一种3D打印原料线材用断线熔接装置的制作方法

一种3d打印原料线材用断线熔接装置
技术领域
1.本发明属于3d打印原料线材应用技术领域，特别涉及一种3d打印原料线材用断线熔接装置。


背景技术：

2.3d打印机的打印方式有许多种，其中比较成熟的有立体光固化成型法、层叠法、熔积成型法等，其中熔积成型法是先利用热熔组件将原料线材热熔成流体状，然后通过喷头组件挤出到下方的打印板上进行层层堆积，以此得到想要的制品。
3.但目前3d打印原料线材在在使用中会出现以下几种情况导致材料的浪费：1.由于各种意外导致打印中止，造成大量原料线材因用量不够而被丢弃。2.一次打印完成后，若原料线材剩余量较小，因考虑到二次使用时材料不足，剩余的一段无法使用，导致大量的浪费。3.每次在更换耗材时都得进行复杂的抽料、进料，费时费力。这就需要可以使两组原料线材对接的熔接装置出现。
4.传统的熔接装置通常采用加热设备对两组原料线材进行熔融加热，再使其相结合，但这种方法加热速度慢，浪费了大量工作时间，降低了工作效率。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明提供了一种3d打印原料线材用断线熔接装置，所述熔接装置包括第一壳体、熔接组件、位移组件、微调组件和压线组件；
6.所述熔接组件包括安装板、两组支撑架和两组电极棒机构；所述安装板安装在所述第一壳体顶部，且所述安装板的中心点和第一壳体中心点重合；两组所述支撑架对称设置在所述安装板上表面两端，两组所述电极棒机构分别安装在两组所述支撑架上；
7.所述电极棒机构包括两组电极棒限位块、两组高压电极棒、两组电极棒压板和两组固定螺栓；所述电极棒限位块固定安装在所述支撑架上，所述电极棒限位块顶部开设有半圆槽，所述高压电极棒卡接在所述半圆槽内，所述高压电极棒一端贯穿至所述半圆槽外部；两组所述高压电极棒为对称式结构，所述电极棒压板一侧铰接在所述电极棒限位块顶部，且另一端侧通过固定螺栓固定连接在所述电极棒限位块顶部；所述电极棒压板底部贴合在所述高压电极棒上；
8.所述位移组件位于所述第一壳体内，且对称设置在所述安装板两侧；所述微调组件安装在所述位移组件的滑动机构上，且所述微调组件顶端通过贯穿至所述第一壳体上方；所述压线组件安装在所述微调组件顶部。
9.进一步的，所述第一壳体顶部安装有阻尼开关，且所述第一壳体上开设有矩形槽，所述矩形槽位于所述压线组件和安装板外侧；
10.所述第一壳体一侧边缘铰接有防尘上盖，所述防尘上盖可活动卡接在所述矩形槽内；所述防尘上盖内固定安装有远红外发射器和导电棒，所述导电棒可活动贴合在所述阻尼开关上，且所述导电棒可与所述阻尼开关电性连接。
11.进一步的，所述安装板中心点上安装有远红外接收器，所述远红外接收器位于所述远红外发射器正下方，且所述远红外接收器可与所述远红外发射器信号连接；所述安装板上开设有若干组透气孔。
12.进一步的，所述位移组件包括两组电机安装架、两组第一伺服电机和两组第一丝杆；
13.两组所述电机安装架对称安装在所述第一壳体两侧内壁上；所述第一伺服电机固定安装在所述电机安装架一侧内壁上，所述第一丝杆一端通过联轴器与所述第一伺服电机的输出端传动连接，且另一端通过轴承座转动连接在所述电机安装架另一侧内壁上；所述第一丝杆下方设置有第一滑道；所述第一丝杆上螺纹连接有第一滑块，所述第一滑块一端滑动连接在所述第一滑道内，且另一端安装在所述微调组件壳体的底部。
14.进一步的，所述微调组件包括第二壳体、第二伺服电机和传动杆；
15.所述第二壳体安装在所述第一滑块顶部，所述第二伺服电机安装在所述第二壳体一端壁上，所述传动杆位于所述第二壳体内，所述传动杆一端通过联轴器与所述第二伺服电机的输出端传动连接，且另一端固定安装有锥齿轮；所述第二壳体底部内壁上转动连接有转杆，所述转杆上套装有斜齿轮，所述斜齿轮啮合连接在所述锥齿轮上；所述转杆另一端固定安装有第二丝杆，所述第二丝杆上螺纹连接有第二滑块，所述第二滑块上固定安装有夹具支撑柱；所述夹具支撑柱顶部贯穿至所述第一壳体上方。
16.进一步的，所述第二壳体一端内壁上设置有第二滑道，所述第二滑道上滑动连接有第三滑块，所述第三滑块另一端固定安装在所述夹具支撑柱远离第二滑块的一侧壁上。
