熔融沉積式增材製造設備溫控加熱工作平臺的製作方法

2023-05-13 19:14:31

本實用新型涉及一種熔融沉積式增材製造設備溫控加熱工作平臺。

背景技術：

現有的熔融沉積式增材製造設備工作平臺大多使用亞克力板或在未經表面加工處理的鋁板上放置3至5毫米的玻璃板。亞克力工作平臺無平臺加熱功能，在生產較大成型尺寸的零部件時容易出現熱應力變形，所以設備製造零部件的材料很受限制；在未經表面加工處理的鋁板上放置3至5毫米的玻璃板的工作平臺，由於未經表面加工處理的鋁板平面度較差，固定於鋁板上的玻璃板也會相應發生形變，變形後的玻璃板平面與設備噴頭運動平面平行度產生偏差，使成型零件在工作平面的附著力降低，導致零件脫落或翹曲現象，此外為使工作平臺上的成型件消除熱應力變形，需對工作平臺進行溫控加熱，但玻璃是熱的不良導體，以玻璃作為工作平臺，該平臺具有較大的溫差，使附著於該平臺的成型零件有較大的熱應力形變，從而降低了成型零件的精度。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題在於提供一種熔融沉積式增材製造設備溫控加熱工作平臺，能夠保證工作平臺的平面度，提高成型零件的附著力、降低零件熱應力變形，以克服現有技術上的缺陷。

為了解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案：一種熔融沉積式增材製造設備溫控加熱工作平臺，包括從上到下依次疊放在一起的鋁合金工作面板、矽膠加熱板、保溫層和底板；所述鋁合金工作面板的底面四周向下設有多個穿過矽膠加熱板和保溫層的凸臺，所述凸臺上分別開有螺紋孔，所述鋁合金工作面板底面的邊緣向下延伸形成環形加強筋；所述底板上開有與所述凸臺位置和數量相對應的通孔，連接件穿過所述通孔與所述凸臺上的螺紋孔配合連接將鋁合金工作面板、矽膠加熱板、保溫層和底板連接在一起，所述底板的四周還開有與加工設備配合連接的調節孔。

優選地，所述矽膠加熱板從上到下依次是矽膠層、玻璃纖維布、加熱膜、玻璃纖維布和矽膠層。

優選地，所述保溫層為氣凝膠氈。

優選地，所述底板為不鏽鋼板。

優選地，所述鋁合金工作面板的厚度為3.5-4.5mm。

優選地，所述環形加強筋的高度為5.5-6.5mm。

優選地，所述鋁合金工作面板為7075鋁合金材料。

如上所述，本實用新型熔融沉積式增材製造設備溫控加熱工作平臺，具有以下有益效果：

本實用新型的工作面板邊緣設有加強筋，而且工作面板通過磨床精加工，保證了其平面度和強度，進而提升了工作面板的平面度，改善了因加熱不均勻發生的成型件附著力差、熱應力變形的現象。經過試驗驗證，使用本實用新型製造較大尺寸零部件的成品率達到95％以上，既提升了設備效率又節約了加工耗材。因為本實用新型的工作面板自身平面度高，因此能很好地與設備噴頭運動平面保持較高的平行度，為此節省了設備生產前70％的平臺校準時間，提高了工作效率。

附圖說明

圖1為本實用新型中鋁合金工作面板的示意圖。

圖2為圖1中A處放大圖。

圖3為本實用新型中矽膠加熱板的示意圖。

圖4為本實用新型中保溫層的示意圖。

圖5為本實用新型中底板的示意圖。

圖6為本實用新型的拆分圖。

圖7為本實用新型的剖視圖。

圖中：

1 鋁合金工作面板 11 凸臺

12 環形加強筋 2 矽膠加熱板

3 保溫層 4 底板

41 通孔 42 調節孔

具體實施方式

說明書附圖所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，並非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關係的改變或大小的調整，在不影響本實用新型所能產生的功效及所能達成的目的下，均應落在本實用新型所揭示的技術內容所能涵蓋的範圍內。同時，本說明書中所引用的如「上」、「下」、「前」、「後」、「中間」等用語，亦僅為便於敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的範圍，其相對關係的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本實用新型可實施的範疇。

