一種熔融沉積成型3D印表機的機械組件的製作方法

2023-04-26 09:48:32 1

本實用新型涉及3D列印技術領域，特別涉及一種熔融沉積成型3D印表機的機械組件。

背景技術：

3D列印技術，屬於快速成形技術的一種，它是以數字模型文件為基礎，運用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過列印一層層的粘合材料來製造三維物體的技術。3D印表機是利用3D列印技術來列印三維物體的設備，目前，市面上銷量最多且應用最廣的是熔融沉積成型3D印表機。熔融沉積成型3D印表機的基本工作原理是把數據和原料放進3D印表機中，機器通過加熱把原料融化，並按照程序把產品一層層地列印出來。熔融沉積成型3D印表機在列印前需要將列印平臺加熱到一定溫度才能開始列印，列印成型後的物體必須要等成型腔自然冷卻後才能取出。列印產品的成型精度除了受傳動精度的影響外，受材料冷卻變形的影響也較大。而現有的熔融沉積成型3D印表機大多採用單一功能的機械組件，如專利申請號為2014205645075的《一種小型3D印表機》，其將3D印表機的機架設置成一體化的井字形結構，降低了工作平臺的振動，但其單一功能的工作平臺和列印頭組件沒有有效的冷卻裝置，從而會降低列印產品的成型精度。

技術實現要素：

本實用新型要解決的問題是針對上述現有技術的問題，提供一種熔融沉積成型3D印表機的機械組件，其結構簡單緊湊、可簡化操作、大大提高了列印效率，還通過自帶的壓力傳感器進行自動調平，避免轉動後的工作平臺不平導致的列印失敗或低質量。

本實用新型採用的技術方案為：一種熔融沉積成型3D印表機的機械組件，其特徵在於，包括列印頭組件和設置於列印頭組件下方的工作平臺，所述工作平臺為圓形，沿圓周方向上設有若干獨立塊和隔溫板，所述隔溫板設於相鄰獨立塊之間，所述獨立塊內部設有冷卻組件和加熱組件；所述列印頭組件包括加熱機構、與該加熱機構連接的散熱機構，加熱機構包括加熱塊和噴嘴部，所述加熱塊設於噴嘴部下方，所述散熱機構包括散熱管，散 熱液體和若干散熱翅片，散熱管設於加熱塊上方，散熱翅片設於散熱管的側面；所述工作平臺連接有旋轉驅動裝置。

所述加熱塊和噴嘴部之間設有壓力傳感器。

所述冷卻組件包括冷卻通道、進口和出口，所述進口設於獨立塊的側面，出口設於獨立塊底部，進口和出口通過冷卻通道連通；所述加熱組件包括加熱電阻絲，該加熱電阻絲沿冷卻通道均勻布置。

所述進口處設有吹風機，所述出口處設有排風機。

所述冷卻通道為螺旋形或S形。

所述冷卻組件和加熱組件上均設有溫度傳感器。

所述獨立塊數量為3個。

所述散熱管為筒狀雙層中空結構，其上還設有溫度傳感器，所述散熱翅片為中空結構，且與散熱管連通。

本實用新型的有益效果為：1、列印頭組件在列印用獨立塊上進行列印，鄰另兩塊獨立塊分別作為冷卻區和預熱區，也在進行冷卻和預加熱的工作，如此循環工作，節省了預熱和冷卻的時間，提高了列印設備的工作效率，節約了資源；

2、三個獨立塊均可進行快速冷卻與加熱，不僅有效的提高其使用效率，且節約工作間隔時間，提高工作效率。冷卻介質為冷空氣，可重複循環使用，節能減排；

3、工作平臺轉動時容易導致平臺走位，需要經常性的調平，比較繁瑣；而且手動調節的平臺不能實現無人化操作，既繁瑣又不安全。本裝置利用壓力傳感器可以達到自動化調節的目的，節省時間，且安全，操作簡便。

附圖說明

圖1為本實用新型中工作平臺的結構示意圖；

圖2為本實用新型中列印頭組件的結構示意圖；

圖示說明：1-獨立塊，2-隔溫板，3-進口，4-冷卻通道，5-加熱塊，6-噴嘴部，7-壓力傳感器，8-散熱管，9-散熱液體，10-散熱翅片。

具體實施方式

下面結合附圖，對本實用新型作進一步地說明。

如圖1和圖2所示，一種熔融沉積成型3D印表機的機械組件，其特徵在於，包括列印頭組件和設置於列印頭組件下方的工作平臺，所述工作平臺為圓形，沿圓周方向上設有若干獨立塊(1)和隔溫板(2)，所述隔溫板(2)設於相鄰獨立塊(1)之間，隔溫板(2)可有效的防止獨立塊(1)之間溫度差的相互影響；所述獨立塊(1)內部設有冷卻組件和加熱組件；所述列印頭組件包括加熱機構、與該加熱機構連接的散熱機構，加熱機構包括加熱塊(5)和噴嘴部(6)，所述加熱塊(5)設於噴嘴部(6)下方，所述散熱機構包括散熱管(8)，散熱液體(9)和若干散熱翅片(10)，散熱管(8)設於加熱塊(5)上方，散熱翅片(10)設於散熱管(8)的側面；所述工作平臺連接有旋轉驅動裝置。

所述加熱塊(5)和噴嘴部(6)之間設有壓力傳感器(7)。

所述冷卻組件包括冷卻通道(4)、進口(3)和出口，所述進口(3)設於獨立塊(1)的側面，出口設於獨立塊(1)底部，進口(3)和出口通過冷卻通道(4)連通；所述加熱組件包括加熱電阻絲，該加熱電阻絲沿冷卻通道(4)均勻布置。

所述進口(3)處設有吹風機，所述出口處設有排風機。

所述冷卻通道(4)為螺旋形或S形。

所述冷卻組件和加熱組件上均設有溫度傳感器，用以監測獨立塊(1)的實時溫度情況。

所述獨立塊(1)數量為3個。

所述散熱管(8)為筒狀雙層中空結構，其上還設有溫度傳感器，用以監測散熱管(8)中散熱液體(9)的實時溫度情況。所述散熱翅片(10)為中空結構，且與散熱管(8)連通，進一步增加散熱液體(9)的流經路徑長度，提高散熱效率。

工作原理：將對應列印頭組件的獨立塊(1)設為列印區，相鄰另兩塊獨立塊(1)分別作為冷卻區和預熱區，通過轉動工作平臺把已預熱好的獨立塊(1)送至列印區進行列印，與此同時開始加熱下一獨立塊(1)；獨立塊(1)當需要冷卻時，氣體可以順利通過 冷卻道進行冷卻，當需要預熱時，電阻絲快速加熱進行預熱，縮短工作間隙，提高工作效率。為了保證列印質量，每次轉動列印頭組件後需要進行調平，當兩者碰觸時，獨立塊(1)平臺對列印頭施加壓力傳導到壓力傳感器(7)，壓力傳感器(7)輸出信號發生變化被相連電路及處理器識別，立即停止相對運動，確定該時刻位置為起始位置。這時候列印頭開始列印，第一層可以剛好結合到平臺面。當列印成型完成，將帶有成型的獨立塊(1)經轉動工作平臺移至冷卻區並通過吹風機及排風機組合進行冷卻，同時已預熱的下一獨立塊(1)已經送至列印區進行新工件的列印，待第一次列印成型工件冷卻完成後，可輕鬆取下成型工件。而列印獨立塊(1)和冷卻獨立塊(1)分別旋轉至冷卻區和預熱區，進行下一輪的列印。

以上所述僅表達了本實用新型的優選實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形、改進及替代，這些都屬於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。