一种带有切刀组件的打印装置的制作方法

1.本技术涉及3d打印领域，特别涉及一种带有切刀组件的打印装置。


背景技术：

2.在3d打印中，连续碳纤维3d打印是使用纤维丝与热塑性基质材料加热混合后形成携带纤维丝的复合材料喷出进行打印，由于携带纤维丝的复合材料具有极高的拉伸强度，因此广受人们的青睐，但在打印过程中，常需要进行跳点打印，若在跳点过程中纤维丝不断，容易受此影响打印出与所需零件不符合的零件，影响打印质量。
3.现有的打印机通过在外部加设切刀组件或在喷料组件内部加设切刀组件来解决跳点过程中纤维丝不断的问题，前者喷料组件需抬起一段距离，以在喷料组件的喷口与零件之间所形成的纤维丝供切刀组件进入进行切割，但由于需要给切刀组件避位，喷料组件需抬起与切刀组件相适应的高度，导致切割后在喷料组件的喷口处留有一段纤维丝，后者在喷料组件内部进行切割后，喷料组件内部切刀处到喷口处之间空缺了一段纤维丝，影响跳点后二次打印的精度，因此跳点后的二次打印需将这段纤维丝收回或伸出至喷口处，由于纤维丝的收回或伸出需要配合其他部件一起完成，且尺寸不好把握，导致控制精度不高，且上述两种方式均在零件残留有一段纤维丝，影响零件的质量。


技术实现要素：

4.本技术提供一种带有切刀组件的打印装置，通过实现喷料组件和切刀组件一体化，降低了喷料机构抬起的高度，避免了出现切割后有纤维丝残留。
5.本技术公开了一种带有切刀组件的打印装置，包括移送机构和喷料机构；
6.所述移送机构的自由端与所述喷料机构相连，以驱动所述喷料机构在所述移送机构的移送范围内移动打印；
7.所述喷料机构包括支撑架、设于所述支撑架上的切刀组件和喷料组件。
8.所述喷料组件用于喷出携带纤维丝的复合材料进行打印；
9.所述切刀组件包括切刀和切刀驱动件，所述切刀驱动件与所述切刀驱动连接，以驱动所述切刀转动切割；
10.其中，所述切刀组件需进行切割时，所述移送机构驱动所述喷料机构抬升，所述切刀驱动件驱动所述切刀转动至所述喷料组件的喷口处下方，并贴近所述喷口对所述纤维丝进行切割。
11.在一实施例中，所述切刀组件还包括连接杆，所述切刀的一端与所述连接杆的一端连接；
12.所述切刀驱动件与所述连接杆的另一端驱动连接，以使所述切刀沿着所述连接杆的轴线进行转动切割。
13.在一实施例中，所述连接杆为丝杆，所述切刀驱动件包括电机、与所述电机的驱动端连接的主动轮以及与所述主动轮啮合的从动轮；
14.所述连接杆设于所述从动轮的中轴处并与所述从动轮丝杆连接；
15.所述切刀组件需进行切割时，所述切刀驱动件驱动所述切刀转动下移，并转动至所述喷料组件的喷口下方切割所述纤维丝；在完成对纤维丝的切割后，所述切刀驱动件驱动所述切刀转动上升，并转动至所述喷料组件的一侧进行避位。
16.在一实施例中，所述切刀包括第一连接部、第二连接部和刀刃部；
17.所述刀刃部连接于所述第一连接部和所述第二连接部之间；
18.所述第一连接部的一端与所述喷料组件之间转动连接；
19.所述第二连接部的一端与所述切刀驱动件驱动连接，所述切刀受所述切刀驱动件的驱动绕所述喷料组件的喷口外侧转动。
20.在一实施例中，所述刀刃部在朝转动方向的两侧均开设有刀刃。
21.在一实施例中，所述切刀的刀刃为三角结构，并使所述刀刃的尖锋线处于所述切刀靠近所述喷料组件的一面。
22.在一实施例中，所述喷料组件包括喷嘴和设有第一入料口、第二入料口和出料口的加热单元；
23.所述喷口开设于所述喷嘴的一端，所述喷嘴的另一端通过所述出料口连于所述加热单元；
