一种3D打印断料焊接器的制作方法

一种3d打印断料焊接器
技术领域
1.本实用新型涉及3d打印、快速样件试制、焊接等技术领域，尤其涉及一种3d打印断料焊接器。


背景技术：

2.3d打印技术日益成熟，在打印过程中经常遇到材料用完的情况，现有技术条件下需要暂停打印取出剩余材料，更换新的打印材料，该操作不仅较为复杂，而且在做双色或多色打印时会留下瑕疵。目前市面上也有可以自动接料的打印头，但是价格较贵，需要机器整体升级，经济适用性较差。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种3d打印断料焊接器，以解决现有fdm(熔融沉积成形技术，fused deposition molding)式3d打印机断料重接或更换异色原料困难的问题。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：
5.一种3d打印断料焊接器，包括焊接模块和温度控制模块，所述焊接模块的部分与温度控制模块连接，所述温度控制模块与3d打印机电源连接。
6.优选地，上述3d打印断料焊接器中，所述焊接模块包括焊接模块基座、第一进料管、第二进料管、加热管、温度传感器、第一出料管、第二出料管和锁紧螺栓，所述焊接模块通过焊接模块基座固定，所述第一进料管、第二进料管安装在焊接模块基座的一侧，所述第一出料管、第二出料管安装在焊接模块基座的另一侧，并与第一进料管、第二进料管相对，所述加热管安装在焊接模块基座的底部，所述温度传感器安装在焊接模块基座的中部，所述锁紧螺栓安装在焊接模块基座的顶部。
7.优选地，上述3d打印断料焊接器中，所述温度控制模块包括开关按钮、温度控制器电极、加热管电极和温度传感器电极，所述温度控制器电极与3d打印机的电源连接，所述加热管电极与焊接模块的加热管连接，所述温度传感器电极与焊接模块的温度传感器连接。
8.优选地，上述3d打印断料焊接器中，所述焊接模块基座的两端中间位置分别开设有第一孔壁和第二孔壁，且第一孔壁与第二孔壁位于同一轴线方向上，所述第一孔壁和第二孔壁的前侧分别开设有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽与第一孔壁连通，所述第二凹槽与第二孔壁连通。
9.优选地，上述3d打印断料焊接器中，所述第一进料管和第二进料管安装在第一孔壁和第一凹槽中，所述第一出料管和第二出料管安装在第二孔壁和第二凹槽中。
10.优选地，上述3d打印断料焊接器中，所述第一进料管和第二进料管组合呈带第一凸缘的第一圆柱状，所述第一圆柱状中间位置开设有第一通孔，所述第一通孔的直径与待连接的焊接材料a的直径相同，所述第一进料管和第二进料管沿第一圆柱状中轴线位置对称分开设置。
11.优选地，上述3d打印断料焊接器中，所述第一进料管和第二进料管由相互吸合的金属管制成。
12.优选地，上述3d打印断料焊接器中，所述第一出料管和第二出料管组合呈带第二凸缘的第二圆柱状，所述第二圆柱状中间位置开设有第二通孔，所述第二通孔的直径与待连接的焊接材料b的直径相同，所述第一出料管和第二出料管沿第二圆柱状中轴线位置对称分开设置。
13.优选地，上述3d打印断料焊接器中，所述第一出料管和第二出料管由相互吸合的金属管制成。
14.优选地，上述3d打印断料焊接器中，所述第一孔壁与第二孔壁之间形成具有容置空间的敞口。
15.优选地，上述3d打印断料焊接器中，所述焊接模块基座的顶部开设有安装孔，所述锁紧螺栓通过该安装孔安装在焊接模块基座的顶部，所述安装孔与第二孔壁在垂直于第一孔壁与第二孔壁同一轴线的方向上连通。
16.与现有技术相比，本实用新型3d打印断料焊接器，包括焊接模块和温度控制模块，所述焊接模块的部分与温度控制模块连接，所述温度控制模块与3d打印机电源连接。本实用新型利用3d打印材料热塑性原理，通过局部加热材料完成原料焊接，实现持续供料或异色材料连接。
17.以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
18.图1：本实用新型3d打印断料焊接器结构组成电路图；
