CN104149343B - 一种通过柔性导管将热熔材料挤出装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热熔材料成型技术领域，具体涉及的是一种通过柔性导管将热熔材料挤出装置。本发明通过柔性导管将热熔材料挤出的装置，包括柔性导管，所述柔性导管一端为热熔材料进口端，所述热熔材料进口端与驱动装置连接，另一端为热熔材料出口端，所述柔性导管热熔材料出口端与所述加热器入口端连接，所述加热器出口端与挤出喷嘴连接，所述柔性导管热熔材料出口端和所述加热器入口端连接处设置有压帽压紧实现密封。这样能减小挤出装置中移动部分的质量，提高移动速度，能够使热熔材料在接缝柔性导管出口端和加热器入口处遇冷避免形成肿瘤状堆积阻塞继续进入加热器，保证柔性导管中热熔材料挤出过程热熔材料入料顺畅，使热熔材料顺利成型。

Description

一种通过柔性导管将热熔材料挤出装置

技术领域

本发明涉及热熔材料成型技术领域，尤其涉及一种通过柔性导管将热熔材料挤出装置。

背景技术

快速成型技术是20世纪80年代末新兴的先进制造技术，是一种基于离散堆积思想的原型制造技术。快速成型技术的突出优势体现在：首先，它是一种完全基于数字驱动的数字化制造技术，实现直接有CAD原型的制造过程，无需专用的工装夹具；其次，成型过程与零件的复杂程度无关，可以制造任意复杂形状的零部件。快速成型有广泛的应用领域，尤其在新产品开发阶段，采用快速成型技术，可以大大缩短产品的开发周期，大幅度降低产品试制造费用，快速响应市场需求。目前，快速成型工艺技术有10余种之多，最典型的工艺方法有立体光刻(SL)、叠层实体制造(LOM)、选择性激光烧结(SLS)和熔融沉积成型(FDM)。热熔材料挤出装置是熔融堆积法快速成型系统的关键部件，它将热熔材料，例如塑料，原料融化，通过挤出头产生细丝，并用该细丝在计算机系统的控制下构造三维实体模型。传统的热熔材料挤出装置是将驱动装置或驱动泵，加热装置和挤出头做成一体的固定结构。它的构造相对简单，工作过程容易控制，不过其问题是质量大，特别是驱动装置质量很大。

申请号为200520080240.3的专利申请公开了熔体连续挤出装置，公开的熔体连续挤出装置质量大，其驱动电机笨重，活动性差，累积传动部分和加热部分，整个挤出装置质量更大；该挤出装置一方面限制了挤出头移动速度，即三维快速成型的速度；另一方面对X，Y轴的机械强度要求较高，需要一定的驱动功率来达到运动速度，这又进一步增加了成本；同时某些熔融的热熔材料会产生异味，长期吸入这种气体会影响身体健康。虽然可以将整个三维打印成型空间封闭，加排气风扇并进行过滤，但是这样的成本高，而且大量的空气流通不利于维持三维成型腔的温度。

申请号为201320344632.0的专利申请公开了提供了一种能将驱动装置固定，减小移动部分的质量，提高挤出头移动速度的新型热熔材料挤出装置，同时所述装置带有气体流通装置，能够过滤某些熔融的热熔材料产生的异味。但是，存在热熔材料由于热熔加热装置的热量向外扩散，使得热熔材料在没有进入加热装置前就会变软，如果柔性导管的热熔材料进口端接口处有缝隙，在进料压力的作用下，该变软的材料会在加热装置和热熔导管入口处的缝隙处流出，流出的热熔材料遇冷形成肿瘤状堆积，这样就阻塞热熔材料继续进入加热器，影响热熔材料成型质量。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种通过柔性导管将热熔材料挤出装置，使流出的热熔材料在柔性导管热熔材料出口端和加热器入口端连接处避免遇冷形成肿瘤状堆积，阻塞热熔材料继续进入加热器，保证了柔性导管中热熔材料挤出装置的挤出过程可靠顺畅，热熔材料顺利成型。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种通过柔性导管将热熔材料挤出装置，包括柔性导管，所述柔性导管一端为热熔材料进口端，所述热熔材料进口端与驱动装置连接，另一端为热熔材料出口端，所述热熔材料出口端与加热器入口端连接，加热器出口端与挤出喷嘴连接，所述热熔材料出口端和所述加热器入口端连接处设置有用于压紧密封的压帽。

