一種金屬三維列印的製造方法

2023-05-04 18:59:21

一種金屬三維列印的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種金屬三維印表機，其包括：一機架，其包括：一座體及設置於座體後端的立柱；一工作檯，該工作檯以可沿X軸方向及Y軸方向移動的裝配方式活動安裝於座體上；一列印裝置，其包括：通過一可沿Z軸方向移動的移動座安裝於立柱上的高頻電感應加熱裝置、安裝於高頻電感應加熱裝置前端的加熱線圈和列印頭，其中，加熱線圈嵌套於列印頭外表面，列印頭中設置有供金屬線材輸入的孔；一用於控制所述高頻電感應加熱裝置加熱功率的溫度控制器，其包括一紅外線測溫探頭，該紅外線測溫探頭對準列印頭的下端部。本實用新型具有加熱溫度高、溫度可控範圍廣、節能、成本低、結構簡單、使用簡便、生產質量高、市場競爭力強等優點。
【專利說明】一種金屬三維印表機
【技術領域】:
[0001]本實用新型涉及實物成型設備【技術領域】，特指一種結構簡單、成本低，且使用簡便、市場競爭力強的金屬三維印表機。
【背景技術】:
[0002]3D印表機，即快速成形技術的一種機器，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層列印的方式來構造物體的技術。過去其常在模具製造、工業設計等領域被用於製造模型，現正逐漸用於一些產品的直接製造，意味著這項技術正在普及。
[0003]3D列印的設計過程是:先通過計算機進行軟體建模，再將建成的三維模型「剖析」成逐層的截面，即切面，從而指導印表機逐層列印，並將薄型層面堆疊起來，直到一個固態物體成型。多功能3D印表機與傳統印表機最大的區別在於:它使用的「墨水」是實實在在的原材料。所述的原材料一般為熱熔膠線，該熱熔膠線的端部插入3D印表機的熱熔印表機頭中，而熱熔印表機頭通過通電加熱而實現對熱熔膠線進行熔融，經熔融的膠從熱熔印表機頭下端流出，逐層列印，並將薄型層面堆疊以實現固態物體成型。
[0004]目前的3D印表機普遍應用於成型塑膠模型，而應用於成型金屬模型的3D印表機較少，且該成型金屬模型用的3D印表機均是採用雷射加熱，其結構非常複雜、成本較高。
[0005]有鑑於此，本發明人提出以下技術方案。
實用新型內容:
[0006]本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、成本低，且使用簡便、市場競爭力強的金屬三維印表機。
[0007]為了解決上述技術問題，本實用新型採用了下述技術方案:該金屬三維印表機包括:一機架，其包括:一座體及設置於座體後端的立柱；一工作檯，該工作檯以可沿X軸方向及Y軸方向移動的裝配方式活動安裝於座體上；一列印裝置，其包括:通過一可沿Z軸方向移動的移動座安裝於立柱上的高頻電感應加熱裝置、安裝於高頻電感應加熱裝置前端並可根據溫度梯度調節每圈之間匝距的加熱線圈和列印頭，其中，加熱線圈嵌套於列印頭外表面，列印頭中設置有供金屬線材輸入的孔；一用於控制所述高頻電感應加熱裝置加熱功率的溫度控制器，其包括一紅外線測溫探頭，該紅外線測溫探頭對準列印頭的下端部。
[0008]進一步而言，上述技術方案中，所述的列印頭包括:一鎢鋼噴嘴和一體固定於鎢鋼噴嘴外圍的耐高溫陶瓷保護套以及鑲嵌於鎢鋼噴嘴上端的陶瓷套蓋，該鎢鋼噴嘴上端固定設置有一支架，並通過該支架與高頻電感應加熱裝置形成可拆裝的裝配。
[0009]進一步而言，上述技術方案中，所述鎢鋼噴嘴中開設有貫穿上下端的所述的孔，該孔由上往下逐漸變小，且該孔下端出口的直徑小於金屬線材的直徑。
[0010]進一步而言，上述技術方案中，所述的陶瓷套蓋鑲嵌於所述鎢鋼噴嘴中孔的上端，且該陶瓷套蓋上設置的線孔與該孔連通。[0011]進一步而言，上述技術方案中，所述耐高溫陶瓷保護套內壁與鎢鋼噴嘴外壁設置的槽之間形成用於噴出惰性氣體的冷卻孔。
[0012]進一步而言，上述技術方案中，所述的加熱線圈由銅管曲卷形成，且銅管中形成有供冷卻水流過的通道。
[0013]進一步而言，上述技術方案中，所述機架上還設置有一用於對所述列印頭輸送金屬線材的送料機構，該送料機構包括:成對裝配的壓輪以及用於驅動壓輪轉動的伺服電機，其中，該壓輪之間形成有用於夾緊金屬線材送料的間隙。