如圖1-圖7所示，本實用新型一種熔融沉積式增材製造設備溫控加熱工作平臺，包括從上到下依次疊放在一起的鋁合金工作面板1、矽膠加熱板2、保溫層3和底板4。所述鋁合金工作面板1的底面四周向下設有多個穿過矽膠加熱板2和保溫層3的凸臺11，所述凸臺11上分別開有螺紋孔。所述鋁合金工作面板1底面的邊緣向下延伸形成環形加強筋12，通過環形加強筋12能夠保證鋁合金工作面板1的整體強度，進而保證其平面度，避免加工過程中以及工作過程中出現較大形變和加熱不均勻的問題。所述底板4上開有與所述凸臺11位置和數量相對應的通孔41，連接件穿過所述通孔41與所述凸臺11上的螺紋孔配合連接將鋁合金工作面板1、矽膠加熱板2、保溫層3和底板4連接在一起。參考圖1和圖5，本實施例中凸臺11和通孔41按照圖示的方式設置，以便於加工。參考圖5，所述底板4的四周還開有與加工設備配合連接的調節孔42，所述調節孔42與加工設備通過螺栓連接，通過螺栓來調節本實用新型整體的位置。

本實用新型中的矽膠加熱板2發散的熱量集中向上傳導至鋁合金工作面板1上，下邊通過保溫層3保溫，減少矽膠加熱板2向下發散損失熱量，因此本實用新型發熱更高效，溫控更精準。經過試驗驗證，使用本實用新型製造較大尺寸零部件的成品率達到95％以上，既提升了設備效率又節約了加工耗材。此外，本實用新型的自身平面度能夠得到有效保證，能很好地與設備噴頭運動平面保持較高的平行度，為此節省了設備生產前70％的平臺校準時間。本實施例中所述的加工設備一般為3D印表機。

本實用新型中的矽膠加熱板2是採用耐高溫、高導熱、絕緣性能佳、強度好的矽橡膠、耐高溫的纖維增強材料以及金屬發熱膜電路集合而成的軟性電加熱膜元件。矽膠加熱板2是薄片狀產品，其柔軟性好，可以與被加熱物體完全緊密接觸，進而達到很快的加熱速率以及較高的溫度控制精度。具體的，本實施例中的矽膠加熱板2從上到下依次是矽膠層、玻璃纖維布、加熱膜、玻璃纖維布和矽膠層。所述加熱膜通電加熱，進而對鋁合金工作面板1進行加熱。

在本實施例中，所述保溫層3為氣凝膠氈，氣凝膠氈的保溫效果好。

在本實施例中，所述底板4為不鏽鋼板，具體可以採用304不鏽鋼板，其厚度為0.8-1.5mm。

本實施例中鋁合金工作面板1的厚度為3.5-4.5mm，優選採用4mm。所述環形加強筋12的高度為5.5-6.5mm，優選採用6mm。如圖6和圖7所示，本實用新型中的鋁合金工作面板1、矽膠加熱板2、保溫層3和底板4均為規則的板狀，所述環形加強筋12圍成一個矩形槽，所述矽膠加熱板2和保溫層3均嵌入在矩形槽中，然後通過底板4壓緊；也就是說，矽膠加熱板2和保溫層3的厚度之和等於環形加強筋12的高度。本實施例中，所述矽膠加熱板2的厚度為4.5mm，所述保溫層3的厚度為1.5mm。

本實施例中的鋁合金工作面板1為7075鋁合金材料，其通過CNC數控加工，然後其頂面使用磨床精加工，使其平面度小於0.01mm。

綜上所述，本實用新型熔融沉積式增材製造設備溫控加熱工作平臺，能夠解決平臺平面度較差及平臺加熱不均勻問題。所以，本實用新型有效克服了現有技術中的一些實際問題從而有很高的利用價值和使用意義。

上述實施方式僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用於限制本實用新型。本實用新型還有許多方面可以在不違背總體思想的前提下進行改進，對於熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及範疇下，可對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。