进一步地，所述热熔材料出口端设有法兰，所述压帽通过所述法兰将所述热熔材料出口端与所述加热器入口端压紧密封。

进一步地，所述压帽外部设有散热片。

进一步地所述热熔材料出口端设有凸起，所述加热器入口端设有凹陷，所述凸起和所述凹陷通过所述压帽安装压紧后实现密封。

进一步地，所述热熔材料出口端通过热压的方式压紧在所述压帽内，形成所述法兰。

进一步地，所述压帽通过设置的内螺纹和所述加热器入口端设置的外螺纹将所述热熔材料出口端和所述加热器入口端压紧实现密封。

进一步地，所述压帽内装有压环，所述压帽通过所述压环将所述柔性导管热熔材料出口端和所述加热器入口端压紧实现密封。

进一步地，所述压环设有内螺纹，所述热熔材料出口端通过加热器热熔与所述内螺纹配合连接。

进一步地，所述压环通过粘合的方式安装到所述柔性导管热熔材料出口端上。

进一步地，所述加热器设有至少一个以上入口端，所述每一个入口端分别与柔性导管连接。

本发明的有益效果在于：减小所述挤出装置中移动部分的质量，提高移动速度；实现送料导管到加热器的无缝连接，使得入料顺畅，不会在柔性导管入料口阻塞。

附图说明

图1所示为本发明结构示意图；

图2所示为本发明中压帽安装剖视图；

图3所示为本发明压帽带螺纹和法兰安装放大剖面图；

图4所示为本发明中压帽通过压环带螺纹和法兰安装放大剖面图；

图5所示为本发明中加热器有两个入口端安装剖视图。

附图标记如下

1-柔性导管、2-热熔材料进口端、3-散热片3、4-压帽、5-加热器、6-挤出喷嘴、7--热熔材料出口端、8-加热器出口端、9-加热器人口端、10-法兰、11-压环。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细说明。