[0014]採用上述技術方案後，本實用新型與現有技術相比較具有如下有益效果:
[0015]1、本實用新型採用高頻電感應加熱裝置配合加熱線圈對列印頭進行加熱，可有效控制加熱溫度，以達到溫度穩定、節能的效果，其還具有加熱溫度高，可控範圍廣、成本低，結構簡單等優點，令本實用新型具有較高的市場競爭力。
[0016]2、所述的列印頭與高頻電感應加熱裝置之間為可拆裝式裝配，組裝及使用起來均十分方便。另外，加熱線圈的線芯形成有供冷水流過的通道，以致其本身具有較高的冷卻作用。
[0017]3、本實用新型可以相應地調整加熱線圈中每圈的直徑大小和每圈之間的匝距的大小，以致可方便調整列印頭各部分的溫度，以滿足金屬線體進入列印頭後，從預熱、軟化、融化、擠出的溫度梯度達到最佳效果。
[0018]4、由於耐高溫陶瓷保護套周邊設置有用於噴出惰性氣體的冷卻孔，並通過該冷卻孔在所述的列印頭工作時噴出惰性氣體，以致可有效防止列印頭噴出的金屬液體在工作檯上形成金屬堆積層時被氧化，還可以有效對金屬液體起到冷卻成型的作用，這樣可有效提高本實用新型的工作質量，以製造出質量優良的金屬模型產品。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0019]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0020]圖2是本實用新型中列印頭與加熱線圈的裝配示意圖；
[0021]圖3是圖2的剖視圖。
【具體實施方式】:
[0022]下面結合具體實施例和附圖對本實用新型進一步說明。
[0023]參見圖1-3所示，為一種金屬三維印表機，其包括:一機架I及安裝於機架I上並可沿X軸方向及Y軸方向移動的工作檯2和安裝於機架I上並可沿Z軸方向移動的列印裝置3、溫度控制器4。
[0024]所述的機架I其包括:一座體11及設置於座體11後端的立柱12，該立柱12直立於座體11後端。所述的工作檯2以可沿X軸方向及Y軸方向移動的裝配方式活動安裝於座體11上。
[0025]所述的列印裝置3包括:通過一可沿Z軸方向移動的移動座13安裝於立柱12上的高頻電感應加熱裝置31、安裝於高頻電感應加熱裝置31前端並可根據溫度梯度調節每圈之間匝距的加熱線圈32和列印頭33，其中，加熱線圈32嵌套於列印頭33外表面，列印頭33中設置有供金屬線材輸入的孔330。[0026]本實用新型採用高頻電感應加熱裝置31配合加熱線圈32對列印頭33進行加熱，可有效控制加熱溫度，以達到溫度穩定、節能的效果，其還具有加熱溫度高，可控範圍廣、成本低，結構簡單等優點。
[0027]所述的列印頭33包括:一鎢鋼噴嘴331和一體固定於鎢鋼噴嘴331外圍的耐高溫陶瓷保護套332以及鑲嵌於鎢鋼噴嘴331上端的陶瓷套蓋333，該鎢鋼噴嘴331上端固定設置有一支架334，並通過該支架334與高頻電感應加熱裝置31形成可拆裝的裝配。
[0028]所述的鎢鋼噴嘴331具有耐高溫，不氧化脫皮，耐磨，耐用的優點。
[0029]所述的列印頭33與高頻電感應加熱裝置31之間為可拆裝式裝配，組裝及使用起來均十分方便。
[0030]所述鎢鋼噴嘴331中開設有貫穿上下端的所述的孔330，該孔330由上往下逐漸變小，且該孔330下端出口的直徑小於金屬線材的直徑，令金屬線體不會直接穿過所述的孔330顯露於鎢鋼噴嘴331外。
[0031]所述的陶瓷套蓋333鑲嵌於所述鎢鋼噴嘴331中孔330的上端，且該陶瓷套蓋333上設置的線孔335與該孔330連通。
[0032]所述耐高溫陶瓷保護套332內壁與鎢鋼噴嘴331外壁設置的槽之間形成用於噴出惰性氣體的冷卻孔，並通過該冷卻孔在所述的列印頭33工作時噴出惰性氣體，以致可有效防止列印頭33噴出的金屬液體在工作檯2上形成金屬堆積層時被氧化，還可以有效對金屬液體起到冷卻成型的作用，這樣可有效提高本實用新型的工作質量，以製造出質量優良的模型產品。所述的惰性氣體包括氬氣、氦氣、二氧化碳或其混合氣體等。
[0033]所述的加熱線圈32由銅管曲卷形成，且銅管中形成有供冷卻水流過的通道，以致其本身具有較高的冷卻作用。
