CN103231517B - 一种应用在熔丝堆积技术的3d打印机的挤出装置 - Google Patents

Abstract

一种应用在熔丝堆积技术的3D打印机的挤出装置，包括挤出动力装置、输送导管和熔化装置，挤出动力装置包括动力输出装置、动力转换装置、进料管、出料管，输送导管连通出料管和熔化装置，动力转换装置包括第一固定件、第二固定件、主动齿轮、挤压轮、从动齿轮、导轮、调节装置，导轮和挤压轮之间形成间隙槽，第一固定件和第二固定件的另一侧部分别与调节装置相咬合，转轴设置在固定支架上并由动力输出装置驱动转动，第一轴与固定支架相固定连接，第二轴和第三轴分别与第一固定件和第二固定件相固定连接，从动齿轮和挤压轮分别与主动齿轮相配合，导轮与从动齿轮相配合。本发明挤出材料的间隙槽的距离可调，不用考虑材料直径的大小。

Description

一种应用在熔丝堆积技术的3D打印机的挤出装置

技术领域

本发明涉及三维打印成型领域，具体涉及一种应用在熔丝堆积技术的3D打印机的挤出装置。

背景技术

现有的挤出装置主要由两种，一种是挤出装置采用螺杆的方式进行挤出，但是螺杆制造工艺复杂，制造成本高，螺杆上始终有剩余的材料附着，影响下次的使用，且采用螺杆的挤出装置的整体结构不能实现紧凑化设计；另一种是直接采用步进电机作为驱动力进行材料的挤出，但是其挤出压力小，且会失步，不能实现快速送料也就不能高速的打印产品，影响生产效率，虽然通过大比例的齿轮转换得到大扭矩输出，但是这样的大齿轮造价高，也不能实现紧凑化设计。并且现有技术中的挤出装置不能调节间隙大小，只能控制材料本身的粗细，受限制的条件多。因为材料粗细的影响，一台挤出机只能适用一种直径的材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种间隙可调大扭矩的应用在熔丝堆积技术的3D打印机的挤出装置。

为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种应用在熔丝堆积技术的3D打印机的挤出装置，包括用于控制材料前进或后退的挤出动力装置、用于输送材料的输送导管和用于将材料熔化挤出的熔化装置，所述的挤出动力装置包括动力输出装置、动力转换装置、位于所述的动力转换装置一侧部的进料管、位于所述的动力转换装置另一侧部的出料管，所述的输送导管的一端部与所述的出料管相连通、另一端部与所述的熔化装置相连通，所述的动力转换装置包括一侧部能够绕转轴转动的第一固定件、一侧部能够绕第一轴转动的第二固定件、与所述的转轴相固定连接的主动齿轮、能够绕第二轴转动的挤压轮、能够绕所述的第一轴转动的从动齿轮、能够绕第三轴转动的导轮、用于调节供所述的材料穿过的间隙槽的距离的调节装置，所述的导轮和所述的挤压轮之间形成所述的间隙槽，所述的第一固定件和所述的第二固定件的另一侧部分别与所述的调节装置相咬合，所述的转轴设置在固定支架上并由所述的动力输出装置驱动转动，所述的第一轴与所述的固定支架相固定连接，所述的第二轴和所述的第三轴分别与所述的第一固定件和所述的第二固定件相固定连接，所述的从动齿轮和所述的挤压轮分别与所述的主动齿轮相配合，所述的导轮与所述的从动齿轮相配合。

具体地，所述的动力输出装置包括电机、由所述的电机驱动转动的动力输出轴，所述的动力输出轴与所述的转轴相固定连接。

更具体地，所述的动力输出装置还包括由所述的电机驱动转动的蜗杆、由所述的蜗杆带动转动的蜗轮，所述的蜗轮与所述的动力输出轴相固定连接。

具体地，所述的导轮包括与所述的从动齿轮相配合的导轮齿轮、自所述的导轮齿轮向外延伸形成的导轮本体，所述的挤压轮包括与所述的主动齿轮相配合的挤压轮齿轮、自所述的挤压轮齿轮向外延伸形成的挤压轮本体，所述的间隙槽形成于所述的导轮本体和所述的挤压轮本体之间。

