本发明涉及一种基于螺杆挤出的柔性立体成型打印设备。
背景技术
近年来，3d打印技术获得了飞速发展。现有的3d打印机以光固化成型(sla)、选区激光烧结(sls)、熔融沉积成型(fdm)为主。目前运用最多的3d打印技术为fdm，因其成本低、设备简易、材料适应性广等特点得到了广泛的应用。fdm一般用热塑性高分子材料，如abs、pla等，以丝材为主，由送丝机构将丝材供给热熔喷头，经熔化后，沉积在特定位置后固化成型。其中的fdm打印机存在下述问题：
其一，现有的fdm打印机多为送丝结构，而送丝机构与喷头之间存在一定距离，使得拉丝与退丝之间存在滞后；且由于散热不足，丝材在到达加热模块前提前软化，从而堵住喷头。
其二，在工业化大生产中，材料用量巨大，相对于颗粒原材料，丝材的价格更贵。若配以挤出拉丝设备，可降低成本，但却增加了不必要的工序，使得效率大大降低；若将传统的挤出机与喷头结合在一起，则面临喷头过重而运动不佳、如何在喷头运动的过程中持续送料等问题。
技术实现要素：
为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种可有效解决滞后、堵死问题，且结构简单，可提高效率、降低成本、运行稳定的基于螺杆挤出的柔性立体成型打印设备。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种基于螺杆挤出的柔性立体成型打印设备，包括脉冲喷嘴，包括大物料仓、小物料仓，所述大物料仓独立支撑在喷头的上方，所述小物料仓集成在喷头上，所述大物料仓通过可伸缩柔性输料管与下方的小物料仓连接，所述小物料仓的下方通过送料管道与挤压仓连接固定，所述送料管道上设置有限料阀，所述挤压仓内设置有呈竖直走向的螺杆，所述挤压仓的顶部设置有电机，所述电机与螺杆顶部连接并控制其绕其自身中心轴旋转，所述挤压仓的外围设置有加热模块，所述脉冲喷嘴设置在挤压仓的底部。
本发明的有益效果是，其一，通过加热熔化颗粒，利用螺杆搅拌并挤出熔体，调节限料阀和螺杆转速来控制进料和出料速度，熔体可适量存储在挤压仓中，可以有效地解决堵料和出料滞后的问题。其二，大物料仓独立支撑在喷头上方，小物料仓集成在喷头上，通过可伸缩柔性输料管由大物料仓向小物料仓送料，既降低了3d打印喷头重量，提高喷头运动的精准度，又能实现在喷头运动过程中的持续送料，且对送料精度与速度不敏感。其三，挤压仓内可存储一定量熔体，保障喷嘴及时、稳定的喷射沉积；通过调整螺杆转速和限料阀，可调节进料、挤出速度，保证挤压仓内的熔体适量。且加热模块可使挤压仓内材料始终保持熔体状态，加上螺杆的搅拌作用，不会发生材料将脉冲喷嘴堵死的情况。
优选地，所述小物料仓、送料管道的外围设置有所述加热模块。加热模块用以熔化物料颗粒，保障了颗粒材料的彻底熔化。
优选地，为了保证加热模块的热量不散失，该基于螺杆挤出的柔性立体成型打印设备还包括隔热外壳，所述小物料仓、送料管道、挤压仓从上至下依次固定设置在隔热外壳内部。
优选地，为了不影响电机的运行，且能保证电机具有一定的散热效果，所述电机位于隔热外壳外部，所述隔热外壳上设置有让位腔，所述电机位于让位腔内。让位腔给电机的设置提供了安装空间，且减少了隔热外壳的材料，降低了成本。
优选地，所述隔热外壳的外部设置有导轨滑块槽。喷头可通过导轨滑块槽固定在打印机的导轨上。
优选地，所述脉冲喷嘴采用高频压电式喷嘴。脉冲喷嘴由高频压电技术驱动，高频压电技术能够快速地打开和关闭脉冲喷嘴，将液滴喷射沉积到脉冲喷嘴下方的底板上的特定位置。
优选地，为了使得挤压仓内的挤压过程更为充分，所述螺杆的上端直径至下端的直径逐渐变大。通过螺杆直径的变化，使得挤压仓内上端的物料存储空间至下端的物料存储空间逐渐变小，易于对物料实现充分挤压。
优选地，所述大物料仓内设置有加压装置。利于大物料仓内的物料排入小物料仓内。
附图说明
图1为本实施例的结构示意图；
图2为本实施例中喷头的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见附图1、2所示，本实施例的一种基于螺杆挤出的柔性立体成型打印设备，包括大物料仓4、小物料仓12，大物料仓4独立支撑在喷头1的上方，如可以固定在龙门架的导轨滑块上随喷头1一同运动，也可以直接固定在龙门架上，大物料仓4可存放超大容量的颗粒，大物料仓4内有加压装置，小物料仓12集成在喷头1上，用以存放少量的颗粒，大物料仓4通过可伸缩柔性输料管2与下方的小物料仓12顶部的供料口14连接，可伸缩柔性输料管2用以在打印过程中，将大物料仓4内的物料持续向小物料仓12内供料；小物料仓12的下方通过送料管道11与挤压仓7连接固定，送料管道11上设置有控制物料进入小物料仓12内的限料阀9，限料阀9能精确控制进料速度，挤压仓7内设置有呈竖直走向的螺杆5，螺杆5的顶部设置有控制其转速的电机6，螺杆5起到了搅拌均匀并挤出熔体的作用，挤压仓7的底部设置有脉冲喷嘴13。由于小物料仓12的存储功能，降低了进料要求；同时，在保证持续稳定供料的条件下，由于大物料仓4独立固定，大大降低了喷头1的重量，保障了喷头1的运动速度与控制精度。
小物料仓12、送料管道11以及挤压仓7的外围设置有加热模块8，加热模块8用以熔化物料颗粒，保障了颗粒材料的彻底熔化。为了保证加热模块8的热量不散失，该基于螺杆挤出的柔性立体成型打印设备还包括隔热外壳10，所述小物料仓12、送料管道11、挤压仓7从上至下依次固定设置在隔热外壳10内部。
为了不影响电机6的运行，且能保证电机6具有一定的散热效果，电机6位于隔热外壳10外部，隔热外壳10上设置有让位腔16，电机6位于让位腔16内，让位腔16给电机6的设置提供了安装空间，且减少了隔热外壳10的材料，降低了成本。
隔热外壳10的外部设置有导轨滑块槽15，喷头1通过导轨滑块槽15固定在打印机的导轨上，打印时，喷头1以x、y轴水平方式运动，底板3以z轴垂直方向运动，底板3的底部设置有弹簧。
脉冲喷嘴13采用高频压电式喷嘴，由高频压电技术驱动，能够快速地打开和关闭脉冲喷嘴13，将液滴喷射沉积到脉冲喷嘴13下方的底板3上的特定位置。挤压仓7内可存储一定量熔体，保障喷嘴及时、稳定的喷射沉积；通过调整螺杆5转速和限料阀9，可调节进料、挤出速度，保证挤压仓7内的熔体适量。且加热模块8可使挤压仓7内材料始终保持熔体状态，加上螺杆5的搅拌作用，不会发生材料将脉冲喷嘴13堵死的情况。
其中，为了使得挤压仓7内的挤压过程更为充分，螺杆5的上端直径至下端的直径逐渐变大，通过螺杆5直径的变化，使得挤压仓7内上端的物料存储空间至下端的物料存储空间逐渐变小，易于对物料实现充分挤压。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。