24.其中，纤维丝和热塑性基质材料分别从所述第一入料口和所述第二入料口进入至所述加热单元，所述加热单元将纤维丝和热塑性基质材料进行加热混合后形成携带纤维丝的复合材料，经所述出料口并从所述喷口喷出。
25.在一实施例中，所述喷料组件还包括散热单元；
26.所述散热单元通过所述第二入料口连于所述加热单元，以对所述加热单元通过所述第二入料口传导至热塑性基质材料的热量进行散热。
27.在一实施例中，所述喷料机构还包括上料组件；
28.所述上料组件包括第一滚轴、第二滚轴、第一上料驱动件和第二上料驱动件；
29.所述第一上料驱动件的驱动端连于所述第一滚轴的纤维丝，并将纤维丝通过所述第一入料口传送至所述加热块；
30.所述第二上料驱动件的驱动端连于所述热塑性基质材料的纤维丝，并将热塑性基质材料通过所述第二入料口传送至所述加热块。
31.在一实施例中，所述第一上料驱动件和所述第二上料驱动件分别通过导向管与所述第一入料口和所述第二入料口连接。
32.由上可知，本技术的一种带有切刀组件的打印装置中，通过实现喷料组件和切刀组件一体化，并使切刀驱动件驱动切刀转动切割，从而只需让喷料机构抬起与切刀厚度相适应的高度形成切刀避位空间供切刀转动切割纤维丝，且残留于零件的纤维丝在切刀转动的过程中被碾压至零件表面，保证了零件的质量，由于喷料组件抬起高度与切刀厚度相适应，且切刀切割时贴近喷口，残留于喷料组件的喷口的纤维丝较短，跳点后二次打印经喷口碾压于零件表面，不会影响二次打印。
附图说明
33.图1为本技术实施例提供的喷料机构的结构示意图；
34.图2为本技术实施例提供的喷料机构的另一结构示意图；
35.图3为本技术实施例提供的切刀的结构示意图；
36.图4为本技术实施例提供的上料组件的结构示意图。
具体实施方式
37.下面结合附图对本技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围作出更为清楚的界定。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
38.参照图1，图1示出了本技术实施例提供的喷料机构的结构。
39.本技术公开了一种带有切刀组件的打印装置，包括移送机构和喷料机构；移送机构的自由端与喷料机构相连，以驱动喷料机构在移送机构的移送范围内移动打印；喷料机构包括支撑架1、设于支撑架1上的切刀组件2和喷料组件3。喷料组件3用于喷出携带纤维丝的复合材料进行打印；切刀组件2包括切刀21和切刀驱动件22，切刀驱动件22与切刀21驱动连接，以驱动切刀21转动切割；其中，切刀组件2需进行切割时，移送机构驱动喷料机构抬升，切刀驱动件22驱动切刀21转动至喷料组件3的喷口处下方，并贴近喷口对纤维丝进行切割。
40.具体的，移送机构可以为三轴驱动件或多轴驱动件，其自由端与喷料机构相连，以驱动喷料机构在移送机构的移送范围内移动打印。切刀组件2和喷料组件3通过设于同一支撑架1上实现一体成型，切刀驱动件22的驱动端与切刀21连接，使切刀驱动件22能够驱动切刀21转动切割。当需要进行跳点打印时，首先移送机构驱动喷料机构抬升，此时喷料组件3的喷口与零件之间形成一段距离并露出了一段携带纤维丝的复合材料，由于抬升拉紧作用，此时纤维丝处于绷紧状态，紧接着切刀驱动件22驱动切刀21转动至喷料组件3的喷口下方，并贴近喷口对纤维丝进行切割，同时，切刀21可以与喷口平面平行，使移送机构驱动喷料机构抬起的高度与切刀21厚度相适应，从而使切割后残留于零件的纤维丝和残留于喷料组件3的喷口的纤维丝均相对较短，切割后，残留于零件的纤维丝在切刀21转动的过程中被碾压至零件表面，随后移送机构驱动喷料机构移动至零件的跳点位置，此时喷料组件3的喷口抵触到零件的跳点位置，由于残留于喷料组件3的喷口的纤维丝较短，被喷口碾压于零件表面。
