一种3D打印机的废料回收装置的制作方法

本发明涉及3d打印机技术领域，具体涉及一种3d打印机的废料回收装置。

背景技术：

3d打印技术是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层堆叠累积的方式来构造物体的技术。具体的来说，3d打印机是将计算机辅助设计模型分为一层层极薄的截面，生成控制3d打印机喷头移动轨迹的二维几何信息。3d打印机喷头把热熔性材料加热到临界状态，呈现半流体性质，在计算机控制下沿二维几何信息运动轨迹，喷头将半流动状态的材料挤压出来，凝固形成轮廓形状的薄层。当一层完毕后，通过垂直升降系统降下新形成层，进行固化。这样层层堆积粘结，自下而上形成该模型的三维实体。3d打印在医疗设备及制造业等行业的应用越来越广泛，庞大的3d打印市场也必将使3d打印耗材的使用量急剧攀升。而目前3d打印会产生大量塑料或尼龙等打印耗材的废料，这些废料是可以通过回收再利用的，但现在这些废料通常都是没有处理直接丢弃，不仅造成了很大的浪费，而且由于这些废料固有的高分子性能，使其生物降解性差，分解速度慢，长期分散于自然界会造成环境污染和对人体健康的负面影响。

技术实现要素：

本发明针对现有的技术问题作出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种3d打印机的废料回收装置。为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种3d打印机的废料回收装置，其特征在于，包括沿废料回收方向依次设置的碎料装置、送料装置、加热装置、喷嘴组件和收卷装置，所述碎料装置包括碎料壳体和设于碎料壳体内部且相互啮合的一对粉碎齿轮，碎料壳体上端设有入料口，下端设有出料口，所述送料装置包括送料管和设在送料管内部的送料螺杆，送料管上侧面连通所述出料口，所述送料管下端依次连接加热装置、喷嘴组件，所述收卷装置对从所述喷嘴组件挤出的线材进行收卷。

进一步，3d打印机的废料回收装置还包括位于所述喷嘴组件附近的风扇，所述风扇对喷嘴组件挤出的线材进行散热。

进一步，所述收卷装置包括环形卷筒、位于环形卷筒中心的支撑架和设置在支撑架上端且位于环形卷筒上方的旋转盖，所述支撑架上端设有与环形卷筒同轴的螺栓，所述旋转盖设有多个叶片、一个用于所述线材穿过的引线通孔和一个用于所述螺栓穿过的中心通孔，该旋转盖可在所述风扇的出风驱动下绕螺栓进行旋转。

进一步，所述收卷装置还包括上下设置的松紧调节旋钮和弹簧，所述弹簧套装在所述螺栓外部且位于所述旋转盖上方，所述松紧调节旋钮设有与所述螺栓螺纹匹配的螺纹孔，该松紧调节旋钮通过螺纹孔套装在所述螺栓上端。

进一步，所述喷嘴组件包括从上到下依次连接的安装基座、喷嘴基座、喷嘴，所述安装基座与所述加热装置下端连接，安装基座41与喷嘴基座42通过回转轴承进行旋转连接，安装基座41上设有供废料流出的第一通孔，喷嘴基座42下侧沿环向安装有多个不同口径喷嘴，通过旋转调节碰嘴基座42，可实现第一通孔与多个不同口径喷嘴的联通。

进一步，所述加热装置包括设有空心夹层的圆管和位于空心夹层内的加热元件。

进一步，所述碎料装置和送料装置由同一电机驱动，所述电机设有连接所述粉碎齿轮的输出轴，所述输出轴通过动力传送机构连接所述送料螺杆，所述动力传送机构包括传送带和一对相互啮合且轴向交角为90°的锥齿轮，传送带的一端套装在所述输出轴上，传送带另一端通过传动轴连接其中一个锥齿轮，另一个锥齿轮与所述送料螺杆同轴连接。

上述方案中，废料由粉碎齿轮碾碎，然后通过送料螺杆输送至加热装置并在加热装置中熔化，再通过喷嘴组件挤出并形成所需要的线材，线材由收卷装置收卷。由此可知，上述方案实现了对3d打印机废料的回收再利用，提高了3d打印材料的利用率，有利于节约资源，降低打印成本。进一步，通过所述风扇对所述线材进行散热。保证线材及时冷却成型。进一步，所述收卷装置由风扇提供动力，无需人工收卷。风扇驱动旋转盖转动，从喷嘴组件挤出的线材穿过的引线通孔并随着旋转盖转动不断的缠绕在环形卷筒上。在此基础上，通过松紧调节旋钮和弹簧对线材的收卷速度进行连续调整。松紧调节旋钮在螺栓上旋进，使弹簧对旋转盖压紧力变大，旋转盖的转速变小，线材的收卷速度变慢；松紧调节旋钮在螺栓上旋出，使弹簧对旋转盖压紧力变小，旋转盖的转速变大，线材的收卷速度变快。除此之外，对喷嘴组件进行优化。即使线材尺寸的要求有所变化，只需转动喷嘴基座即可。节约了人力与时间。最后一点，所述碎料装置和送料装置由同一电机驱动，进一步节约了资源与成本。

本发明具有的有益效果：

1.本发明实现了对3d打印机废料的回收再利用，提高了3d打印材料的利用率，进而节约资源，降低打印成本。

2.本发明所述的收卷装置自动完成对线材的收卷，其动力由风扇提供；风扇不仅可对线材进行制冷同时驱动收卷装置收卷线材。

3.本发明所述的收卷装置可以对线材的收卷速度进行连续调整，这是通过松紧调节旋钮调节弹簧对旋转盖压紧力实现的。

4.本发明所述的喷嘴组件可以形成多种不同尺寸的线材。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的后视图。