[0034]所述的加熱線圈32可根據溫度梯度調節每圈之間的匝距，其中，匝距越小的部分加熱效率最聞。另外，還可以相應地調整加熱線圈32中每圈的直徑大小和每圈之間的阻距的大小，以致可方便調整列印頭33各部分的溫度，以滿足金屬線體進入列印頭33後，從預熱、軟化、融化、擠出的溫度梯度達到最佳效果。
[0035]所述機架I上還設置有一用於對所述列印頭33輸送金屬線材的送料機構(圖未示)，該送料機構包括:成對裝配的壓輪以及用於驅動壓輪轉動的伺服電機，其中，該壓輪之間形成有用於夾緊金屬線材送料的間隙。所述的壓輪位於列印頭33上方，其可以按工藝設定向列印頭33送入金屬線材。
[0036]所述的溫度控制器4用於控制所述高頻電感應加熱裝置31加熱功率，其包括一紅外線測溫探頭41，該紅外線測溫探頭41對準列印頭33的下端部。當紅外線測溫探頭41檢測的溫度值低於設定值時，控制高頻電感應加熱裝置31提高加熱功率，使列印頭33正常工作；當紅外線測溫探頭41檢測的溫度值高於設定值時，控制高頻電感應加熱裝置31降低加熱功率，使列印頭33正常工作。
[0037]當然，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，並非來限制本實用新型實施範圍，凡依本實用新型申請專利範圍所述構造、特徵及原理所做的等效變化或修飾，均應包括於本實用新型申請專利範圍內。
【權利要求】
1.一種金屬三維印表機，其特徵在於:包括: 一機架(I)，其包括:一座體(11)及設置於座體(11)後端的立柱(12)； 一工作檯(2)，該工作檯(2)以可沿X軸方向及Y軸方向移動的裝配方式活動安裝於座體(11)上； 一列印裝置(3)，其包括:通過一可沿Z軸方向移動的移動座(13)安裝於立柱(12)上的高頻電感應加熱裝置(31)、安裝於高頻電感應加熱裝置(31)前端並可根據溫度梯度調節每圈之間匝距的加熱線圈(32)和列印頭(33)，其中，加熱線圈(32)嵌套於列印頭(33)外表面，列印頭(33)中設置有供金屬線材輸入的孔(330)； 一用於控制所述高頻電感應加熱裝置(31)加熱功率的溫度控制器(4)，其包括一紅外線測溫探頭(41)，該紅外線測溫探頭(41)對準列印頭(33)的下端部。
2.根據權利要求1所述的一種金屬三維印表機，其特徵在於:所述的列印頭(33)包括:一鎢鋼噴嘴(331)和一體固定於鎢鋼噴嘴(331)外圍的耐高溫陶瓷保護套(332)以及鑲嵌於鎢鋼噴嘴(331)上端的陶瓷套蓋(333)，該鎢鋼噴嘴(331)上端固定設置有一支架(334)，並通過該支架(334)與高頻電感應加熱裝置(31)形成可拆裝的裝配。
3.根據權利要求2所述的一種金屬三維印表機，其特徵在於:所述鎢鋼噴嘴(331)中開設有貫穿上下端的所述的孔(330)，該孔(330)由上往下逐漸變小，且該孔(330)下端出口的直徑小於金屬線材的直徑。
4.根據權利要求3所述的一種金屬三維印表機，其特徵在於:所述的陶瓷套蓋(333)鑲嵌於所述鎢鋼噴嘴(331)中孔(330)的上端，且該陶瓷套蓋(333)上設置的線孔(335)與該孔(330)連通。
5.根據權利要求2所述的一種金屬三維印表機，其特徵在於:所述耐高溫陶瓷保護套(332)內壁與鎢鋼噴嘴(331)外壁設置的槽之間形成用於噴出惰性氣體的冷卻孔。
6.根據權利要求1-5任意一項所述的一種金屬三維印表機,其特徵在於:所述的加熱線圈(32)由銅管曲卷形成，且銅管中形成有供冷卻水流過的通道。
7.根據權利要求6所述的一種金屬三維印表機，其特徵在於:所述機架(I)上還設置有一用於對所述列印頭(33)輸送金屬線材的送料機構，該送料機構包括:成對裝配的壓輪以及用於驅動壓輪轉動的伺服電機，其中，該壓輪之間形成有用於夾緊金屬線材送料的間隙。
【文檔編號】B22F3/115GK203764977SQ201420009714
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年1月7日 優先權日:2014年1月7日
【發明者】馮堅 申請人:東莞市亞美精密機械配件有限公司