实施例1

如图1-4所示，一种通过柔性导管将热熔材料挤出装置，包括一根柔性导管1，所述柔性导管一端为热熔材料进口端2，所述热熔材料进口端2与驱动装置连接，另一端为热熔材料出口端7，所述柔性导管1的热熔材料出口端7与所述加热器入口端9连接，所述加热器出口端8与挤出喷嘴6连接，所述柔性导管热熔材料出口端7和所述加热器入口端9连接处设置有压帽4压紧实现密封，所述柔性导管热熔材料出口端7设有法兰10，所述压帽4通过法兰10将所述柔性导管热熔材料出口端7与所述加热器入口端9密封压紧，所述压帽4外部设有散热片3，所述柔性导管热熔材料出口端7外部设有凸起，所述加热器入口端9设有凹陷，所述凸起和所述凹陷通过所述压帽4安装压紧后实现密封，所述柔性导管热熔材料出口端7和所述压帽4连接的法兰10采用热压的方式加工，将所述压帽4套在所述柔性导管热熔材料出口端7，使用热压模的工艺进行热压加工，先将热压模加热到所述柔性导管热熔材料出口端7熔化温度以上，然后该热压模压在所述柔性导管热熔材料出口端7，使所述柔性导管热熔材料出口端7熔化并在该热压模压力的作用下压紧填充在所述压帽4内，形成所述法兰10，所述压帽4通过内部设有的内螺纹和所述加热器入口端9设置的外螺纹相互配合连接，将所述柔性导管热熔材料出口端7和所述加热器入口端9压紧实现密封，所述压帽4内装有压环11，所述压帽4通过所述压环11将所述柔性导管热熔材料出口端7和所述加热器入口端9压紧实现密封，所述压环11通过螺纹安装到所述柔性导管热熔材料出口端7上，所述压环11通过粘合的方式安装到所述柔性导管热熔材料出口端7上，在图1中所示，热熔材料进入所述柔性导管热熔材料进口端2，也是热熔材料进入软管的入口，经过所述柔性导管热熔材料出口端7，进入加热器5，被加热熔化后，经挤出喷嘴6挤出，形成细丝，压帽4将柔性导管热熔材料出口端7紧密连接在加热器5入口端9上，形成无缝连接，如图2所示，如果柔性导管热熔材料出口端7和加热器5入口端9之间的连接处有缝隙出现，热熔的材料会进入该缝隙，一方面会增加柔性导管1和加热器5之间的压力，造成压帽4失效，因为同等压强下，热熔材料进入该缝隙，使得柔性导管热熔材料出口端7通过压帽4和加热器5之间连接等效面积增大；另一方面进入该缝隙的热熔材料并未达到理想的熔化温度，粘性较大，会对热熔材料进入加热器5产生很大的阻力，使挤出过程不顺畅，为使所述柔性导管的热熔挤出装置的挤出过程可靠顺畅，要求避免这种缝隙出现，于是在所述柔性导管热熔材料出口端7上有凸起，所述加热器5入口端9设有凹陷，两者通过所述压帽4安装后实现密封接触。如图3和图4所示，所述紧密接触就是所述凸起和凹陷的密封接触，所述凸起在热熔材料的压力下，会更紧密贴向所述加热器5的入口端9的凹陷，从而避免出现缝隙，又如图3和图4所示，压帽4通过螺纹固定在加热器5上，并将所述柔性导管热熔材料出口端7通过法兰10和加热器固定连接，紧密连接在加热器5入口端上，压帽4拧紧后，法兰10和加热器5之间是没有缝隙的，也就避免了上一段所述的热熔的材料会进入该缝隙的问题。在工作过程中，在热熔材料顺序经过所述柔性导管热熔材料进口端2和所述柔性导管热熔材料出口端7被推入加热器5的时候，所述柔性导管热熔材料出口端7承受着相反方向的拉力，在该拉力的长期作用下，所述柔性导管热熔材料出口端7和加热器5之间的连接处有可能会出现缝隙，为了减少这种情况的发生，可以在柔性导管热熔材料出口端7和压帽4的连接部位用螺纹进一步加固连接，这样有一部分拉力是通过该螺纹作用在压帽4上，减小了法兰10处承受的拉力，延长工作寿命，所述法兰10可以通过热压的方式加工，在热压工艺中使用的热压模具，将热压模的温度加热到所述柔性导管热熔材料的熔点以上，通过加压的方式形成所述法兰10，当柔性导管热熔材料出口端7上的压帽4连接端带有所述螺纹时，要先将其拧入压帽4，然后在进行热压操作，最终形成一个由所述柔性导管热熔材料出口端7和压帽4构成的整体部件，这种结构的特点是简单牢固。本发明能够减小所述挤出装置中移动部分的质量，提高移动速度；实现送料导管到加热器的无缝连接，使得入料顺畅，不会在柔性导管入料口阻塞。

