术：
是申请日为2015年6月19日申请号为201510344266.2发明名称为熔融挤出式彩色3d打印头的混料器的分案申请。

【技术领域】

本发明涉及三维成型的技术领域，尤其是涉及一种熔融挤出式彩色3d打印头的混料驱动机构。

背景技术：

熔融挤出成型(fdm)是一种应用广泛的三维成型技术，其工作原理是将材料加热融化后，通过挤料机构从打印头中挤出并迅速冷却凝固成型，这种技术在应用早期只局限于单一色彩的材料成型，所以打印物件的颜色种类单调，颜色选择受材料颜色的限制。随着技术的不断发展，后来人们开发出利用三原色混合原理工作的熔融挤出式彩色3d打印头，通过红、绿、蓝三种颜色的分配来调和出多种颜色的熔融材料并将其寄出成型。

目前可检索的专利或文献中，对于三原色分配产生多种颜色的原理或结构具有较多的描述，但是目前市场上并无三原色混合配色质量较高的彩色3d打印机，这其中的原因之一是因为采用三原色配色原理应用到熔融挤出式3d打印中时，由于熔融3d打印材料的粘稠性较高，并不能像水粉颜料一样得到效果较高的次生色，所以打印出的物件颜色多为随机不可控的多彩色，而并不能精确控制打印出的物件色彩。

应用三原色配色原理欲打印出色控严格的物件，必须对三原色材料熔融后进行充分混料，使三原色配色充分均匀，而现在熔融式3d打印机的打印头中均没有真正实现这一功能的装置，相关技术亟需得到突破。

技术实现要素：

本发明的目的就是解决现有熔融挤出式彩色3d打印头打印出的物件色彩不纯正的问题，提出一种为熔融挤出式彩色3d打印头进行充分混料的装置，能够使熔融的三原色材料得到充分混合，从而调配处色彩纯正的物料颜色，而且混料过程不会影响打印精度。

为实现上述目的，本发明提出了一种熔融挤出式彩色3d打印头的混料器，包括混料支架、设置在混料支架内的加热块、插入到加热块内的加热棒、固定在加热块底部的初级混料仓、布置在初级混料仓底部的次级混料仓和插入到次级混料仓内部的保温棒，所述混料支架上设置有对称的倾斜面，在对称的倾斜面上固定有压电陶瓷双晶片，所述压电陶瓷双晶片的上表面与初级混料仓的最小距离小于压电陶瓷双晶片的单边振动幅度；所述次级混料仓包括减振进料管、阵列混料环和出料口，所述减振进料管具有两根，上端与初级混料仓的底部连通，下端连接着所述阵列混料环的上部，阵列混料环的底部与出料口相连接。

作为优选，所述加热块的上部设置有导料套，所述导料套具有三个，分别用来导通红、绿、蓝三原色料丝。

作为优选，所述压电陶瓷双晶片的一端通过环氧树脂固定粘结在所述倾斜面的上端部，所述压电陶瓷双晶片的另一端为自由端，通过高频率的翘曲可对初级混料仓进行高频振动。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本发明熔融挤出式彩色3d打印头的混料器的整体结构示意图；

图2是本发明中次级混料仓的结构示意图；

图3是本发明中次级混料仓的双路对冲混料工作原理图。

图中：1-混料支架、2-加热块、3-加热棒、4-初级混料仓、5-导料套、6-压电陶瓷双晶片、7-次级混料仓、8-保温棒、9-三原色料丝、71-减振进料管、72-阵列混料环、73-出料口。

【具体实施方式】

参阅图1、图2和图3，本发明熔融挤出式彩色3d打印头的混料器，包括混料支架1、设置在混料支架1内的加热块2、插入到加热块2内的加热棒3、固定在加热块2底部的初级混料仓4、布置在初级混料仓4底部的次级混料仓7和插入到次级混料仓7内部的保温棒8，所述混料支架1上设置有对称的倾斜面61，在对称的倾斜面61上固定有压电陶瓷双晶片6，所述压电陶瓷双晶片6的上表面与初级混料仓4的最小距离小于压电陶瓷双晶片6的单边振动幅度，即压电陶瓷双晶片6以非工作时的平直状态为界限，朝靠近初级混料仓4的方向翘曲的最大距离；所述次级混料仓7包括减振进料管71、阵列混料环72和出料口73，所述减振进料管71具有两根，上端与初级混料仓4的底部连通，下端连接着所述阵列混料环72的上部，阵列混料环72的底部与出料口73相连接。

所述加热块2的上部设置有导料套5，所述导料套5具有三个，分别用来导通红、绿、蓝三原色料丝9。

所述加热块2内的所述加热棒3可以选用热电偶加热棒，对加热棒3通电后产生高温来加热加热块2。

所述压电陶瓷双晶片6的一端通过环氧树脂固定粘结在所述倾斜面的上端部，所述压电陶瓷双晶片6的另一端为自由端，通过高频率的翘曲可对初级混料仓4进行高频振动。

所述次级混料仓7内的保温棒8可以选用热电偶棒，通电后产生恒温保证次级混料仓7内的熔融材料不会冷却。

熔融挤出式彩色3d打印头的混料器的混料方法，包括初级混料工序和次级混料工序；

所述初级混料工序的具体步骤为：

1、三原色料丝9熔融导入初级混料仓4；三原色料丝9在打印机供料机构的驱动下，经过导料套5后进入加热块2熔融，然后熔融的材料流入初级混料仓4；

2、初级混料仓4高频振动混料；向压电陶瓷双晶片6施加高频电压，压电陶瓷双晶片6的自由端会产生高频率的翘曲运动，并对初级混料仓4进行快速击打，使初级混料仓4进行高频振动，位于初级混料仓4内三种原色材料得到初步混合；

所述次级混料工序的具体步骤为：

a)次级混料仓7双路对冲混料；初级混料仓4内的混合材料在高频振动与料丝推送造成的容积压强增大的双重作用下，经两根减振进料管71同时向阵列混料环72内输送初步混合的熔融材料，两路熔融材料在相邻两环的交汇处发生对冲；

b)稳流输导；多次对冲混料后的熔融材料进入出料口73处进行稳流输出。

本发明的有益效果：本发明通过将三原色材料熔融后进行一次高频振动混料和多次对冲混料，使得三原色混合后的材料颜色纯正，提高彩色3d打印机的打印物件效果；通过在初级混料仓和次级混料仓之间通过设置具有减振功能的进料管，当初级混料仓进行高频振动混料时，不会对次级混料仓造成振动，保证打印精度。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种熔融挤出式彩色3D打印头的混料器的工作方法、其采用的混料器，包括混料支架、设置在混料支架内的加热块、插入到加热块内的加热棒、固定在加热块底部的初级混料仓、布置在初级混料仓底部的次级混料仓和插入到次级混料仓内部的保温棒，所述混料支架上设置有对称的倾斜面，在对称的倾斜面上固定有压电陶瓷双晶片；所述次级混料仓包括减振进料管、阵列混料环和出料口，所述减振进料管具有两根，上端与初级混料仓的底部连通，下端连接着所述阵列混料环的上部，阵列混料环的底部与出料口相连接。本发明能够使熔融的三原色材料得到充分混合，从而调配处色彩纯正的物料颜色，而且混料过程不会影响打印精度。

技术研发人员：刘桂花
受保护的技术使用者：刘桂花
技术研发日：2015.06.19
技术公布日：2017.09.08