17.进一步的，所述压线组件包括两组夹具底板和两组压线夹具；
18.两组所述夹具底板对称安装在两组所述夹具支撑柱顶部，所述压线夹具固定安装在所述夹具底板顶部，所述压线夹具上开设有走线槽，且所述压线夹具顶部镶嵌有第一磁铁块；所述压线夹具顶部一侧边缘通过铰链铰接有上压板，所述铰链位于所述走线槽远离第一磁铁块的一侧；所述上压板上镶嵌有第二磁铁块，且所述上压板上设置有凸条；所述第二磁铁块可活动磁接在所述第一磁铁块上，所述凸条可活动卡接在所述走线槽内。
19.进一步的，所述压线组件还包括v型槽架；所述v型槽架固定安装在所述夹具底板上，且所述v型槽架位于所述压线夹具靠近第一壳体中心点的一侧；所述v型槽架顶部开设有v型槽，所述v型槽底部与所述走线槽底部处在同一直线上。
20.进一步的，所述熔接装置还包括冷却组件，所述冷却组件包括第三壳体、冷凝板、引风扇和输送管；
21.所述第三壳体位于所述第一壳体内，所述冷凝板安装在所述第三壳体内；所述引风扇安装在所述第三壳体顶部内壁上，所述输送管一端贯穿至所述第三壳体内，且与所述引风扇连通；所述输送管另一端与连通有防漏罩，所述防漏罩另一端固定安装在所述安装板下表面上，且与若干组所述透气孔连通；所述第三壳体外壁上开设有第二散热孔。
22.进一步的，所述防尘上盖内固定安装有吹风机，所述吹风机位于两组所述高压电极棒上方；
23.所述第一壳体的外壁上开设有第一散热孔。
24.本发明的有益效果是：
25.1、通过两组高压电极棒放电，使两组高压电极棒之间能产生2000℃的电弧场；然
后利用高温电弧场将两组原料线材端面快速融化，并相互融合，以达到接线的目的，熔接速度快，工作效率高。
26.2、利用第一伺服电机带动第一丝杆转动，并使得两组第一滑块拖动微调组件和压线组件同时向两组高压电极棒的中轴线移动，并让两组原料线材端面相互贴合，实现自动送料的目的，并且原料线材端面的贴合处正好与高压电极棒的中轴线重合，当两组高压电极棒放电后，确保两组原料线材端面受热均匀，并以此提高了熔接质量。
27.3、上压板和压线夹具相磁接后，凸条可以将原料线材抵止在走线槽内，实现对原料线材的限位；然后通过v型槽对原料线材起到导向作用，避免原料线材在推送过程中发生偏离，从而导致两组原料线材端面无法贴合；同时也解决了人工放置原料线材而导致端面结合处的偏差，以此提升了熔接效果。
28.4、通过冷凝板产生冷气，并利用引风扇将冷气通过输送管将冷气输送到防漏罩内，再通过透气孔使冷气飘至第一壳体上方，并与熔接完毕的原料线材接触，以达到对原料线材快速冷却的作用；于此同时通过吹风机从顶部将飘散至原料线材上方的冷气重新吹到下方的原料线材上，使冷气可以与原料线材二次接触，进一步提高了冷却速度；使得熔接完毕的原料线材可以快速投入使用，以此提高了工作效率。
29.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1示出了根据本发明实施例的熔接装置的结构示意图；
32.图2示出了根据本发明实施例的熔接装置的剖视示意图；
33.图3示出了根据本发明实施例的熔接组件的俯视示意图；
34.图4示出了根据本发明实施例的电极棒机构的结构示意图；
35.图5示出了根据本发明实施例的位移组件的结构示意图；
36.图6示出了根据本发明实施例的微调组件的左视剖视示意图；
37.图7示出了根据本发明实施例的压线组件的分解示意图；
38.图8示出了根据本发明实施例的冷却组件的剖视示意图。
39.图中：1、第一壳体；2、安装槽；3、托板；4、熔接组件；401、安装板；402、支撑架；403、电极棒机构；4031、电极棒限位块；4032、空槽；4033、半圆槽；4034、高压电极棒；4035、电极棒压板；4036、固定螺栓；404、透气孔；405、远红外接收器；5、位移组件；501、电机安装架；502、第一伺服电机；503、第一丝杆；504、第一滑道；505、第一滑块；6、微调组件；601、第二壳体；602、第二伺服电机；603、传动杆；604、锥齿轮；605、转杆；606、斜齿轮；607、第二丝杆；608、第二滑块；609、第二滑道；610、第三滑块；611、夹具支撑柱；7、压线组件；701、夹具底板；702、压线夹具；703、第一磁铁块；704、走线槽；705、上压板；706、第二磁铁块；707、凸条；