更具体地，所述的导轮本体和所述的挤压轮本体的表面均形成有滚花。

更具体地，所述的导轮本体和所述的挤压轮本体两个中的一个上开设有凹槽，所述的凹槽与所述的导轮本体和所述的挤压轮本体两个中的另一个形成所述的间隙槽。

具体地，所述的调节装置包括与所述的第一固定件相咬合的第一调整环、与所述的第二固定件相咬合的第二调整环、分别与所述的第一调整环和所述的第二调整环相螺纹连接的传动轴、与所述的传动轴的一端部相固定连接的用于控制所述的传动轴转动的间隙调节旋钮。

更具体地，所述的第二调整环包括调整环本体和垫片，所述的第二固定件设置在所述的调整环本体和垫片之间。

更具体地，所述的调节装置还包括连接于所述的传动轴的另一端部的压力调节旋钮、套设在所述的传动轴上的弹簧，所述的弹簧的一端部抵设在所述的压力调节旋钮上、另一端部抵设在所述的垫片上。

具体地，所述的进料管上设置有用于感应材料插入的接触开关。

本发明的有益效果在于:

本发明将挤出动力装置和熔化装置分开，使得熔化装置安装和维护方便，且出料速度快，并且可以扩展熔化装置的数量，达到多种材料多种颜色在一台机器中；本发明的间隙槽的距离可根据材料的粗细进行调节，，不用考虑材料直径的大小，避免了因材料不合格而带来的经济损失，同时也避免了因材料之间误差而带来的成型产品误差。

附图说明

附图1为本发明的立体图；

附图2为第一固定件和第二固定件的立体图；

附图3为挤出动力装置的俯视图；

附图4为挤出动力装置的立体图；

附图5为挤出动力装置的主视图（间隙槽缩小状态）；

附图6为挤出动力装置的主视图（间隙槽变大状态）；

附图7为挤出动力装置的A-A剖视图（间隙槽缩小状态）；

附图8为挤出动力装置的A-A剖视图（间隙槽变大状态）；

其中：1、挤出动力装置；2、输送导管；3、熔化装置；4、固定支架；11、进料管；12、出料管；13、第一固定件；14、第二固定件；15、主动齿轮；16、挤压轮；17、从动齿轮；18、导轮；19、调节装置；20、间隙槽；21、电机；22、动力输出轴；23、蜗杆；24、蜗轮；31、导轮齿轮；32、导轮本体；33、挤压轮齿轮；34、挤压轮本体；41、第一调整环；42、第二调整环；43、传动轴；44、间隙调节旋钮；45、压力调节旋钮；51、转轴；52、第一轴；53、第二轴；54、第三轴；421、调整环本体；422、垫片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

如附图1所示，一种应用在熔丝堆积技术的3D打印机的挤出装置，包括用于控制材料前进或后退的挤出动力装置1、用于输送材料的输送导管2和用于将材料熔化挤出的熔化装置3。

如附图3至附图8所示，挤出动力装置1包括动力输出装置、动力转换装置、位于动力转换装置一侧部的进料管11、位于动力转换装置另一侧部的出料管12，输送导管2的一端部与出料管12相连通、另一端部与熔化装置3相连通，进料管11上设置有用于感应材料插入的接触开关，当材料碰触接触开关时，接触开关打开，控制中心收到信号后，可清楚的知道材料的送达位置，可以更好的控制出胶量。

动力转换装置包括一侧部能够绕转轴51转动的第一固定件13、一侧部能够绕第一轴52转动的第二固定件14、与转轴51相固定连接的主动齿轮15、能够绕第二轴53转动的挤压轮16、能够绕第一轴52转动的从动齿轮17、能够绕第三轴54转动的导轮18、用于调节供材料穿过的间隙槽20的距离的调节装置19，导轮18和挤压轮16之间形成间隙槽20。

