CN103331840A - 一种三维打印机树脂材料送丝机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三维打印机树脂材料送丝机构，在支座上装有步进电机，与步进电机相连的带轮带动支座左侧的从动带轮驱动连接在传动轴端部的主动齿轮，主动齿轮带动齿轮箱里面的两个传动齿轮，这两个传动齿轮与丝材接触，主动齿轮带动传动齿轮旋转，传动齿轮同时带动丝材进料，通过挡料板的侧面摩擦可实现不同直径的丝材进料，丝材与推料杆直接接触，加热棒产生的热量通过推料杆传递到丝材上，实现丝材的加热，使其熔融。这种三维打印机树脂材料送丝机构采用贴片式热传感器，还有铜加热棒对丝材进行加热，同时实现温度采集，实现对丝材出料速度以及出料温度的控制，达到克服传统加热部分的缺陷，提高FDM快速成型机的成型精度和成型速度。
Description
技术领域
本发明涉及先进制造快速成型设备技术领域，尤其涉及一种三维打印机树脂材料送丝机构。
背景技术
快速成型设备是上个世纪八十年代后期，随着先进制造技术快速成型理论的产生与日益完善，发展起来的一种设备。FDM设备是快速成型设备中十分重要的一类，具有制造成本低，制件可打磨性好，设备轻巧，设备环保等优点，成为快速成型设备中，一经商品化推广就取得很大经济效益的设备。
FDM设备的成形原理是将丝状容性材料加热，通过送丝机构送进热熔喷头，在喷头内加热融化，在计算机的控制下喷头沿着零件的截面轮廓与填充路径运动，同时在半融状态下的成形材料随着运动，在预先程序中设定的位置喷出凝结，与周围已经凝固的部分粘连，如此在各个截面层层推进最终形成三维实体。经过一定的开发与研究，对FDM设备成形制件的尺寸精度和表面质量产生重要影响的设备有送丝机构、整机的成形运动系统、材料的属性等。FDM所使用的材料与其他成型技术相比，可以应用的材料比较有限。整机的成形运动系统工作原理与NC设备相似，通过算法补偿，技术运用十分成熟，可以继续提高的精度有限。其中通过创新设计和优化送丝机构设计的手段，来达到提高成型制件的尺寸精度和表面质量的目的，具有很大的可实施性。FDM设备的关键部分就在出丝头部分，这部分集中了FDM设备的重要部件，包括传感器以及加热块棒等重要部件。对于FDM影响其成型精度以及速度的原因比较复杂，但是其中影响很大的部分就是送丝机构的设计。传统送丝机构的设计存在丝材直径不能更换，丝材熔融时保温效果差等缺陷，从而严重影响成型效果。
针对上述现状，需要设计一种可以克服传统FDM快速成型机出丝头部丝材直径单一以及丝材熔融时保温效果差的新型FDM快速成型机的送丝机构。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简易、成本低廉并且满足成型精度以及成型速度的三维打印机树脂材料送丝机构。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种三维打印机树脂材料送丝机构，包括支座，所述支座右上方上设置有步进电机，步进电机输出端设置有主动带轮，所述主动带轮上连接有推料杆，推料杆穿过设置在支座上的加热块并在其端部设置有喷头，所述加热块上至少设置有两个用于安装加热棒的孔；所述位于支座上推料杆右侧部位设置有两个上下并列的轴承座，所述轴承座之间设置有传动轴，传动轴位于轴承座上方的一端设置有从动带轮，该从动带轮通过传动带与带轮连接，传动轴位于轴承座下方的一端端部设置有主动齿轮，该主动齿轮与设置在轴承座下方齿轮箱内两个对称的传动齿轮啮合，所述齿轮箱上设置有挡料板，挡料板与齿轮箱之间设置有丝材，该丝材通过传动齿轮传送，并与设置在加热块与齿轮箱相对应一侧的接头连接。
优选的，所述加热块上方与推料杆连接的外部设置有散热槽。
优选的，所述加热块下方设置有贴片式传感器。
优选的，所述贴片式传感器具有两片。
优选的，所述接头右端部中心设置有一直径5mm的孔，左端部设置有一可调节孔径的导孔。
优选的，所述导孔孔径为1～5mm。
优选的，所述推料杆上部是光杆轴，下部是直径变化的螺纹，丝材从接头进来之后先与推料杆下部的粗径螺纹接触。
优选的，所述挡料板底部设置有两个可以调节挡料板与丝材之间间距的滑槽，所述滑槽内设置有双螺母。
与现有技术相比，本发明的有益之处是：这种三维打印机树脂材料送丝机构采用贴片式热传感器，还有铜加热棒对丝材进行加热，同时实现温度采集，实现对丝材出料速度以及出料温度的控制，达到克服传统加热部分的缺陷，提高FDM快速成型机的成型精度和成型速度。
附图说明：
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明一种三维打印机树脂材料送丝机构结构示意图；
图2是图1中推料杆的结构示意图；
图3是图1中挡料板侧面结构示意图；
图4是图1中挡料板俯视图。
图中：1、步进电机；2、带轮；3、支座；4、推料杆；5、散热槽；6、加热棒；7、孔；8、加热块；9、贴片传感器；10、喷头；11、挡料板；12、丝材；13、20、传动齿轮；14、齿轮箱；15、17、轴承座；16、传动轴；18、从动带轮；19、接头。
具体实施方式：
下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细描述：