708、v型槽架；8、冷却组件；801、第三壳体；802、冷凝板；803、引风扇；804、输送管；805、防漏罩；9、防尘上盖；10、矩形槽；11、导电棒；12、阻尼开关；13、吹风机；14、远红外发射器；15、移动槽；16、第一散热孔。
具体实施方式
40.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.本发明实施例提供了一种3d打印原料线材用断线熔接装置，所述熔接装置包括第一壳体1、熔接组件4、位移组件5、微调组件6、压线组件7和冷却组件8。示例性的，如图1和图2所示，所述熔接组件4位于所述第一壳体1顶部，且所述熔接组件4底板的中心点与所述第一壳体1的中心点重合。熔接组件4用于将两组断线的端面利用高温融化，并使其重新对接。
42.所述位移组件5位于所述第一壳体1内，且对称设置在所述熔接组件4中心点两侧。位移组件5用于拖动两组断线向熔接组件4放电机构方向同时移动，确保两组断线的端面受热均匀，以此提高熔接质量。
43.所述熔接组件4底座两侧对称开设有两组移动槽15，所述微调组件6安装在所述位移组件5的滑动机构上，且所述微调组件6顶端通过移动槽15贯穿至所述第一壳体1上方。根据不同的原料线材直径，利用微调组件6调整原料线材的高度，以确保断线的端面与熔接组件4的放电机构处在同一水平面上。
44.所述压线组件7安装在所述微调组件6顶部，所述压线组件7可通过位移组件5移动至所述熔接组件4的底板上方。在位移组件5拖动两组原料线材断线移动时，通过压线组件7可对两组原料线材断线起到固定作用。
45.所述冷却组件8位于所述第一壳体1内，且所述冷却组件8的传输机构与所述熔接组件4的底板连通。当熔接工作结束后，通过冷却组件8可将原料线材快速冷却。
46.所述第一壳体1顶部安装有阻尼开关12，且所述第一壳体1上开设有矩形槽10，所述矩形槽10位于所述压线组件7和熔接组件4外侧。
47.所述第一壳体1一侧边缘铰接有防尘上盖9，所述防尘上盖9可活动卡接在所述矩形槽10内。所述防尘上盖9内固定安装有远红外发射器14和导电棒11，所述导电棒11可活动贴合在所述阻尼开关12上，且所述导电棒11可与所述阻尼开关12电性连接。当防尘上盖9合起后，导电棒11正好与阻尼开关12相贴合，使电路成为通路，从而启动熔接组件4、位移组件5、微调组件6和冷却组件8开始工作，实现自动工作的功能。
48.所述防尘上盖9内固定安装有吹风机13，所述吹风机13位于所述熔接组件4上方。
49.所述第一壳体1的外壁上开设有第一散热孔16。
50.所述熔接组件4包括安装板401、两组支撑架402和两组电极棒机构403。示例性的，如图3和图4所示，所述第一壳体1顶部开设有安装槽2，所述安装槽2两侧内壁上对称设置有两组托板3，所述安装板401底部两侧对称贴合在两组所述托板3上，且所述安装板401顶部高度要高于所述第一壳体1的顶部。两组所述支撑架402对称设置在所述安装板401上表面两端，两组所述电极棒机构403分别安装在两组所述支撑架402上，且两组所述电极棒机构
403为对称设置。所述安装板401中心点上安装有远红外接收器405，所述远红外接收器405位于所述远红外发射器14正下方，且所述远红外接收器405可与所述远红外发射器14信号连接。所述安装板401上开设有若干组透气孔404，若干组所述透气孔404均与所述冷却组件8的传输机构连通。
51.所述电极棒机构403包括两组电极棒限位块4031、两组高压电极棒4034、两组电极棒压板4035和两组固定螺栓4036。所述电极棒限位块4031固定安装在所述支撑架402上，且所述电极棒限位块4031顶部开设有空槽4032。所述电极棒限位块4031顶部开设有半圆槽4033，所述半圆槽4033与所述空槽4032连通，且所述半圆槽4033位于所述空槽4032靠近安装板401中心点的一侧。所述空槽4032的深度要大于半圆槽4033。所述高压电极棒4034卡接在所述半圆槽4033内，所述高压电极棒4034一端贯穿至所述半圆槽4033外部，且位于所述远红外接收器405上方。所述电极棒压板4035一侧铰接在所述电极棒限位块4031顶部，且另一端侧通过固定螺栓4036固定连接在所述电极棒限位块4031顶部。所述电极棒压板4035底部贴合在所述高压电极棒4034上。
