單噴頭熔融雙擠壓式三維打印的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明一種適用于單噴頭熔融雙擠壓式三維打印機，由單噴頭管（1）、多級加熱單元(2)、送料機構(gòu)（3）、傳輸材料機構(gòu)（4）、三維打印平臺（5）、X向行走單元（7）、Y向行走單元（8）、Z向行走單元（9）、打印原料（10）、溫度壓力反饋單元（11）、計算機控制和驅(qū)動系統(tǒng)組成。通過三維圖像生成的信息，打入到驅(qū)動數(shù)據(jù)庫中即可實現(xiàn)在三維打印機內(nèi)打印出需要的到的三維實物。對于三維實物而言，不同的位置要求的功能也不一樣，多級加熱單元實現(xiàn)了溫度的控制，實現(xiàn)了工藝的不同，需求的溫度可以在建模時的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)溫度的變化。
【專利說明】單噴頭熔融雙擠壓式三維打印機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是涉及一種三維打印機，具體地說是涉及一種單噴頭熔融雙擠壓式三維打印機。
【背景技術(shù)】
[0002]熔融雙擠壓式三維打印機又稱為熔融雙擠壓式快速成形機，這種打印機的噴頭將塑料絲材加熱為熔融態(tài)，然后根據(jù)計算機發(fā)出的工件圖形控制指令，通過噴頭中的小噴嘴將熔融料擠出并選擇性地沉積在下方的工作臺基板上，構(gòu)成工件的第一層二維圖形截面。此層成形完成后，噴頭上升一小層高度，按照第一層的類似過程進行第二層二維圖形截面的成形，此層疊加在上一層上，且彼此粘接為一體。如此一層層重復(fù)二維成形，直到整個三維工件成形完成。
[0003]上述成形工藝屬于加成制造法，無需傳統(tǒng)的切削加工機床和工模具，在計算機的控制下，根據(jù)工件的三維CAD模型可直接成形三維實體，因而稱為自由成形，非常適合新產(chǎn)品的研制，能大大節(jié)省工時與成本。
[0004]目前傳統(tǒng)的熔融雙擠壓式三維打印機有以下兩個特點:(1)采用滾輪副通過摩擦力將塑料絲材送進噴頭加熱熔融并使其從噴嘴擠出；(2)采用兩個噴頭，其中一個噴頭熔融擠壓沉積工件的成形材料，構(gòu)成工件；另一個噴頭擠壓沉積支撐材料并構(gòu)成支撐結(jié)構(gòu)，以免工件在成形過程中發(fā)生坍塌和翹曲變形。由此導(dǎo)致的缺點是:(1)滾輪與絲材之間的摩擦力有限，因此擠出力和擠出流量有限，難于實現(xiàn)高密度工件的高效成形；(2)在每一成形層，兩個噴頭必須輪流工作和頻繁定位，成形工藝復(fù)雜，顯著降低成形效率；(3)每臺成形機必須有兩個噴頭、兩個料盤和兩套絲材送進機構(gòu)，使機械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)更復(fù)雜。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種單噴頭熔融雙擠壓式三維打印機。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
本發(fā)明有以下部分組成:單噴頭管1、多級加熱單元2、送料機構(gòu)3、傳輸材料機構(gòu)4、三維打印平臺5、X向行走單元7、Y向行走單元8、Z向行走單元9、打印原料10、溫度壓力反饋單元11、計算機控制和驅(qū)動系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明的工作原理:三維打印工作臺5是一種可以實現(xiàn)上下、左右、前后等空間立體的行走路線、主要由X向行走單元6、γ向行走單元7、Ζ向行走單元8通過計算機控制來完成驅(qū)動平臺的運動。打印原料10安放在滾筒上，通過滾筒轉(zhuǎn)動為傳輸材料機構(gòu)4提供傳輸用料送料機構(gòu)3，送料機構(gòu)3為一種加持原料，元件控制加緊裝置通過電機、彈簧、滾筒、雙滾輪合成壁面實現(xiàn)了材料的加固和傳送。所述材料為ABS、PLA等條狀材料，在原料進入多級加熱單元2后，原料會被加熱，呈現(xiàn)熔融狀，通過單噴頭管1打印到三維打印平臺上的具體的地點，材料會迅速的成型，加緊裝置可以通過彈簧調(diào)節(jié)加持的力度，單管噴頭1實現(xiàn)了打印速度的可調(diào)性。在送料機構(gòu)3和多級加熱單元之間由一個溫度壓力反饋單元實現(xiàn)數(shù)據(jù)的反饋，通過溫度壓力反饋單元反饋的數(shù)據(jù)來調(diào)控送料機構(gòu)的快慢或關(guān)斷。打印機打印物件的形狀，由給定的圖形三維建模來完成，通常情況下有CAD三維建模就可完成，建模的過程需要用到電腦，通過三維圖像生成的信息，打入到驅(qū)動數(shù)據(jù)庫中即可實現(xiàn)在三維打印機內(nèi)打印出需要的到的三維實物。對于三維實物而言，不同的位置要求的功能也不一樣，多級加熱單元實現(xiàn)了溫度的控制，實現(xiàn)了工藝的不同，需求的溫度可以在建模時的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)溫度的變化。