一種連續(xù)長(zhǎng)纖維復(fù)合熔融堆積的3d打印機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及3D打印技術(shù)，具體涉及一種連續(xù)長(zhǎng)纖維復(fù)合熔融堆積的3D打印機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印是目前一種被廣泛應(yīng)用的快速成型技術(shù)，其成型工藝原理是:首先建立目標(biāo)零件的計(jì)算機(jī)三維模型，然后用軟件將三維模型進(jìn)行分層切片處理，得到每一個(gè)加工層面的數(shù)據(jù)信息，在計(jì)算機(jī)控制下，根據(jù)切片層面信息進(jìn)行疊層增材制造，完成目標(biāo)加工的制造。3D打印的優(yōu)勢(shì)在于不受零件形狀復(fù)雜程度的限制，不需要任何的工裝模具，速度快，效率高，能夠?qū)崿F(xiàn)自由形狀實(shí)體的自動(dòng)化制造，正在受到越來(lái)越廣泛的重視。
[0003]本申請(qǐng)人的在先發(fā)明申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)枮?01410469682.0)提出了一種熔融堆積3D打印機(jī)。其利用長(zhǎng)纖維輸送管插入于擠出螺桿的安裝通道中用于輸送連續(xù)長(zhǎng)纖維，從而可將連續(xù)長(zhǎng)纖維及打印材料同時(shí)擠出至工作平臺(tái)進(jìn)行打印。但此在先發(fā)明專利申請(qǐng)與現(xiàn)有的熔融堆積3D打印機(jī)都存在以下不足:長(zhǎng)纖維輸送管與擠出螺桿需要精密裝配，加工要求高，造價(jià)較高，且擠出螺桿旋轉(zhuǎn)過(guò)程中可能對(duì)長(zhǎng)纖維輸送管造成干涉。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，容易加工和裝配的連續(xù)長(zhǎng)纖維復(fù)合熔融堆積的3D打印機(jī)。
[0005]本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):本連續(xù)長(zhǎng)纖維復(fù)合熔融堆積的3D打印機(jī)，包括基座、打印平臺(tái)和復(fù)合擠出裝置，所述打印平臺(tái)和復(fù)合擠出裝置自下而上依次安裝于基座上，所述復(fù)合擠出裝置包括螺桿、機(jī)筒、長(zhǎng)纖維輸送管、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、過(guò)渡管和噴嘴，所述機(jī)筒、過(guò)渡管和噴嘴自物料移動(dòng)方向依次連接，所述螺桿安裝于機(jī)筒，所述長(zhǎng)纖維輸送管通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝于過(guò)渡管，所述噴嘴位于打印平臺(tái)上方。
[0006]優(yōu)選的，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括調(diào)節(jié)絲桿、調(diào)節(jié)電機(jī)和安裝于過(guò)渡管上方的調(diào)節(jié)板，所述長(zhǎng)纖維輸送管的上端與調(diào)節(jié)板連接，所述調(diào)節(jié)絲桿的一端與調(diào)節(jié)板連接，所述調(diào)節(jié)絲桿的另一端與調(diào)節(jié)電機(jī)連接。
[0007]優(yōu)選的，所述的連續(xù)長(zhǎng)纖維復(fù)合熔融堆積的3D打印機(jī)還包括用于調(diào)整打印平臺(tái)水平位置的第一移動(dòng)機(jī)構(gòu)、用于調(diào)節(jié)復(fù)合擠出裝置高度位置的第二移動(dòng)機(jī)構(gòu)和用于調(diào)整復(fù)合擠出裝置水平位置的第三移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述打印平臺(tái)通過(guò)第一移動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于基座上，所述第二移動(dòng)機(jī)構(gòu)的下端安裝于基座，所述第三移動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)第二移動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于打印平臺(tái)的上方；所述第一移動(dòng)機(jī)構(gòu)、第二移動(dòng)機(jī)構(gòu)和第三移動(dòng)機(jī)構(gòu)互相垂直。