52.通过压线组件7从两侧同时推动两组原料线材断线，使得两组原料线材断线的端面相贴合，并且两组原料线材端面的结合处与两组高压电极棒4034的中轴线处在同一直线上。然后启动两组高压电极棒4034放电，使两组高压电极棒4034之间能产生2000℃的电弧场。然后利用高温电弧场将两组原料线材端面融化，并相互融合，使两组原料线材对接，以达到熔接的目的，熔接速度快，工作效率高。
53.所述位移组件5包括两组电机安装架501、两组第一伺服电机502和两组第一丝杆503。示例性的，如图5所示，两组所述电机安装架501对称安装在所述第一壳体1两侧内壁上，且两组所述电机安装架501分别位于两组所述移动槽15正下方。所述第一伺服电机502固定安装在所述电机安装架501一侧内壁上，所述第一丝杆503一端通过联轴器与所述第一伺服电机502的输出端传动连接，且另一端通过轴承座转动连接在所述电机安装架501另一侧内壁上。所述第一丝杆503下方设置有第一滑道504。所述第一丝杆503上螺纹连接有第一滑块505，所述第一滑块505一端滑动连接在所述第一滑道504内，且另一端安装在所述微调组件6底部。
54.利用压线组件7将两组原料线材固定完毕后，将防尘上盖9关闭，使得远红外发射器14可处在远红外接收器405正上方，并使得远红外发射器14发出的红外信号可以被远红外接收器405接收到。然后同时启动两组第一伺服电机502，利用第一伺服电机502带动第一丝杆503转动，并使得两组第一滑块505拖动微调组件6和压线组件7同时向两组高压电极棒4034的中轴线移动，并让两组原料线材端面相互贴合，使得远红外发射器14发出的红外信号被两组原料线材遮挡，当远红外接收器405接收不到红外信号以后，其内部的信号输出模块就会向两组第一伺服电机502发送关闭指令，停止原料线材的推送工作。而两组原料线材端面的贴合处正好与高压电极棒4034的中轴线重合。当两组高压电极棒4034放电后，确保两组原料线材端面受热均匀，并以此提高了熔接质量。
55.所述微调组件6包括第二壳体601、第二伺服电机602和传动杆603。示例性的，如图6所示，所述第二壳体601安装在所述第一滑块505顶部，所述第二伺服电机602安装在所述第二壳体601一端壁上，所述传动杆603位于所述第二壳体601内，所述传动杆603一端通过联轴器与所述第二伺服电机602的输出端传动连接，且另一端固定安装有锥齿轮604。所述
第二壳体601底部内壁上转动连接有转杆605，所述转杆605上套装有斜齿轮606，所述斜齿轮606啮合连接在所述锥齿轮604上。所述转杆605另一端固定安装有第二丝杆607，所述第二丝杆607上螺纹连接有第二滑块608，所述第二滑块608上固定安装有夹具支撑柱611。所述夹具支撑柱611顶部贯穿至第二壳体601外部，且位于所述移动槽15上方。
56.所述第二壳体601一端内壁上设置有第二滑道609，所述第二滑道609上滑动连接有第三滑块610，所述第三滑块610另一端固定安装在所述夹具支撑柱611远离第二滑块608的一侧壁上。
57.首先启动两组第二伺服电机602，通过第二伺服电机602带动传动杆603和锥齿轮604旋转，然后通过锥齿轮604带动斜齿轮606和转杆605转动，再由转杆605的转动带动第二丝杆607转动，然后通过第二丝杆607的转动带动第二滑块608和夹具支撑柱611可以上升或下降，使得压线组件7上的原料线材可以上升或下降。无论原料线材直径大小，都可以通过调整其高度，确保原料线材的中心点与电弧场的中心点处在同一水平面上，保证了原料线材端面与电弧场接触得更加均匀，进一步提高了熔接质量，也提高了熔接装置的兼容性。