19.图2：本实用新型焊接模块结构爆炸示意图；
20.图3：本实用新型焊接模块结构装配主视图；
21.图4：本实用新型焊接模块结构装配侧视图；
22.图5：本实用新型温度控制模块结构示意图。
具体实施方式
23.为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
24.如图1所示，本实用新型3d打印断料焊接器，包括焊接模块1和温度控制模块2，所述焊接模块1的部分与温度控制模块2连接，所述温度控制模块2与3d打印机的电源连接。具体实施中，所述焊接模块1具体用于材料焊接，所述温度控制模块2用于设定和控制焊接温度。
25.如图2
‑
3所示，本实用新型所述焊接模块1包括焊接模块基座11、第一进料管12、第二进料管13、加热管14、温度传感器15、第一出料管16、第二出料管17和锁紧螺栓18。所述焊接模块1通过焊接模块基座11固定，所述第一进料管12、第二进料管13安装在焊接模块基座11的一侧，起进料导向作用，所述第一出料管16、第二出料管17安装在焊接模块基座11的另
一侧，并与第一进料管、第二进料管相对，起出料导向作用。所述加热管14安装在焊接模块基座11的底部，用于加热焊接材料以达到焊接材料的融化温度，主要起加热作用。所述温度传感器15安装在焊接模块基座的中部，起测量温度的作用。所述锁紧螺栓安装在焊接模块基座11的顶部，用于锁紧和释放第一出料管16和第二出料管17。
26.如图5所示，本实用新型温度控制模块2包括开关按钮21、温度控制器电极22、加热管电极23和温度传感器电极24，所述温度控制器电极22与3d打印机的电源连接，所述加热管电极23与焊接模块1的加热管14连接，所述温度传感器电极24与焊接模块1的温度传感器15连接。
27.实施中，本实用新型焊接模块1通过内部的加热管14加热焊接材料使焊接材料融化重新融合，焊接模块1内部集成的温度传感器15可以及时的将加热管14的温度信息反馈给温度控制模块2，一旦焊接模块1的温度超过或低于设定温度，温度控制模块2可以自动给加热管14断电或通电，以达到控制温度的目的。
28.具体地，本实用新型温度传感器15安装在加热管14的正上方，优选地，温度传感器15与加热管14接触式连接或非接触式连接，实施中，温度传感器15可以实时的将温度信息反馈给温度控制模块2，其采用的规格满足fdm式3d打印材料的工作温度。
29.本实用新型所述焊接模块基座11的两端中间位置分别开设有第一孔壁111和第二孔壁112，且第一孔壁111与第二孔壁112位于同一轴线方向上。所述第一孔壁111和第二孔壁112的前侧分别开设有第一凹槽121和第二凹槽122，所述第一凹槽121与第一孔壁111连通，所述第二凹槽121与第二孔壁112连通。实施中，所述第一进料管12和第二进料管13安装在第一孔壁111和第一凹槽121中，所述第一出料管16和第二出料管17安装在第二孔壁112和第二凹槽122中。
30.本实用新型所述第一进料管12和第二进料管13组合呈带第一凸缘131的第一圆柱状，实施中，第一凸缘131刚好可以插入第一凹槽121中，第一凹槽121的宽度不小于待连接的焊接材料a的直径，以便焊接完成后材料取出。所述第一圆柱状中间位置开设有第一通孔132(如图4所示)，所述第一通孔132的直径与待连接的焊接材料a的直径相同，以此可以保证焊接操作完成后材料的直径符合3d打印机进料机构的要求。
31.优选地，本实用新型所述第一进料管12和第二进料管13沿第一圆柱状中轴线位置对称分开设置，该两片式设计可以方便焊接完成后取出。本实用新型所述第一进料管12和第二进料管13由具有磁性的相互吸合的金属管制成，实施中，第一进料管12和第二进料管13可以上下相互吸合。
32.本实用新型所述第一出料管16和第二出料管17组合呈带第二凸缘161的第二圆柱状，实施中，第二凸缘161刚好可以插入第二凹槽122中，第二凹槽122的宽度不小于待连接的焊接材料b的直径，以便焊接完成后材料取出。所述第二圆柱状中间位置开设有第二通孔162(如图4所示)，所述第二通孔162的直径与待连接的焊接材料b的直径相同，以此可以保证焊接操作完成后材料的直径符合3d打印机进料机构的要求。