41.在一实施例中，切刀组件2还包括连接杆23，切刀21的一端与连接杆23的一端连接；切刀驱动件22与连接杆23的另一端驱动连接，以使切刀21沿着连接杆23的轴线进行转动切割。切刀驱动件22的驱动端与切刀21通过连接杆23实现间接连接，从而使切刀21的刀刃能够沿着连接杆23的轴线转动，实现转动切割。
42.在一实施例中，连接杆23为丝杆，切刀驱动件22包括电机221、与电机221的驱动端连接的主动轮222以及与主动轮222啮合的从动轮223；连接杆23设于从动轮223的中轴处并与从动轮223丝杆连接；切刀组件2需进行切割时，切刀驱动件22驱动切刀21转动下移，并转
动至喷料组件3的喷口下方切割纤维丝；在完成对纤维丝的切割后，切刀驱动件22驱动切刀21转动上升，并转动至喷料组件3的一侧进行避位。
43.具体的，连接杆23为丝杆，该丝杆可以为大导程丝杆，主动轮222和从动轮223为齿轮，两者相互啮合。当切刀组件2需要进行切割时，在丝杆作用下，切刀驱动件22驱动切刀21转动下移，并转动至喷料组件3的喷口下方切割纤维丝，切刀21从起始位置转动到喷口下方丝杆转动半圈，在完成对纤维丝的切割后，切刀驱动件22驱动切刀21转动上升，切刀21从喷口下方返回到起始位置对喷料组件3的喷口进行避位，即在喷料组件3的一侧且高于喷料组件3的喷口位置进行避位，避免影响到打印。
44.参照图2和图3，图2示出了本技术实施例提供的喷料机构的另一结构，图3示出了本技术实施例提供的切刀的结构。
45.在另一实施例中，切刀21包括第一连接部211、第二连接部212和刀刃部213；刀刃部213连接于第一连接部211和第二连接部212之间；第一连接部211的一端与喷料组件3之间转动连接；第二连接部212的一端与切刀驱动件22驱动连接，切刀21受切刀驱动件22的驱动绕喷料组件3的喷口外侧转动。
46.具体的，第一连接部211和第二连接部212折弯后和刀刃部213的两侧连接形成与u型结构相似的结构，且刀刃部213在切割时平行于喷口平面，第一连接部211的一端与喷料组件3之间转动连接，第二连接部212的一端与切刀驱动件22驱动连接，且第一连接部211与喷料组件3的连接处与第二连接部212与切刀驱动件22的连接处处于高一高度，切刀21受切刀驱动件22的驱动绕喷料组件3的喷口外侧转动，实现转动切割，并可以在喷料组件3的两侧进行避位。
47.在另一实施例中，刀刃部213在朝转动方向的两侧均开设有刀刃。
48.具体的，通过在刀刃部213的两侧设置刀刃，使切刀21可以朝转动方向的正反两个方向进行切割，当切刀组件2需要进行切割时，切刀21在切刀驱动件22的驱动下从喷料组件3的一侧转动至喷料组件3的喷口下方进行切割，并顺着同一转动方向转动至喷料组件3的另一侧进行避位，当切刀组件2需要进行下一次切割时，同理，切刀21可以从另一转动方向完成切割和避位，避免完成一次切割和避位需要正反两次转动。
49.在一实施例中，切刀21的刀刃为三角结构，并使刀刃的尖锋线处于切刀21靠近喷料组件3的一面。在完成对纤维丝的切割后，该刀刃的三角结构具有导向碾压作用，能够使残留于零件的纤维丝在切刀21转动的过程中被碾压至零件表面。