第一固定件13和第二固定件14的另一侧部分别与调节装置19相咬合，转轴51设置在固定支架4上并由动力输出装置驱动转动，第一轴52与固定支架4相固定连接，第二轴53和第三轴54分别与第一固定件13和第二固定件14相固定连接，从动齿轮17和挤压轮16分别与主动齿轮15相配合，导轮18与从动齿轮17相配合。转轴51、第一轴52、第二轴53、第三轴54的轴心线相互平行。

具体地，如附图2所示，导轮18包括与从动齿轮17相配合的导轮齿轮31、自导轮齿轮31向外延伸形成的导轮本体32，挤压轮16包括与主动齿轮15相配合的挤压轮齿轮33、自挤压轮齿轮33向外延伸形成的挤压轮本体34，间隙槽20形成于导轮本体32和挤压轮本体34之间。导轮本体32和挤压轮本体34的表面均形成有滚花。导轮本体32和挤压轮本体34两个中的一个上开设有凹槽，凹槽与导轮本体32和挤压轮本体34两个中的另一个形成间隙槽20，该种设计可以增大与材料的摩擦力，可以更好的将材料挤出。

如附图1、附图3及附图4所示，动力输出装置包括电机21、由电机21驱动转动的动力输出轴22，动力输出轴22与转轴51相固定连接。动力输出装置还包括由电机21驱动转动的蜗杆23、由蜗杆23带动转动的蜗轮24，蜗轮24与动力输出轴22相固定连接。采用蜗杆23和蜗轮24，可以提供大比例且稳定的扭矩输出，保证足够的挤出动力，使熔化的材料可以源源不断的挤出，保证了成型产品的表面质量，同时可以让电机21不需承担较大的负荷，从而延长电机21的寿命。

如附图5至附图8所示，调节装置19包括与第一固定件13相咬合的第一调整环41、与第二固定件14相咬合的第二调整环42、分别与第一调整环41和第二调整环42相螺纹连接的传动轴43、与传动轴43的一端部相固定连接的用于控制传动轴43转动的间隙调节旋钮44。第二调整环42包括调整环本体421和垫片422，第二固定件14设置在调整环本体421和垫片422之间。调节装置19还包括连接于传动轴43的另一端部的压力调节旋钮45、套设在传动轴43上的弹簧，弹簧的一端部抵设在压力调节旋钮45上、另一端部抵设在垫片422上。

工作原理：间隙调节：传动轴43与第一调整环41和第二调整环42之间的螺纹旋转方向相反，因此旋转间隙调节旋钮44时，第一调整环41和第二调整环42向相反方向运动，从而实现了间隙槽20的调节。

压力调节：旋转压力调节旋钮45，弹簧便会伸长或压缩，抵在垫片422上的力便会减小或增大，第二固定件14的摆动范围就会增大或缩小，从而导轮18作用于材料的压力就会减小或增大，从而导轮18和材料之间的摩擦力就会减小或增大。