[0008]優(yōu)選的，所述第一移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一移動(dòng)電機(jī)、第一移動(dòng)絲桿、2根第一導(dǎo)桿和第一移動(dòng)塊，所述第一移動(dòng)絲桿安裝于基座中，且所述第一移動(dòng)絲桿的一端與第一移動(dòng)電機(jī)連接，2根所述第一導(dǎo)桿安裝于基座，且2根所述第一導(dǎo)桿分別位于第一移動(dòng)絲桿的兩側(cè)，所述第一移動(dòng)塊同時(shí)套接于第一移動(dòng)絲桿和2根第一導(dǎo)桿；所述打印平臺(tái)安裝于第一移動(dòng)塊上。
[0009]優(yōu)選的，所述第二移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二移動(dòng)電機(jī)、第二移動(dòng)絲桿和4根第二導(dǎo)桿，所述第二移動(dòng)絲桿的下端通過(guò)第二移動(dòng)電機(jī)安裝于基座的一端，其中2根所述第二導(dǎo)桿的下端安裝于基座的一端，另2根所述第二導(dǎo)桿的下端安裝于基座的另一端；位于基座一端的第二移動(dòng)絲桿和2根第二導(dǎo)桿同時(shí)套接有第二移動(dòng)塊，位于基座另一端的2根第二導(dǎo)桿同時(shí)套接有第三移動(dòng)塊，所述第三移動(dòng)機(jī)構(gòu)的兩端分別連接于第二移動(dòng)塊和第三移動(dòng)塊。
[0010]優(yōu)選的，所述第三移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第三移動(dòng)電機(jī)、第三移動(dòng)絲桿、2根第三導(dǎo)桿和第四移動(dòng)塊，所述第三移動(dòng)絲桿和2根第三導(dǎo)桿的兩端均分別連接于第二移動(dòng)塊和第三移動(dòng)塊，所述第三移動(dòng)電機(jī)安裝于第三移動(dòng)塊，且所述第三移動(dòng)電機(jī)與第三移動(dòng)絲桿連接，所述第四移動(dòng)塊同時(shí)套接于第三移動(dòng)絲桿和2根第三導(dǎo)桿。
[0011]優(yōu)選的，所述第四移動(dòng)塊的一端上設(shè)有安裝架，所述安裝架的上端安裝有用于輸送長(zhǎng)纖維的輸送輥；所述調(diào)節(jié)板位于輸送輥和過(guò)渡管之間；所述調(diào)節(jié)電機(jī)安裝于第四移動(dòng)塊的一端。
[0012]優(yōu)選的，所述過(guò)渡管包含連接段和垂直段，所述垂直段的上端通過(guò)連接段與機(jī)筒連接，所述垂直段的下端與噴嘴連接；所述長(zhǎng)纖維輸送管的下端插入垂直段，所述長(zhǎng)纖維輸送管的中心線、垂直段的中心線和噴嘴的中心線均在同一直線上。
[0013]優(yōu)選的，所述機(jī)筒的中心線與過(guò)渡管的垂直段的中心線的夾角大小為大于O而小于或等于90°
[0014]優(yōu)選的，所述打印平臺(tái)內(nèi)設(shè)有空腔。
[0015]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn):
[0016]1、本連續(xù)長(zhǎng)纖維復(fù)合熔融堆積的3D打印機(jī)中的長(zhǎng)纖維輸送管與螺桿分開(kāi)裝配，互不干涉，降低了加工難度和裝配難度，降低了設(shè)備的造價(jià)。
[0017]2、本連續(xù)長(zhǎng)纖維復(fù)合熔融堆積的3D打印機(jī)中的長(zhǎng)纖維輸送管通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝，則長(zhǎng)纖維輸送管出口與噴嘴入料口的距離可調(diào)，可以調(diào)整打印材料與長(zhǎng)纖維的浸漬行程，以保證長(zhǎng)纖維可充分被打印材料浸漬，同時(shí)當(dāng)長(zhǎng)纖維輸送管的下端緊貼過(guò)渡管的內(nèi)腔下端時(shí)，還可充當(dāng)截流閥的作用，阻止打印物料自過(guò)渡管的內(nèi)腔流進(jìn)噴嘴。
[0018]3、本連續(xù)長(zhǎng)纖維復(fù)合熔融堆積的3D打印機(jī)可以在打印平臺(tái)的內(nèi)部空腔充入導(dǎo)熱液體，從而使打印平臺(tái)表面受熱均勻，避免因受熱不均而使打印產(chǎn)品發(fā)生翹曲的不良現(xiàn)象。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是實(shí)施例1的連續(xù)長(zhǎng)纖維復(fù)合熔融堆積的3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是圖1中A處的放大示意圖。
[0021]圖3是實(shí)施例1的連續(xù)長(zhǎng)纖維復(fù)合熔融堆積的3D打印機(jī)的側(cè)視圖。
[0022]圖4是實(shí)施例1的復(fù)合擠出裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5是實(shí)施例1的打印平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]實(shí)施例1