图3为图1中i处的放大示意图。

图4为本发明所述喷嘴组件的仰视图。

图5为本发明所述喷嘴组件的俯视图。

图6为本发明所述收卷装置的俯视图。

图7为本发明所述收卷装置的结构拆分示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图，对本发明做进一步说明。

如图1至图7所示，本发明的具体实施方式：

一种3d打印机的废料回收装置，包括碎料装置1、送料装置2、加热装置3、喷嘴组件4、收卷装置5、风扇8、电机6和动力传送机构7。其中，碎料装置1、送料装置2、加热装置3、喷嘴组件4和收卷装置5从上到下依次设置，风扇8位于喷嘴组件4左右两侧或单侧。

所述碎料装置1包括碎料壳体11和设于碎料壳体1内部且相互啮合的一对粉碎齿轮12，碎料壳体11上端设有入料口，下端设有出料口。

所述送料装置2包括送料管21和设在送料管21内部的送料螺杆22，送料管21上侧面连通所述出料口。

所述加热装置3包括设有空心夹层的圆管31和位于空心夹层内的加热元件32。加热装置3的上端连接送料管21。

所述喷嘴组件4用于挤出的线材。喷嘴组件可选择现有技术中的喷嘴。本实施例对碰嘴进行了改进，使得其具有喷嘴口径调节的功能。喷嘴组件4包括从上到下依次连接的安装基座41、喷嘴基座42和喷嘴43。安装基座41与加热装置3下端连接。安装基座41与喷嘴基座42通过回转轴承进行旋转连接。喷嘴43有多个且尺寸各不相同，多个喷嘴43沿旋转轴线呈圆形布置。安装基座41上设有供废料流出的第一通孔，喷嘴基座42下侧沿环向安装有有不同口径大小的喷嘴。通过旋转调节碰嘴基座42，可实现第一通孔与不同喷嘴的联通，从而实现嘴口径调节的功能。

所述风扇8位于喷嘴组件4左右两侧，对经喷嘴组件4流出的线材进行散热固化。风扇8可直接安装于整个3d打印机的废料回收装置的工作平台上。风扇8的吹风方向朝向喷嘴组件4出口以及下述的旋转盖53的叶片方向。

收卷装置5用于对组件4流出的固化线材进行收卷。收卷装置5包括松紧调节旋钮51、弹簧52、旋转盖53、支撑架54和环形卷筒55。环形卷筒55的直径方向竖直设置。支撑架54，竖直安装于环形卷筒55中心，其上端设有与环形卷筒55同轴的螺栓541。旋转盖53，设置在支撑架54上端且位于环形卷筒55上方，其设有多个叶片、一个用于所述线材穿过的引线通孔531和一个用于所述螺栓穿过的中心通孔，其绕螺栓541进行旋转。这里设计为，支撑架54的尺寸大于螺栓541的直径，而中心通孔直径略大于螺栓541的直径。弹簧52套装在螺栓541外周且位于旋转盖53上侧。松紧调节旋钮51设有与螺栓541螺纹匹配的螺纹孔，该松紧调节旋钮51通过螺纹孔套装在螺栓541上端。通过如图7中的安装方式，松紧调节旋钮51将弹簧52压于旋转盖53的上侧。通过调节松紧调节旋钮51，可调节旋转盖53转动的阻尼。基于收卷装置5的结构，风扇8的风向倾斜向下，除了可以对组件4流出的线材进行散热固化外，同时通过风力驱动旋转盖53进行旋转。固化的线材经引线通孔531后，在旋转盖53的带动下将绕置于环形卷筒55的圆柱壁上。

上述实施例中，碎料装置1和送料装置2由电机6驱动。电机6可直接安装于整个3d打印机的废料回收装置的工作平台上，也可安装于碎料壳体11上。电机6设有输出轴，该输出轴与一个粉碎齿轮12直连，该输出轴通过动力传送机构7连接送料螺杆22。动力传送机构7包括传送带71和一对相互啮合且轴向交角为90°的锥齿轮73，传送带71的一端套装在所述输出轴上，传送带71另一端通过传动轴连接其中一个锥齿轮，另一个锥齿轮与送料螺杆22同轴连接。

本实施方式的特点：

1.本实施方式实现了对3d打印机废料的回收再利用，提高了3d打印材料的利用率，进而节约资源，降低打印成本。废料由粉碎齿轮12碾碎，然后通过送料螺杆22输送至加热装置3并在加热装置3中熔化，再通过喷嘴组件4挤出并形成所需要的线材，线材由收卷装置5收卷。

2.本实施方式自动完成对线材的收卷并可对收卷速度进行连续调整。风扇8驱动旋转盖53转动，线材穿过的引线通孔521并随着旋转盖转动不断的缠绕在环形卷筒55上。通过松紧调节旋钮51调节弹簧52对旋转盖53压紧力，从而对收卷速度进行连续调整，从而与喷嘴出来的线材速度相匹配。

3.本实施方式通过喷嘴组件4可以形成多种不同尺寸的线材。

上述所有的实施例仅用来说明本发明的原理，不用来限制本发明的范围。对本发明还可以作出其他的变化，这些变化仍落在本发明的保护范围内。