33.本实用新型所述第一出料管16和第二出料管17沿第二圆柱状中轴线位置对称分开设置。优选地，本实用新型所述第一出料管16和第二出料管17也由具有磁性的相互吸合的金属管制成，实施中，第一出料管16和第二出料管17可以上下相互吸合。
34.需要说明的是，本实用新型可以根据不同的焊接材料的直径设计可更换的进料管
和出料管，实用性强。
35.本实用新型所述焊接模块基座11的顶部开设有安装孔111，所述锁紧螺栓18通过该安装孔111安装在焊接模块基座11的顶部，所述安装孔111与第二孔壁112在垂直于第一孔壁与第二孔壁同一轴线的方向上连通，实施中，旋紧和松开锁紧螺栓18可以实现紧固和释放第一出料管16和第二出料管17。
36.优选地，本实用新型所述锁紧螺栓18通过锁紧螺栓的前端螺纹安装在焊接模块基座11的安装孔111中。
37.本实用新型所述温度控制模块2可以选用数显式温度控制开关。
38.一般fdm式3d打印材料的工作温度在160
‑
300摄氏度之间，在配合焊接模块基座11中的温度传感器15后，本实用新型温度控制模块2被设置为具有在0
‑
350摄氏度内精确测量和显示温度功能的温度控制开关。此外，本实用新型温度控制模块2同时也具有温度设定功能，当焊接模块1的温度低于设定温度时可以给加热管14供电，当焊接模块1的温度高于设定温度时可以给加热管14断电，起到通断电路的作用。
39.本实用新型焊接模块1的所述第一孔壁111与第二孔壁112之间形成具有容置空间的敞口19，通过敞口19可以看到待连接的焊接材料a能否插入第一出料管16与第二出料管17中，以及可以看到焊接时人工推动待连接的焊接材料a时有无融化的液体溢出。
40.本实用新型3d打印断料焊接器在工作时，分为预热、融化和焊接材料、冷却取料三个步骤。本实用新型实施中，首先将第一进料管12与第二进料管13、第一出料管16与第二出料管17分别插入对应的第一孔壁111和第二孔壁112中，旋转锁紧螺栓18固定第一出料管16和第二出料管17，随后打开温度控制模块2上的开关，根据需要焊接的材料特性设定温度，预热焊接模块1，在达到焊接温度后，通过温度控制模块2给加热管14断电。其次将需要焊接的两段材料，即将待连接的焊接材料a和待连接的焊接材料b分别从第一进料管12与第二进料管13、第一出料管16与第二出料管17中插入焊接模块1中，优选地，第一出料管16与第二出料管17侧的待连接的焊接材料b不要完全穿过第一出料管16与第二出料管17靠近敞口19的一端，轻推第一进料管12与第二进料管13侧的待连接的焊接材料a，使其通过敞口19的容置空间进入第一出料管16与第二出料管17中，继续推动第一进料管12与第二进料管13一侧的待连接的焊接材料a，直至有少许焊接材料从敞口19溢出。最后关闭温度控制模块2的开关，停止加热，使焊接模块1冷却，当焊接模块1的温度达到焊接材料凝固温度后松开锁紧螺栓18，拔出第一进料管12、第二进料管13、第一出料管16与第二出料管17即完成两段材料的焊接。
41.本实用新型在实施中将需要连接/焊接的两段材料端部修整，根据焊接材料特性设定加热温度，达到加热温度后分别将两段需要连接的材料插入焊接模块1的两端，最后松开锁紧螺栓18拔出进/出料管，使焊接材料冷却，即焊接完成。
42.本实用新型焊接模块基座11两侧设置有叶片113，所述叶片113有助于焊接完成后，焊接模块1的散热，必要时也可以增加风扇冷却。
43.综上，本实用新型利用fdm式3d打印材料的热塑性实现了两个断开的材料的焊接。本实用新型解决了fdm式3d打印机断料重接或更换异色原料困难的问题，利用3d打印材料(如聚乳酸(polylactic acid，pla)、abs塑料等)热塑性原理，通过局部加热材料完成原料焊接，实现连接。本实用新型使用温度控制模块根据不同材料的特性设定焊接温度，实现焊
接温度的精确控制。
44.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。