用於多功能可擴展FDM‑3D印表機外接混合器的選擇閥的製作方法

2023-08-22 18:05:16 1

本發明屬於FDM-3D印表機技術領域，尤其是涉及一種用於多功能可擴展FDM-3D印表機外接混合器的選擇閥。

背景技術：

目前3D列印正在如火如荼的展開，其發展呈現出結構和材料多樣化的特點。目前經常採用整體改進的方式對3D印表機整體進行升級從而實現列印材料多樣化。這使得3D印表機模塊化發展受阻，不利於其向著模塊化方向實現。同時3D列印製造技術屬於新型製造和生產技術，越來越技術會嘗試著添加到3D列印過程當中，這就進一步要求3D列印的模塊化發展。

目前FDM-3D印表機佔據桌面機的市場主流。其結構簡單，加工成本低，所以很受市場歡迎。針對多彩列印多採用多噴頭工藝，同時也同採用多進一出工藝。但是都是在印表機整體上改進。並且常常伴有刮蹭，不可擴展性。上述改進同時會帶來3D印表機上不設備整體結構更為複雜，不利於進一步開發設計。

對於FDM-3D印表機中的選擇出料裝置，大多會選用電磁閥來控制將哪種有色材料選通，這樣往往會使整體印表機佔用空間較大。本案提出一種新型的選擇閥裝置，能夠使整體印表機結構節約空間，在完成現有設備升級的同時其兼具可擴展性，且對於顏色材料的選通和截止有更加便捷的形式。

技術實現要素：

有鑑於此，設計一種用於多功能可擴展FDM-3D印表機外接混合器的選擇閥，以解決上述問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種用於多功能可擴展FDM-3D印表機外接混合器的選擇閥，包括至少兩個閥塊組，升降機構設置的數量與閥塊組相同，每個閥塊組由一個升降機構連接並控制，閥塊組之間緊密貼合併隨著升降裝置而產生相對滑動，閥塊組之間配合連通形成流道，並設有進料口、截止出料口和選通出料口，每個閥塊組上設有一個進料口；截止出料口和選通出料口設於同一個閥塊組上，通過升降裝置調節使暫時不需要混合的材料通過流道流入到截止出料口停止進給，需要混合的材料流入選通出料口中。

進一步，所述閥塊組包括左閥塊組、中閥塊組和右閥塊組，中閥塊組設於左閥塊組和右閥塊組之間，截止出料口和選通出料口設於中閥塊組上，截止出料口和選通出料口設於中閥塊組的同一側。

進一步，所述右閥塊組包括豎直方向依次拼接的A閥塊、B閥塊、C閥塊和D閥塊，推桿固定連接於A閥塊下端，B閥塊和C閥塊之間形成流道，左閥塊組和右閥塊組的結構相同；

中閥塊組包括豎直方向依次拼接的E閥塊、F閥塊、G閥塊和H閥塊，推桿固定連接於E閥塊下端，F閥塊和G閥塊之間形成流道，截止出料口設於G閥塊和H閥塊之間，選通出料口設於F閥塊和G閥塊之間；

左閥塊組的出口和右閥塊組的出口可選擇連通於截止出料口或選通出料口。

進一步，所述左閥塊組的推桿和右閥塊組的推桿均為單圓柱杆，中閥塊組的推桿設有三個，且呈三角形排列，推桿上均設有銷孔，推桿與連接塊之間通過銷固定連接。

進一步，所述閥塊組內設有加熱器口和溫度傳感器口。

進一步，所述左閥塊組和右閥塊組中，溫度傳感器口分布於A閥塊、B閥塊和D閥塊；所述中閥塊組中，溫度傳感器口分布於E閥塊、F閥塊和H閥塊中。

進一步，所述左閥塊組和右閥塊組中，加熱器口分布於A閥塊、B閥塊和D閥塊；所述中閥塊組中，溫度傳感器口分布於E閥塊、F閥塊和H閥塊中。

進一步，每個閥塊組內的各閥塊之間通過鍵鎖緊，並通過定位銷定位。

相對於現有技術，本發明所述的多功能可擴展FDM-3D印表機外接混合器具有以下優勢：將本選擇閥機構應用於FDM-3D印表機外接混合器中，可使實現印表機多彩多材列印，該設計結構不僅節約了印表機的空間，在完成現有設備升級的同時其兼具可擴展性。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明的立體示意圖；

圖2為圖1的後視立體圖；

圖3為圖1的主視圖；

圖4為圖2的主視圖；

圖5為圖3的俯視圖；

圖6為圖4的仰視圖；

圖7為右閥塊組的結構示意圖；

圖8為圖7的組裝圖；

圖9為圖7的左視立體圖；

圖10為圖9的組裝圖；

圖11為中閥塊組的結構示意圖；

圖12為圖11的組裝圖；

圖13為圖11的右視立體圖；

圖14為圖13的組裝圖；

附圖標記說明：

1-左閥塊組；2-中閥塊組；201-E閥塊；202-F閥塊；203-G閥塊；204-H閥塊；3-右閥塊組；301-A閥塊；302-B閥塊；303-C閥塊；304-D閥塊；4-進料口；5-推桿；6-溫度傳感器口；7-加熱器口；8-選通出料口；9-截止出料口；10-出口；11-定位銷；12-銷孔。

