一种3D打印用塑料的熔融挤出装置的制作方法

本实用新型涉及3D打印，特别是一种3D打印用塑料的熔融挤出装置。

背景技术：

3D打印机作为一种快速成型设备，正越来越多地在生产生活中被使用。一些学校、创客和小型工作室也多配备了小型的3D打印机。现有的小型3D打印机多为熔积成型式，使用塑料或性能相似的材料作为打印耗材。在制作3D打印用的塑料线所采用的熔融挤出装置中，熔融腔与送料筒连接，长时间工作后，熔融腔的热量会传递到送料筒，导致送料筒内的塑料未到达熔融腔就开始软化，甚至熔化，在熔融挤出装置停止工作后，送料筒内的塑料未能及时送出，塑料冷却后导致送料筒堵塞，下次要重新开始工作就需要较长的时间预热让送料筒内的塑料熔化，造成电能浪费。

技术实现要素：

本实用新型所要达到的目的就是提供一种3D打印用塑料的熔融挤出装置，防止送料筒冷却后出现堵塞。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种3D打印用塑料的熔融挤出装置，包括进料腔、送料电机、送料筒、送料螺杆、热熔腔和挤出喷嘴，送料螺杆设在送料筒内并由送料电机带动旋转，送料筒的上游端与进料腔连通，送料筒的下游端与热熔腔连通，挤出喷嘴设在热熔腔的下游侧，送料筒的下游端设有隔热件，隔热件设有隔热通道，送料筒的下游端通过隔热通道与热熔腔连通。

进一步的，所述隔热件与送料筒的下游端之间设有冷却件，冷却件设有冷却管，冷却管与水泵、水箱连通形成冷却循环，隔热件通过冷却件与送料筒连接，冷却件设有冷却通道，送料筒的下游端、冷却通道、隔热通道与热熔腔依次连通。

进一步的，所述隔热件上固定有第一加热件，热熔腔包括贯穿第一加热件设置的第一腔，第一腔与隔热通道连通。

进一步的，所述第一加热件的下游端还设有第二加热件，热熔腔包括设于第二加热件内的第二腔，第二腔与第一腔连通，挤出喷嘴设在第二加热件的下游端并与第二腔连通。

进一步的，所述挤出喷嘴位于第二腔的横向一侧，挤出喷嘴的朝向垂直于送料筒的送料方向。

进一步的，所述挤出喷嘴与第二加热件可拆卸连接。

进一步的，所述进料腔设有用于输入经回收加工后的塑料原料的第一进料口。

进一步的，所述进料腔还设有用于输入未经使用过的塑料原料的第二进料口。

采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点：利用隔热件将送料筒与热熔腔隔开连接，减少热熔腔加热对送料筒的影响，避免送料筒内的塑料提前熔化，从而避免送料筒冷却后出现堵塞的情况，热熔腔再次启动工作时，不需要通过预热将送料筒内堵塞的塑料熔化，因此不需要增加预热时间，提高熔融挤出效率。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型实施例一的结构示意图(一)；

图2为本实用新型实施例一的结构示意图(二)；

图3为本实用新型实施例二的结构示意图(一)；

图4为本实用新型实施例二的结构示意图(二)。

具体实施方式

实施例一：

如图1和图2所示，本实用新型提供一种回收3D打印用塑料的熔融挤出装置，包括进料腔31、送料电机32、送料筒33、送料螺杆34、热熔腔和挤出喷嘴38，送料螺杆34设在送料筒33内并由送料电机32带动旋转，送料筒33的上游端与进料腔31连通，送料筒33的下游端与热熔腔连通，挤出喷嘴38设在热熔腔的下游侧，送料筒33的下游端设有隔热件35，隔热件35设有隔热通道351，送料筒33的下游端通过隔热通道351与热熔腔连通。

本实用新型利用隔热件35将送料筒33与热熔腔隔开连接，减少热熔腔的热量对送料筒33的影响，避免送料筒33内的塑料提前熔化，从而避免送料筒33冷却后出现堵塞的情况，不需要通过预热将送料筒33内堵塞的塑料熔化，因此不需要增加预热时间，提高熔融挤出效率。本实用新型中，没有特指的塑料均是指3D打印用塑料。

本实用新型中所提到的上游、下游是根据塑料的运动方向来定义的。在本实施例中，送料筒33的上游端通过第一支架331支撑固定，送料筒33的下游端通过第二支架332支撑固定，隔热件35可以固定在第二支架332上。送料电机32通过齿轮传动来带动送料螺杆34。