[0026]如圖1至圖5所示的連續(xù)長(zhǎng)纖維復(fù)合熔融堆積的3D打印機(jī)，包括基座1、打印平臺(tái)2和復(fù)合擠出裝置3，所述打印平臺(tái)2和復(fù)合擠出裝置3自下而上依次安裝于基座I上，所述復(fù)合擠出裝置3包括螺桿31、機(jī)筒32、長(zhǎng)纖維輸送管33、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)34、過(guò)渡管35和噴嘴36，所述機(jī)筒32、過(guò)渡管33和噴嘴36自物料移動(dòng)方向依次連接，所述螺桿31安裝于機(jī)筒32，所述長(zhǎng)纖維輸送管33通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)34安裝于過(guò)渡管35，所述噴嘴36位于打印平臺(tái)2上方。
[0027]具體的，復(fù)合擠出裝置3還包括料斗37和擠出電機(jī)38，所述料斗37與機(jī)筒32連接，而擠出電機(jī)38與螺桿31驅(qū)動(dòng)連接。同時(shí)機(jī)筒32的安裝可為水平安裝也可傾斜安裝，即機(jī)筒32的中心線與過(guò)渡管35的垂直段352的中心線具有夾角，此夾角的大小為大于O而小于或等于90°。為進(jìn)一步提高打印質(zhì)量，所述機(jī)筒32和過(guò)渡管35套接有加熱圈4。
[0028]如圖1和圖2所示，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)34包括調(diào)節(jié)絲桿341、調(diào)節(jié)電機(jī)342和安裝于過(guò)渡管33上方的調(diào)節(jié)板343，所述長(zhǎng)纖維輸送管33的上端與調(diào)節(jié)板343連接，所述調(diào)節(jié)絲桿341的一端與調(diào)節(jié)板343連接，所述調(diào)節(jié)絲桿343的另一端與調(diào)節(jié)電機(jī)342連接。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)絲桿341，這可調(diào)整調(diào)節(jié)板343進(jìn)行上下移動(dòng)。利用調(diào)節(jié)板343帶動(dòng)長(zhǎng)纖維輸送管33移動(dòng)，以調(diào)節(jié)長(zhǎng)纖維輸送管33插入垂直段352的深度，即可調(diào)節(jié)長(zhǎng)纖維輸送管33的出口與噴嘴36的入料口之間的距離，故整打印材料與長(zhǎng)纖維的浸漬行程，以保證長(zhǎng)纖維可充分被打印材料浸漬。
[0029]所述的連續(xù)長(zhǎng)纖維復(fù)合熔融堆積的3D打印機(jī)還包括用于調(diào)整打印平臺(tái)2水平位置的第一移動(dòng)機(jī)構(gòu)5、用于調(diào)節(jié)復(fù)合擠出裝置3高度位置的第二移動(dòng)機(jī)構(gòu)6和用于調(diào)整復(fù)合擠出裝置3水平位置的第三移動(dòng)機(jī)構(gòu)7，所述打印平臺(tái)2通過(guò)第一移動(dòng)機(jī)構(gòu)5安裝于基座I上，所述第二移動(dòng)機(jī)構(gòu)6的下端安裝于基座1，所述第三移動(dòng)機(jī)構(gòu)7通過(guò)第二移動(dòng)機(jī)構(gòu)6安裝于打印平臺(tái)2的上方；所述第一移動(dòng)機(jī)構(gòu)5、第二移動(dòng)機(jī)構(gòu)6和第三移動(dòng)機(jī)構(gòu)7互相垂直。3個(gè)移動(dòng)機(jī)構(gòu)，即第一移動(dòng)機(jī)構(gòu)5、第二移動(dòng)機(jī)構(gòu)6和第三移動(dòng)機(jī)構(gòu)7可調(diào)節(jié)移動(dòng)的方向分別與空間坐標(biāo)中的Y軸、Z軸和X軸的方向一致。則本連續(xù)長(zhǎng)纖維復(fù)合熔融堆積的3D打印機(jī)利用3個(gè)移動(dòng)機(jī)構(gòu)控制噴嘴36與打印平臺(tái)2之間的相對(duì)位置，從而完成3D打印過(guò)程。
[0030]所述第一移動(dòng)機(jī)構(gòu)5包括第一移動(dòng)電機(jī)51、第一移動(dòng)絲桿52、2根第一導(dǎo)桿53和第一移動(dòng)塊54，所述第一移動(dòng)絲桿52安裝于基座I中，且所述第一移動(dòng)絲桿52的一端與第一移動(dòng)電機(jī)51連接，2根所述第一導(dǎo)桿53安裝于基座1，且2根所述第一導(dǎo)桿53分別位于第一移動(dòng)絲桿52的兩側(cè)，所述第一移動(dòng)塊54同時(shí)套接于第一移動(dòng)絲桿52和2根第一導(dǎo)桿53 ;所述打印平臺(tái)2安