具體實施方式

需要說明的是，在不衝突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。

如圖1～14所示，一種用於多功能可擴展FDM-3D印表機外接混合器的選擇閥，包括至少兩個閥塊組，升降機構設置的數量與閥塊組相同，每個閥塊組由一個升降機構連接並控制，閥塊組之間緊密貼合併隨著升降裝置而產生相對滑動，閥塊組之間配合連通形成流道，並設有進料口4、截止出料口9和選通出料口8，每個閥塊組上設有一個進料口4；截止出料口9和選通出料口8設於同一個閥塊組上，通過升降裝置調節使暫時不需要混合的材料通過流道流入到截止出料口9停止進給，需要混合的材料流入選通出料口8中。

所述閥塊組包括左閥塊組1、中閥塊組2和右閥塊組3，中閥塊組2設於左閥塊組1和右閥塊組3之間，截止出料口9和選通出料口8設於中閥塊組2上，截止出料口9和選通出料口8設於中閥塊組2的同一側。

所述右閥塊組3包括豎直方向依次拼接的A閥塊301、B閥塊302、C閥塊303和D閥塊304，推桿5固定連接於A閥塊301下端，B閥塊302和C閥塊303之間形成流道，左閥塊組1和右閥塊組3的結構相同；

中閥塊組2包括豎直方向依次拼接的E閥塊201、F閥塊202、G閥塊203和H閥塊204，推桿5固定連接於E閥塊201下端，F閥塊202和G閥塊203之間形成流道，截止出料口9設於G閥塊203和H閥塊204之間，選通出料口8設於F閥塊202和G閥塊203之間；

左閥塊組1的出口和右閥塊組3的出口可選擇連通於截止出料口9或選通出料口8。

所述左閥塊組1的推桿5和右閥塊組3的推桿5均為單圓柱杆，中閥塊組2的推桿5設有三個，且呈三角形排列，推桿5上均設有用於連接升降裝置的銷孔12。

所述閥塊組內設有加熱器口7和溫度傳感器口6。

所述左閥塊組1和右閥塊組3中，溫度傳感器口6分布於A閥塊301、B閥塊302和D閥塊304；所述中閥塊組2中，溫度傳感器口6分布於E閥塊201、F閥塊202和H閥塊204中。

所述左閥塊組1和右閥塊組3中，加熱器口7分布於A閥塊301、B閥塊302和D閥塊304；所述中閥塊組2中，溫度傳感器口6分布於E閥塊201、F閥塊202和H閥塊204中。

每個閥塊組內的各閥塊之間通過鍵鎖緊，並通過定位銷11定位。

加熱器口7用於放置加熱器，溫度傳感器口6用於放置溫度傳感器，分別用來加熱和測量所在閥塊的溫度。

使用時，升降機構帶動閥塊組在豎直方向移動，通過閥塊組之間的相對位移來調節有色材料流向截止出料口9或選通出料口8。通過控制選擇閥來調節不同有色材料的進給量。

本裝置採用研合工藝加工選擇閥。本裝置使用時安裝於多功能可擴展FDM-3D印表機外接混合器的熔混裝置中。使用過程為：在熔混裝置中，材料經由進給裝置進入到熔混裝置中的選擇閥中加熱到指定溫度。通過升降裝置調節使暫時不需要混合的有色材料流入到截止出料口9停止進給，需要混合的有色材料流入選通出料口8並進給到超聲波混合模塊中。超聲波混合模塊保持適當的溫度和超聲功率，從而材料混合均勻。

應用實施例1：

PLA材料混色時，加熱融室中心溫度控制在190-200℃，3個進料閥門打開，進出料口溫度小於50℃。其中紅色、藍色送絲速度分別為20mm/s。其餘顏色絲材停止送絲。最終形成混色紫色，出絲速率40mm/s。

應用實施例2：

ABS材料混色時，加熱融室中心溫度控制在220-230℃，3個進料閥門打開，進出料口溫度60-50℃。其中紅色送絲速度20mm/s、黃色送絲速度10mm/s。其餘顏色絲材停止送絲。最終形成混色紅橙色，出絲速率30mm/s。

應用實施例3：

巧克力材料混色時，加熱融室中心溫度控制在35-39℃，進出料口溫度30-35℃。2個進料閥門打開，中黑巧克力進給速度0.05ml/s、白巧克力進給速度為0.05mm/s，持續時間1min。然後關閉黑巧克力閥門，停止黑巧克力進給、白巧克力進給速度為0.1mm/s，持續時間為1min。然後關閉白巧克力閥門，停止白巧克力進給、黑巧克力進給速度為0.1mm/s，持續時間為1min。之後恢復到2個進料閥門打開的初始狀態和材料進給量進給時間一次重複。最終形成灰黑白有規律變化的顏色。

另外，本案中的選擇閥不僅限於多功能可擴展FDM-3D印表機外接混合器中的使用，還可用於其他領域作為一種閥門使用。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。