58.所述压线组件7包括两组夹具底板701、两组压线夹具702和v型槽架708。示例性的，如图7所示，两组所述夹具底板701对称安装在两组所述夹具支撑柱611顶部，所述压线夹具702固定安装在所述夹具底板701顶部，所述压线夹具702上开设有走线槽704，且所述压线夹具702顶部镶嵌有第一磁铁块703。所述压线夹具702顶部一侧边缘通过铰链铰接有上压板705，所述铰链位于所述走线槽704远离第一磁铁块703的一侧。所述上压板705上镶嵌有第二磁铁块706，且所述上压板705上设置有凸条707。所述第二磁铁块706可活动磁接在所述第一磁铁块703上，所述凸条707可活动卡接在所述走线槽704内。所述v型槽架708固定安装在所述夹具底板701上，且所述v型槽架708位于所述压线夹具702靠近第一壳体1中心点的一侧。所述v型槽架708顶部开设有v型槽，所述v型槽底部与所述走线槽704底部处在同一直线上。
59.将原料线材端面朝向高压电极棒4034方向，放入走线槽704内，并同时让原料线材可以处在v型槽内，利用v型槽起到导向作用，防止原料线材在推送过程中发生偏离，从而导致两组原料线材端面无法贴合。然后确保原料线材端面可以延伸至夹具底板701之外，以确保两组原料线材端面可以有足够的延伸长度相互贴合。再将上压板705关闭，使得凸条707可以贴合在原料线材顶部，以达到对原料线材限位的作用。而在上压板705关闭后，第一磁铁块703就会与第二磁铁块706相磁接，实现了上压板705和压线夹具702之间的固定，并进一步提高了凸条707对原料线材的限位作用。实现了自动推送的作用，确保了推送工作的精确度，避免人工放置原料线材而导致端面结合处的偏差，以此提升了熔接效果。
60.所述冷却组件8包括第三壳体801、冷凝板802、引风扇803和输送管804。示例性的，如图8所示，所述第三壳体801位于所述第一壳体1内，所述冷凝板802安装在所述第三壳体801内。所述引风扇803安装在所述第三壳体801顶部内壁上，所述输送管804一端贯穿至所述第三壳体801内，且与所述引风扇803连通；所述输送管804另一端与连通有防漏罩805，所述防漏罩805另一端固定安装在所述安装板401下表面上，且与若干组所述透气孔404连通。所述第三壳体801外壁上开设有第二散热孔。
61.首先启动冷凝板802工作并产生冷气，当熔接工作完成后，启动引风扇803，利用引风扇803将冷气吸入输送管804中，然后通过输送管804将冷气输送到防漏罩805内，再通过
透气孔404使冷气飘至第一壳体1上方，并与熔接完毕的原料线材接触，以达到对原料线材快速冷却的作用。于此同时启动吹风机13，通过吹风机13从顶部将飘散至原料线材上方的冷气重新吹到下方的原料线材上，使冷气可以与原料线材二次接触，进一步提高了冷却速度。使得熔接完毕的原料线材可以快速投入使用，以此提高了工作效率。
62.通过两组高压电极棒4034放电，使两组高压电极棒4034之间能产生2000℃的电弧场；然后利用高温电弧场将两组原料线材端面快速融化，并相互融合，以达到接线的目的，熔接速度快，工作效率高。利用第一伺服电机502带动第一丝杆503转动，并使得两组第一滑块505拖动微调组件6和压线组件7同时向两组高压电极棒4034的中轴线移动，并让两组原料线材端面相互贴合，实现自动送料的目的，并且原料线材端面的贴合处正好与高压电极棒4034的中轴线重合，当两组高压电极棒4034放电后，确保两组原料线材端面受热均匀，并以此提高了熔接质量。上压板705和压线夹具702相磁接后，凸条707可以将原料线材抵止在走线槽704内，实现对原料线材的限位；然后通过v型槽对原料线材起到导向作用，避免原料线材在推送过程中发生偏离，从而导致两组原料线材端面无法贴合；同时也解决了人工放置原料线材而导致端面结合处的偏差，以此提升了熔接效果。通过冷凝板802产生冷气，并利用引风扇803将冷气通过输送管804将冷气输送到防漏罩805内，再通过透气孔404使冷气飘至第一壳体1上方，并与熔接完毕的原料线材接触，以达到对原料线材快速冷却的作用；于此同时通过吹风机13从顶部将飘散至原料线材上方的冷气重新吹到下方的原料线材上，使冷气可以与原料线材二次接触，进一步提高了冷却速度。使得熔接完毕的原料线材可以快速投入使用，以此提高了工作效率。
63.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。