图1所示一种三维打印机树脂材料送丝机构，包括支座3，所述支座3右上方上设置有步进电机1，步进电机1输出端设置有主动带轮2，所述主动带轮2上连接有推料杆4，如图2所示，所述推料杆4上部是光杆轴，下部是直径变化的螺纹；推料杆4穿过设置在支座3上的加热块8并在其端部设置有喷头10；为了便于散热，所述加热块8上方与推料杆4连接的外部设置有散热槽5；加热块8下方设置有两片贴片式传感器9，实现对加热部分温度的准确控制；为了使加热块8加热，所述加热块8上至少设置有两个用于安装加热棒6的孔7；所述位于支座3上推料杆4右侧部位设置有两个上下并列的轴承座17、15，所述轴承座17、15之间设置有传动轴16，传动轴16位于轴承座17上方的一端设置有从动带轮18，该从动带轮18通过传动带与带轮2连接，传动轴16位于轴承座15下方的一端端部设置有主动齿轮，该主动齿轮与设置在轴承座15下方齿轮箱14内两个对称的传动齿轮13、20啮合，所述齿轮箱14上设置有挡料板11，如图3和图4所示，所述挡料板11底部设置有两个可以调节挡料板11与丝材12之间间距的滑槽，所述滑槽内设置有双螺母；所述挡料板11与齿轮箱14之间设置有丝材12，该丝材12通过传动齿轮13、20传送，并与设置在加热块8与齿轮箱14相对应一侧的接头19连接，所述接头19右端部中心设置有一直径5mm的孔，左端部设置有一可调节孔径的导孔，该导孔孔径为1～5mm，丝材12穿过接头19左端的导孔，然后顺利通过右端的孔，实现与推料杆4的接触，完成丝材12的加热。
具体地，与步进电机1相连的带轮2带动支座3左侧的从动带轮18从而驱动连接在传动轴16端部的主动齿轮，主动齿轮带动齿轮箱14里面的两个传动齿轮13、20，这两个传动齿轮13、20与丝材12接触，主动齿轮带动两个传动齿轮13、20旋转，传动齿轮13、20旋转的同时带动丝材12实现进料，通过可调节挡料板11的侧面摩擦实现不同直径的丝材12进料；丝材12通过接头19左端的导孔，然后顺利通过右端的孔进入加热块8内，与穿插在加热块8内推料杆4下部的螺纹直接接触，加热棒6的产生的热量通过加热块8传递到丝材12上，实现对丝材12的加热，使其达到熔融状态；加热块8下部的贴片式传感器9可以对加热温度进行准确控制；丝材12熔融之后通过推料杆4上的螺纹在转动过程中带到喷头10，在加热块8内部熔融的丝材12通过推料杆4时经过一段时间的保压，从喷头喷出。
这种三维打印机树脂材料送丝机构采用贴片式热传感器9，还有铜加热棒6对丝材12进行加热，同时实现温度采集，实现对丝材12出料速度以及出料温度的控制，达到克服传统加热部分的缺陷，提高FDM快速成型机的成型精度和成型速度。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种三维打印机树脂材料送丝机构，其特征在于：包括支座（3），所述支座（3）右上方上设置有步进电机（1），步进电机（1）输出端设置有主动带轮（2），所述主动带轮（2）上连接有推料杆（4），推料杆（4）穿过设置在支座（3）上的加热块（8）并在其端部设置有喷头（10），所述加热块（8）上至少设置有两个用于安装加热棒（6）的孔（7）；所述位于支座（3）上推料杆（4）右侧部位设置有两个上下并列的轴承座（17、15），所述轴承座（17、15）之间设置有传动轴（16），传动轴（16）位于轴承座（17）上方的一端设置有从动带轮（18），该从动带轮（18）通过传动带与带轮（2）连接，传动轴（16）位于轴承座（15）下方的一端端部设置有主动齿轮，该主动齿轮与设置在轴承座（15）下方齿轮箱（14）内两个对称的传动齿轮（13、20）啮合，所述齿轮箱（14）上设置有挡料板（11），挡料板（11）与齿轮箱（14）之间设置有丝材（12），该丝材（12）通过传动齿轮（13、20）传送，并与设置在加热块（8）与齿轮箱（14）相对应一侧的接头（19）连接。
2.根据权利要求1所述的三维打印机树脂材料送丝机构，其特征在于：所述加热块（8）上方与推料杆（4）连接的外部设置有散热槽（5）。
3.根据权利要求1或2所述的三维打印机树脂材料送丝机构，其特征在于：所述加热块（8）下方设置有贴片式传感器（9）。
4.根据权利要求3所述的三维打印机树脂材料送丝机构，其特征在于：所述贴片式传感器（9）具有两片。
5.根据权利要求1所述的三维打印机树脂材料送丝机构，其特征在于：所述接头（19）右端部中心设置有一直径5mm的孔，左端部设置有一可调节孔径的导孔。
6.根据权利要求5所述的三维打印机树脂材料送丝机构，其特征在于：所述导孔孔径为1～5mm。
7.根据权利要求1所述的三维打印机树脂材料送丝机构，其特征在于：所述推料杆（4）上部是光杆轴，下部是直径变化的螺纹，丝材（12）从接头（19）进来之后先与推料杆（4）下部的粗径螺纹接触。
8.根据权利要求1所述的三维打印机树脂材料送丝机构，其特征在于：所述挡料板（11）底部设置有两个可以调节挡料板（11）与丝材（12）之间间距的滑槽，所述滑槽内设置有双螺母。
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