一种基于高分子材料3D打印的设备的制作方法

本发明涉及3d打印设备，特别涉及一种基于高分子材料3d打印的设备。

背景技术：

1、3d打印技术又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或高分子塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，3d打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的，常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。

2、如中国专利文献公开号为cn113400438b：本发明提供了一种3d打印设备,包括顺次连接的储料装置、输送装置和挤出装置；储料装置包括储料桶、升降机构﹑挤压结构和调节机构；储料桶顶部形成进口,底部形成出口,出口对接于输送装置；升降机构具有能从进口出入储料桶的升降端；挤压结构设于升降端,挤压结构的边缘与储料桶的内壁滑动贴合,以在挤压结构和储料桶之间形成挤压空间,挤压空间位于挤压结构的下方,挤压结构上开设有与挤压空间连通的第一气孔；调节机构设于挤压结构,调节机构具有使第一气孔密闭的第一状态,以及使第一气孔敞开的第二状态，本发明提供的3d打印设备,能够保证打印过程中连续供料,避免打印中断,也不会导致原料反流；

3、又如中国专利文献公布号为cn115534309a：本发明涉及3d打印设备技术领域,公开了一种高分子材料骨骼3d打印设备,包括支撑框架、升降式打印平台和x、y轴向移动机构以及打印机构、z轴向移动机构和存纳机构,z轴向移动机构的一端连接有更换机构,z轴向移动机构用于驱使更换机构沿着z轴进行指定距离的移动,且存纳机构内设有清理机构；可自动化的将打印组件上的喷嘴拆下并安装至存纳机构中,然后将存纳机构中的新的喷嘴安装至打印组件上,同时可以对更换下来的喷嘴进行自动化清理过程,减少了更换喷嘴或清理喷嘴时所消耗的时间,且不会占用打印组件,大大提高了打印效率以及设备安全性。

4、现有技术中的打印设备，利用加热结果对塑料高分子材料进行加热熔化，并利用打印喷嘴将热熔材料挤出，因此，打印喷嘴在逐层打印的过程中，会出现一定的磨损，进而造成打印喷嘴变短，因此，在不及时的对初始打印位置进行校对，则会造成打印的过程中，打印制品出现尺寸偏差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于高分子材料3d打印的设备，以解决上述背景技术中提出打印喷嘴的磨损，进而造成打印喷嘴变短，因此，在不及时的对初始打印位置进行校对，则会造成打印的过程中，打印制品出现尺寸偏差的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于高分子材料3d打印的设备，包括3d打印机外框架、xyz轴向移动机构、打印耗材热熔器以及耗材喷嘴，所述3d打印机外框架的内部安装有xyz轴向移动机构，所述xyz轴向移动机构的上端安装有打印耗材热熔器，且打印耗材热熔器的底端设置有耗材喷嘴；

3、还包括高分子打印耗材线经匹配机构、打印耗材消耗计量机构、喷嘴磨损程度计量机构以及喷嘴尖端感知机构，所述喷嘴磨损程度计量机构设置于所述打印耗材热熔器的一侧下方，所述喷嘴尖端感知机构设置于所述喷嘴磨损程度计量机构的底端，所述高分子打印耗材线经匹配机构设置于所述3d打印机外框架的一侧上边缘处，所述打印耗材消耗计量机构设置于所述高分子打印耗材线经匹配机构的一侧；

4、所述喷嘴磨损程度计量机构包括固定架板、计量移动架、微型电机、测距器，所述固定架板安装于所述打印耗材热熔器的一侧下端，所述计量移动架设置于所述固定架板的内侧处，所述微型电机安装于所述固定架板的一侧中部，所述测距器安装于所述计量移动架的下方一侧。

5、在一种可能的实现方式中，所述喷嘴磨损程度计量机构还包括转动轮、矩形孔、线齿以及外齿，所述计量移动架的一侧开设有矩形孔，所述矩形孔的内部两侧均设置有线齿，所述微型电机的输出端安装有转动轮，且转动轮的外壁一侧设置有外齿；

6、在一种可能的实现方式中，所述固定架板为凵形，所述计量移动架与固定架板相适配，所述计量移动架与固定架板滑动连接，所述外齿与线齿啮合连接；

7、通过上述技术方案：由上述外齿与线齿的配合，即可保障计量移动架可以在固定架板内侧稳定的滑动，来保障测量的精准性。

8、在一种可能的实现方式中，所述喷嘴尖端感知机构包括延长杆、隐藏盒体、电动推杆、固定座、喷嘴尖端顶料针以及触碰压力传感器，所述延长杆安装于所述计量移动架的底端，所述隐藏盒体安装于所述延长杆的一端，所述隐藏盒体的内部一侧安装有电动推杆，且电动推杆的伸缩端安装有固定座，所述固定座的顶端外侧安装有触碰压力传感器，所述固定座的顶端内侧可拆卸连接有喷嘴尖端顶料针；