50.在一实施例中，喷料组件3包括喷嘴31和设有第一入料口、第二入料口和出料口的加热单元32；喷口开设于喷嘴31的一端，喷嘴31的另一端通过出料口连于加热单元32；其中，纤维丝和热塑性基质材料分别从第一入料口和第二入料口进入至加热单元32，加热单元32将纤维丝和热塑性基质材料进行加热混合后形成携带纤维丝的复合材料，经出料口并从喷口喷出。
51.具体的，加热单元32内设有通道连接第一入料口、第二入料口和出料口，使纤维丝和热塑性基质材料分别从第一入料口和第二入料口进入，并经加热单元32加热混合后形成携带纤维丝的复合材料从出料口送出，喷嘴31贯通设置，喷嘴31的一端为喷口，喷嘴31的另一端通过出料口与加热单元32连接，使出料口送出的携带纤维丝的复合材料流经喷嘴31并从喷口喷出。
52.在一实施例中，喷料组件3还包括散热单元33；散热单元33通过第二入料口连于加热单元32，以对加热单元32通过第二入料口传导至热塑性基质材料的热量进行散热。
53.具体的，散热单元33贯通设置形成两个开口，其中一个开口通过第二入料口与加热单元32连接，另一个开口供热塑性基质材料进入。由于在加热单元32加热过程中，其容易通过第二入料口将热量传导至热塑性基质材料，从而影响热塑性基质材料的状态，导致打印质量受到影响，经过散热单元33的散热，避免将热量传导至热塑性基质材料影响到热塑性基质材料的状态，从而避免打印质量受到影响。
54.参照图4，图4示出了本技术实施例提供的上料组件的结构。
55.在一实施例中，喷料机构还包括上料组件4；上料组件4包括第一滚轴41、第二滚轴42、第一上料驱动件43和第二上料驱动件44；第一上料驱动件43的驱动端连于第一滚轴41的纤维丝，并将纤维丝通过第一入料口传送至加热块；第二上料驱动件44的驱动端连于热塑性基质材料的纤维丝，并将热塑性基质材料通过第二入料口传送至加热单元32。
56.具体的，第一滚轴41和第二滚轴42转动设置，第一滚轴41用于卷绕存放纤维丝，第二滚轴42用于卷绕存放热塑性基质材料，第一上料驱动件43的驱动端与纤维丝缠绕连接，并在第一上料驱动件43的驱动下将纤维丝通过第一入料口送至加热单元32，第二上料驱动件44的驱动端与热塑性基质材料缠绕连接，并在第二上料驱动件44的驱动下将热塑性基质材料通过第二入料口送至加热单元32。
57.在一实施例中，第一上料驱动件43和第二上料驱动件44分别通过导向管45与第一入料口和第二入料口连接。通过设置导向管45，使纤维丝和热塑性基质材料能够准确地被分别送入第一入料口和第二入料口。
58.可以理解的，上述切刀驱动件22、第一上料驱动件43和第二上料驱动件44均可以根据实际情况采用本领域常见的电机、气缸等驱动件，因此，本技术实施例对具体采用的驱动件的类型不做限定。
59.由上可知，本技术的一种带有切刀组件的打印装置中，通过实现喷料组件3和切刀组件2一体化，并使切刀驱动件22驱动切刀21转动切割，从而只需让喷料机构抬起与切刀21厚度相适应的高度形成切刀避位空间供切刀21转动切割纤维丝，且残留于零件的纤维丝在切刀21转动的过程中被碾压至零件表面，保证了零件的质量，由于喷料组件3抬起高度与切刀21厚度相适应，且切刀21切割时贴近喷口，因此残留于喷料组件3的喷口的纤维丝较短，跳点后二次打印经喷口碾压于零件表面，不会影响二次打印。
60.上面结合附图对本技术的实施方式作了详细说明，但是本技术并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下作出各种变化。