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明實現(xiàn)了是采用滾輪副和雙滾軸合成壁面實現(xiàn)送進和擠出絲材，通過擠出絲材的精密控制和工藝優(yōu)化，只需單個噴頭就能分別成形工件和支撐結(jié)構(gòu)。對于加熱單元采用多級加熱單元實現(xiàn)不同溫度下的快速加熱，通過溫度壓力反饋單元反饋的數(shù)據(jù)來調(diào)控送料機構(gòu)的快慢或關(guān)斷。相對于傳統(tǒng)的三維打印機，具有擠料力大、出料穩(wěn)定、只需單個噴頭就能分別成形工件和支撐結(jié)構(gòu)、成形效率高、工件密實、成形機的結(jié)構(gòu)更緊湊等優(yōu)點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是單噴頭熔融雙擠壓式三維打印機結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述:
本發(fā)明有以下部分組成:單噴頭管1、多級加熱單元2、送料機構(gòu)3、傳輸材料機構(gòu)4、三維打印平臺5、X向行走單元7、Y向行走單元8、Z向行走單元9、打印原料10、溫度壓力反饋單元11、計算機控制和驅(qū)動系統(tǒng)。
[0011]本發(fā)明的工作原理:三維打印工作臺5是一種可以實現(xiàn)上下、左右、前后等空間立體的行走路線、主要由X向行走單元6、Y向行走單元7、Ζ向行走單元8通過計算機控制來完成驅(qū)動平臺的運動。打印原料10安放在滾筒上，通過滾筒轉(zhuǎn)動為傳輸材料機構(gòu)4提供傳輸用料送料機構(gòu)3，送料機構(gòu)3為一種加持原料，元件控制加緊裝置通過電機、彈簧、滾筒、雙滾輪合成壁面實現(xiàn)了材料的加固和傳送。所述材料為ABS、PLA等條狀材料，在原料進入多級加熱單元2后，原料會被加熱，呈現(xiàn)熔融狀，通過單噴頭管1打印到三維打印平臺上的具體的地點，材料會迅速的成型，加緊裝置可以通過彈簧調(diào)節(jié)加持的力度，單管噴頭1實現(xiàn)了打印速度的可調(diào)性。在送料機構(gòu)3和多級加熱單元之間由一個溫度壓力反饋單元實現(xiàn)數(shù)據(jù)的反饋，通過溫度壓力反饋單元反饋的數(shù)據(jù)來調(diào)控送料機構(gòu)的快慢或關(guān)斷。打印機打印物件的形狀，由給定的圖形三維建模來完成，通常情況下有CAD三維建模就可完成，建模的過程需要用到電腦，通過三維圖像生成的信息，打入到驅(qū)動數(shù)據(jù)庫中即可實現(xiàn)在三維打印機內(nèi)打印出需要的到的三維實物。對于三維實物而言，不同的位置要求的功能也不一樣，多級加熱單元實現(xiàn)了溫度的控制，實現(xiàn)了工藝的不同，需求的溫度可以在建模時的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)溫度的變化。
[0012]本發(fā)明中涉及的未說明部份與現(xiàn)有技術(shù)相同或采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種單噴頭熔融雙擠壓式三維打印機，包括:單噴頭管(I)、多級加熱單元(2)、送料機構(gòu)(3 )、傳輸材料機構(gòu)(4)、三維打印平臺(5 )、X向行走單元(7 )、Y向行走單元(8 )、Z向行走單元(9)、打印原料(10)、溫度壓力反饋單元(11)、計算機控制和驅(qū)動系統(tǒng)，其特征是:所述送料機構(gòu)(3);所述溫度壓力反饋單元(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的送料機構(gòu)(3)，其特征是:所述送料機構(gòu)(3)，送料機構(gòu)(3)為一種加持原料，元件控制加緊裝置通過電機、彈簧、滾筒、雙滾輪合成壁面實現(xiàn)了材料的加固和傳送，所述材料為ABS、PLA等條狀材料，在原料進入多級加熱單元(2)后，原料會被加熱，呈現(xiàn)熔融狀，通過單噴頭管(I)打印到三維打印平臺上的具體的地點，材料會迅速的成型，加緊裝置可以通過彈簧調(diào)節(jié)加持的力度，單管噴頭(I)實現(xiàn)了打印速度的可調(diào)性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度壓力反饋單元(11)，其特征是:所述溫度壓力反饋單元(11)是指在送料機構(gòu)(3)和多級加熱單元之間由一個溫度壓力反饋單元實現(xiàn)數(shù)據(jù)的反饋，通過溫度壓力反饋單元反饋的數(shù)據(jù)來調(diào)控送料機構(gòu)的快慢或關(guān)斷。
【文檔編號】B29C67/00GK104441639SQ201310418513
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月15日
【發(fā)明者】高蓉 申請人:南京大五教育科技有限公司