9、在一种可能的实现方式中，所述喷嘴尖端顶料针的底端与固定座螺纹连接，所述固定座和喷嘴尖端顶料针的组合高度小于隐藏盒体的内部高度；

10、通过上述技术方案：利用喷嘴尖端顶料针与固定座采用螺纹连接的方式，可以在实际使用过程中，更换满足需要喷嘴尖端顶料针。

11、在一种可能的实现方式中，所述高分子打印耗材线经匹配机构包括打印耗材导向座、调节把手、转杆、滑动槽、发条弹簧、滑动杆、母过线辊以及子过线辊，所述打印耗材导向座安装于所述3d打印机外框架的一侧上边缘处，所述打印耗材导向座的两侧一端均固定安装有转杆，两个所述转杆的一端共同转动安装有调节把手，所述转杆的外壁套设有发条弹簧，所述调节把手的内侧下端固定有滑动杆，且滑动杆的外壁中部转动安装有子过线辊，所述打印耗材导向座的内侧上方设置有母过线辊，所述打印耗材导向座的两侧下方均开设有滑动槽；

12、在一种可能的实现方式中，所述滑动槽为弧形，所述滑动槽的圆心与转杆转动轴心重合，所述发条弹簧的两端分别与转杆和调节把手固定连接在一起，所述滑动杆与滑动槽相适配，所述子过线辊与母过线辊相适配；

13、通过上述技术方案：利用发条弹簧的回弹力，即可为子过线辊和母过线辊之间提供一个适当的贴合力，以确保母过线辊在送料过程中可以同步转动。

14、在一种可能的实现方式中，所述打印耗材消耗计量机构包括同步转辊、导电柱、导电引脚、导电线以及电流计量器，所述同步转辊设置于所述打印耗材导向座的一侧上方，所述同步转辊的外壁上方插设有导电柱，所述打印耗材导向座的一侧靠近同步转辊处对称设置有导电引脚，且导电引脚的一端连接有导电线，两个所述导电线的一端共同连接有电流计量器；

15、在一种可能的实现方式中，所述母过线辊与同步转辊位置对应，所述母过线辊的一端与同步转辊固定连接，所述导电柱为石墨烯材料，所述导电引脚为铜制材料；

16、通过上述技术方案：通过导电柱与两个导电引脚接触，来产生一次闭合回路的电流信号，实现对打印材料的消耗计量。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、1、本发明在完成一次打印工作后，控制微型电机工作，并借助外齿与线齿的配合，来保障计量移动架稳定的滑动，当计量移动架下降至低点后，利用电动推杆将喷嘴尖端顶料针推至与耗材喷嘴对应处，并通过控制计量移动架上移，当触碰压力传感器与耗材喷嘴接触产生压力信号后，并通过测距器进行测距记录，并通过每次的检测，实现对耗材喷嘴测量，并进行调整初始打印位置，即可避免由于耗材喷嘴的磨损，导致后续打印出现偏差。

19、2、本发明在进行磨损度检测的同时，利用喷嘴尖端顶料针插入耗材喷嘴处的出料孔内，并将耗材喷嘴出料孔处的余料进行处理，并将余料顶至上方可加热处，以便于在进行下一次打印前，无需对该处的材料进行清除，同时，可以根据具体的打印需要，采用对应型号耗材喷嘴和喷嘴尖端顶料针进行配合使用。

20、3、本发明通过设置调节把手、转杆、发条弹簧、滑动杆以及子过线辊，由于不同的打印需要，使用的打印材料的线径也不同，通过推动调节把手，来改变子过线辊和母过线辊之间的间距，即可将打印材料穿过，并借助发条弹簧的弹力，使得子过线辊和母过线辊可以给打印材料提供一个贴合压力，已实现对不同线径打印材料的限位。

21、4、本发明利用母过线辊的转动，来帮助同步转辊同步转动，同时，在转动的过程中，利用导电柱与两个导电引脚贴合，即可实现电路的闭合，形成闭合回路，通过记录电流计量器处产生电流信号的次数，已实现更加精准对打印材料用量进行计量，从而可以更加准确的计算打印成本。