在本实施例中，进料腔31设有用于输入经回收加工后的塑料原料的第一进料口311。当然也可以直接使用新购买的原料进行热熔加工，因此进料腔31还可以设有用于输入未经使用过的塑料原料的第二进料口312，可以在第二进料口312上设置进料管313和进料料斗314。

在本实施例中，隔热件35采用隔热材料制成即可，例如聚醚醚酮等等，隔热通道351贯穿隔热块设置。隔热件可以采用厚度较大的块状结构，形成的隔热通道351有一定的长度，隔热效果好，而且块状结构容易生产，便于安装。

在本实施例中，隔热件35上固定有第一加热件361，热熔腔包括贯穿第一加热件设置的第一腔301，第一加热件361设有加热管或加热丝，热熔腔一般设置成圆形，有利于进入热熔腔的塑料受热均匀，提高热熔效率。

在本实施例中，为了提高热熔效果，第一加热件361的下游端还设有第二加热件362，热熔腔包括设于第二加热件362内的第二腔，第二腔与第一腔连通，挤出喷嘴38设在第二加热件362的下游端，第二加热件362同样设有加热管或加热丝，相当于第二腔形成一个温度更高的热熔区域，确保塑料在第二腔内处于流体状态。第一加热件361和第二加热件362都可以设置温度传感器来监测温度。同时由于第一腔和第二腔形成两个热熔区域，所以单次能热熔更多的塑料，有利于塑料挤出速率的提高，能在同样时间内产出更多的塑料线，可以满足直接输入3D打印机打印和耗材制作储存的需要。第一加热件361和第二加热件362分开控制加热温度，可以实现分段准确温控，塑料依次经过送料筒、隔热通道、第一腔和第二腔，温度逐渐有序上升，有利于减少塑料的气泡，提高塑料线的质量。

挤出喷嘴38位于第二腔的横向一侧，挤出喷嘴的朝向垂直于送料筒的送料方向，相当于塑料的运动路线在挤出喷嘴38处经过90度转向，使得熔化的塑料需要充满热熔腔的大部分区域才能挤出塑料线，即减少了热熔腔中空气，抑制了气泡的产生，提高热熔腔内的压力，有利于提高挤出的塑料线的强度，便于塑料线挤出后及时进行处理，例如收卷或直接冷却牵引至3D打印机进行打印，同时可以降低熔化的塑料的流速，使得塑料的挤出更依赖于上游塑料的进给，而不是塑料熔化后的流动性，有利于通过调节塑料的进给速度来影响塑料线的挤出速率，也更容易调整塑料线的直径。挤出喷嘴38上可以设置用来检测塑料线直径的线径传感器，便于准确控制塑料线的直径，也可以及时反馈塑料线直径的调整结果。挤出喷嘴38可以与第二加热件362可拆卸连接，例如螺纹连接，可以方便地更换不同口径的挤出喷嘴38，可以挤出不同直径的塑料线。

塑料线挤出后，可以利用冷却风扇39冷却，避免受自重下垂。

可以理解的，热熔腔可以仅包括第一腔，挤出喷嘴位于第一腔的横向一侧，虽然效果不如本实施例，但同样可以实现挤出工作。

实施例二：

为了提高隔热效果，本实施例在实施例一的基础上增加冷却件，具体如图3和图4所示，隔热件35与送料筒33的下游端之间设有冷却件37，冷却件37设有冷却管371，冷却管371与水泵372、水箱373连通形成冷却循环，隔热件35通过冷却件37与送料筒连接，冷却件37设有冷却通道370，送料筒33的下游端、冷却通道370、隔热通道351与热熔腔依次连通。冷却件37由于采用循环冷却的方式，因此冷却效果比较好，能够更好地避免塑料在送料筒33内熔化，塑料从送料筒33的下游端、冷却通道370、隔热通道351到热熔腔，温度逐渐有序升高，塑料可以从预热到熔化逐渐变化，可以减少气泡的产生，提高挤出的塑料线质量。

在本实施例中，由于冷却件37与第一加热件之间通过隔热件35连接，因此冷却件37不会影响第一加热件的正常加热，隔热件35有一定温度，塑料在隔热通道内可以预热，但不会达到熔化的温度。

其他未描述的内容参考实施例一。

除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型权利要求书中所定义的范围。