一种3D打印用塑料的熔融输送装置的制作方法

本实用新型涉及3D打印，特别是一种3D打印用塑料的熔融输送装置。

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。

现有的熔积成型式3D打印机获得打印耗材的方法是由工厂将颗粒或粉状塑料熔融并挤出为塑料线，塑料线盘卷成盘出售，用户购置预制盘卷好的塑料线输入3D打印机进行打印。用户也可使用桌面级(小型)的熔融挤出组件对塑料原料进行熔融挤出形成塑料线，然后将塑料线盘卷成盘，在需要打印时将盘卷好的塑料线输入小型3D打印机中进行打印。由于桌面级的熔融挤出组件为了追求小型化，导致功率受限制，塑料线的挤出速度比较慢，要将塑料线盘卷需要耗费更加大量时间，因此现有的用户在使用小型的3D打印机时，会期望熔融挤出组件将塑料挤出后直接输入到3D打印机进行打印。

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打印用塑料的熔融输送装置，确保熔融挤出组件将塑料挤出后可以直接用于3D打印机进行打印。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种3D打印用塑料的熔融输送装置，包括主机架和位于主机架上的熔融挤出组件和冷却牵引组件，熔融挤出组件用于塑料原料熔融挤出形成塑料线，冷却牵引组件用于将塑料线输送至3D打印机进行打印，熔融挤出组件包括熔融腔和挤出喷嘴，冷却牵引组件位于熔融腔横向的一侧，挤出喷嘴设于熔融腔的下游侧，挤出喷嘴朝向冷却牵引组件。

进一步的，所述冷却牵引组件包括支撑底板和设在支撑底板上的输送器，支撑底板连接在主机架上，输送器具有过线通道，挤出喷嘴与过线通道位于同一直线上。

进一步的，所述支撑底板上位于输送器与挤出喷嘴之间设有引导辊和散热器。

进一步的，所述输送器包括输送座、输送主动轮、输送从动轮和输送电机，输送电机带动输送主动轮，输送从动轮相对输送座转动连接，输送主动轮与输送从动轮之间形成输送间隙，输送座上设有进料口和出料口，进料口、出料口和输送间隙形成过线通道。

进一步的，所述输送座设有容置输送主动轮、输送从动轮的容置槽，容置槽内设有可沿容置槽滑动的滑动架，输送从动轮转动连接在滑动架上，输送座上设有调节驱动器，调节驱动器的输出端与滑动架连接，调节驱动器带动滑动架和输送从动轮在容置槽内滑动来调节输送间隙。

进一步的，所述熔融挤出组件还包括进料腔、送料电机、送料筒和送料螺杆，进料腔用于输入塑料原料，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，所述进料腔设有与回收塑料的碎料组件连通的第一进料口和用于输入未经使用过的塑料原料的第二进料口，第一进料口位于进料腔的侧面，第二进料口位于进料腔的上游端。

采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点：将挤出喷嘴朝向冷却牵引组件，相当于塑料从熔融挤出组件挤出后的运动路线经过90度转向，使得熔化的塑料需要充满熔融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，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。由于塑料线的强度更高，冷却牵引组件在冷却牵引过程中不易将塑料线拉伸，更不会将塑料线拉断，确保塑料线能够可靠地输送至3D打印机，实现塑料线持续有效地输送，保证打印质量。由于熔融挤出组件挤出塑料线后可以直接输入3D打印机，为用户节省大量的等待时间，提高用户使用3D打印机的效率。

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中熔融挤出组件的结构示意图(一)；

图2为本实用新型实施例一中熔融挤出组件的结构示意图(二)；

图3为本实用新型实施例一中冷却牵引组件的结构示意图(一)；

图4为本实用新型实施例一中冷却牵引组件的结构示意图(二)；

图5为本实用新型实施例二中熔融挤出组件的结构示意图(局部)；

图6为本实用新型实施例二中熔融挤出组件的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种3D打印用塑料的熔融输送装置，包括主机架和位于主机架上的熔融挤出组件和冷却牵引组件，熔融挤出组件用于将塑料原料熔融挤出形成塑料线，冷却牵引组件用于将塑料线输送至3D打印机进行打印，熔融挤出组件包括熔融腔和挤出喷嘴，冷却牵引组件位于熔融腔横向的一侧，挤出喷嘴设于熔融腔的下游侧，挤出喷嘴朝向冷却牵引组件。

本实用新型将挤出喷嘴朝向冷却牵引组件，相当于塑料从熔融挤出组件挤出后的运动路线经过90度转向，使得熔化的塑料需要充满熔融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，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。由于塑料线的强度更高，冷却牵引组件在冷却牵引过程中不易将塑料线拉伸，更不会将塑料线拉断，确保塑料线能够可靠地输送至3D打印机，实现塑料线持续有效地输送，保证打印质量。

本实用新型中没有特指的塑料均是指回收的3D打印用塑料。本实用新型中所提到的上游、下游是根据塑料的输送方向来定义的，下面按照塑料的处理顺序从上游至下游进行具体结构的说明。

实施例一：

结合图1、图2、图3和图4看。

熔融挤出组件300还包括进料腔31、送料电机32、送料筒33和送料螺杆34，进料腔31用于输入塑料原料，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。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，热熔腔再次启动工作时，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。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可以通过齿轮传动来带动送料螺杆34。

进料腔31设有与回收塑料的碎料组件连通的第一进料口311和用于输入未经使用过的塑料原料的第二进料口312，第一进料口311位于进料腔31的侧面，第二进料口312位于进料腔31的上游端。也可以仅设置第一进料口311。未经使用过的塑料原料一般是指新购买的原料，可以在第二进料口312上设置进料管313和进料料斗314。进料腔31与回收塑料的碎料组件连通，可以实现塑料的回收利用。

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。

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，提高熔融效率。

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。

冷却牵引组件500包括支撑底板51和设在支撑底板51上的输送器52，支撑底板51连接在主机架100上，输送器52具有过线通道，挤出喷嘴38与过线通道位于同一直线上。

输送器52包括输送座521、输送主动轮522、输送从动轮523和输送电机524，输送电机524的输出轴穿过输送座521，输送主动轮522可以直接安装在输送电机524的输出轴上，输送电机524带动输送主动轮522，输送从动轮523转动连接在输送座521上，输送主动轮522与输送从动轮523之间形成输送间隙，输送座521上设有进料口5211和出料口5212，进料口5211、出料口5212和输送间隙形成过线通道。输送座521设有容置输送主动轮522、输送从动轮523的容置槽5213，输送主动轮522可以采用齿轮，在旋转时能够对塑料线产生轴向拉力，将塑料线输出。输送电机524固定在支撑底板51上，输送座521固定在输送电机524上，输送电机524可以采用伺服电机。

为了输送器52能够输送不同直径的塑料线，输送器52上设有调节输送间隙大小的调节驱动器55，为此将输送从动轮523转动连接在滑动架56上，滑动架56滑动设在容置槽5213内，调节驱动器55固定在输送座521上，调节驱动器55的输出端与滑动架56连接，调节驱动器55带动滑动架56在容置槽5213内滑动来调节输送从动轮523到输送主动轮522的间距，即实现调节输送间隙的大小。

支撑底板521上位于输送器522与挤出喷嘴38之间设有引导辊53和散热器54。散热器54可以采用风扇。

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5和图6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。