先将间隙槽20的距离调大，手动将材料从进料管11放入至出料管12，调节间隙和压力，打开电机21，在电机的作用下，主动齿轮15转动，从而从动齿轮17和挤压轮16也跟着转动，从而导轮18也跟着转动，继而实现材料的前进或后退。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用在熔丝堆积技术的3D打印机的挤出装置，其特征在于：包括用于控制材料前进或后退的挤出动力装置(1)、用于输送材料的输送导管(2)和用于将材料熔化挤出的熔化装置(3)，所述的挤出动力装置(1)包括动力输出装置、动力转换装置、位于所述的动力转换装置一侧部的进料管(11)、位于所述的动力转换装置另一侧部的出料管(12)，所述的输送导管(2)的一端部与所述的出料管(12)相连通、另一端部与所述的熔化装置(3)相连通，所述的动力转换装置包括第一固定件(13)和第二固定件(14)，该第一固定件(13)的一侧部能够绕转轴(51)转动，该第二固定件(14)的一侧部能够绕第一轴(52)转动，所述的动力转换装置还包括与所述的转轴(51)相固定连接的主动齿轮(15)、能够绕第二轴(53)转动的挤压轮(16)、能够绕所述的第一轴(52)转动的从动齿轮(17)、能够绕第三轴(54)转动的导轮(18)、用于调节供所述的材料穿过的间隙槽(20)的距离的调节装置(19)，所述的导轮(18)和所述的挤压轮(16)之间形成所述的间隙槽(20)，所述的第一固定件(13)和所述的第二固定件(14)的另一侧部分别与所述的调节装置(19)相咬合，所述的转轴(51)设置在固定支架(4)上并由所述的动力输出装置驱动转动，所述的第一轴(52)与所述的固定支架(4)相固定连接，所述的第二轴(53)和所述的第三轴(54)分别与所述的第一固定件(13)和所述的第二固定件(14)相固定连接，所述的从动齿轮(17)和所述的挤压轮(16)分别与所述的主动齿轮(15)相配合，所述的导轮(18)与所述的从动齿轮(17)相配合。

2.根据权利要求1所述的挤出装置，其特征在于：所述的动力输出装置包括电机(21)、由所述的电机(21)驱动转动的动力输出轴(22)，所述的动力输出轴(22)与所述的转轴(51)相固定连接。

3.根据权利要求2所述的挤出装置，其特征在于：所述的动力输出装置还包括由所述的电机(21)驱动转动的蜗杆(23)、由所述的蜗杆(23)带动转动的蜗轮(24)，所述的蜗轮(24)与所述的动力输出轴(22)相固定连接。

4.根据权利要求1所述的挤出装置，其特征在于：所述的导轮(18)包括与所述的从动齿轮(17)相配合的导轮齿轮(31)、自所述的导轮齿轮(31)向外延伸形成的导轮本体(32)，所述的挤压轮(16)包括与所述的主动齿轮(15)相配合的挤压轮齿轮(33)、自所述的挤压齿轮(33)向外延伸形成的挤压轮本体(34)，所述的间隙槽(20)形成于所述的导轮本体(32)和所述的挤压轮本体(34)之间。

5.根据权利要求4所述的挤出装置，其特征在于：所述的导轮本体(32)和所述的挤压轮本体(34)的表面均形成有滚花。

6.根据权利要求4所述的挤出装置，其特征在于：所述的导轮本体(32)和所述的挤压轮本体(34)两个中的一个上开设有凹槽，所述的凹槽与所述的导轮本体(32)和所述的挤压轮本体(34)两个中的另一个形成所述的间隙槽(20)。

7.根据权利要求1所述的挤出装置，其特征在于：所述的调节装置(19)包括与所述的第一固定件(13)相咬合的第一调整环(41)、与所述的第二固定件(14)相咬合的第二调整环(42)、分别与所述的第一调整环(41)和所述的第二调整环(42)相螺纹连接的传动轴(43)、与所述的传动轴(43)的一端部相固定连接的用于控制所述的传动轴(43)转动的间隙调节旋钮(44)。

8.根据权利要求7所述的挤出装置，其特征在于：所述的第二调整环(42)包括调整环本体(421)和垫片(422)，所述的第二固定件(14)设置在所述的调整环本体(421)和垫片(422)之间。

9.根据权利要求8所述的挤出装置，其特征在于：所述的调节装置(19)还包括连接于所述的传动轴(43)的另一端部的压力调节旋钮(45)、套设在所述的传动轴(43)上的弹簧，所述的弹簧的一端部抵设在所述的压力调节旋钮(45)上、另一端部抵设在所述的垫片(422)上。

10.根据权利要求1所述的挤出装置，其特征在于：所述的进料管(11)上设置有用于感应材料插入的接触开关。