实施例2

如图1-5所示，本实施例2与实施例1的区别在于，本实施例2中所述加热器5设有至少一个以上入口端9，可以为2个，3个或更多个，根据实际需要几种材料需要进入加热器5，设定加热器5的入口端9的数量，所述加热器5的每一个入口端9分别与不同的柔性导管1出口端7压紧连接实现密封，所述柔性导管热熔材料出口端7和压帽4安装到加热器5之后，所述柔性导管热熔材料出口端7的方向是不确定的，也就是说，如果所述加热器5是固定的，所述柔性导管热熔材料出口端7和压帽4构成的整体部件拧紧到加热器5上时，所述柔性导管通常是弯曲的，如图1所示，它弯曲的朝向是不确定的，这种不确定对于只有一根柔性导管热熔材料出口端7的应用通常不是问题，但是当有多种材料要通过柔性导管热熔材料出口端7进入加热器5时，也就是有多根柔性导管热熔材料出口端7时，所述柔性导管热熔材料出口端7的朝向不确定，会使有些所述柔性导管1可能工作在不自然的弯曲状态下，增加不必要的内用力导致所述柔性导管1的入口端2和出口端7容易变形。这时，可以通过图4所示的压环方式来解决，所述压环11设有内螺纹，所述热熔材料出口端通过加热器热熔与所述内螺纹配合连接，压环11与柔性导管1热熔材料出口端7和压帽4的连接方式，与如图2中所示压帽4的安装方式相同，不过如图4中所示的压环11在没有完全压紧时是可以在压帽4内转动的，安装时能够调整所述柔性导管热熔材料出口端7弯曲的朝向，如图1中所示的散热片3将加热器5通过压帽4传导过来的热量散掉，避免该热量延送料柔性导管1传递造成热熔材料过早地软化，影响该热熔材料被推入加热器5。

以上两个实施例中，所述柔性导管1可以由氟塑料管构成，它们摩擦系数低，又耐高温，例如聚四氟乙烯PTFE管可以工作在250摄氏度的高温。为提高所述柔性导管的强度，可以在该柔性导管的外面包裹金属蛇皮管或波纹管，所述的压帽4和压环11由耐高温的硬材料制作，如聚醚醚酮PEEK或其他类似的材料，它们又具有一定的隔热性。

本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。

Claims (7)

1.一种通过柔性导管将热熔材料挤出装置，包括柔性导管(1)，所述柔性导管一端为热熔材料进口端(2)，所述热熔材料进口端(2)与驱动装置连接，另一端为热熔材料出口端(7)，所述热熔材料出口端(7)与加热器入口端(9)连接，加热器出口端(8)与挤出喷嘴(6)连接，其特征在于，所述热熔材料出口端(7)和所述加热器入口端(9)连接处设置有用于压紧密封的压帽(4)，所述压帽(4)内装有压环(11)，所述压帽(4)通过所述压环(11)将所述柔性导管热熔材料出口端(7)和所述加热器入口端(9)压紧实现密封，所述压环(11)设有内螺纹，所述热熔材料出口端(7)通过加热器热熔与所述内螺纹配合连接，所述压环(11)通过粘合的方式安装到所述柔性导管热熔材料出口端(7)上，所述压环能够调整所述柔性导管热熔材料出口端(7)弯曲的朝向。

2.根据权利要求1所述通过柔性导管将热熔材料挤出装置，其特征在于，所述热熔材料出口端(7)设有法兰(10)，所述压帽(4)通过所述法兰(10)将所述热熔材料出口端(7)与所述加热器入口端(9)压紧密封。

3.根据权利要求1或2所述通过柔性导管将热熔材料挤出装置，其特征在于，所述压帽(4)外部设有散热片(3)。

4.根据权利要求1所述通过柔性导管将热熔材料挤出装置，其特征在于，所述热熔材料出口端(7)设有凸起，所述加热器入口端(9)设有凹陷，所述凸起和所述凹陷通过所述压帽(4)安装压紧后实现密封。

5.根据权利要求2所述通过柔性导管将热熔材料挤出装置，其特征在于，所述热熔材料出口端(7)通过热压的方式压紧在所述压帽(4)内，形成所述法兰(10)。

6.根据权利要求1所述通过柔性导管将热熔材料挤出装置，其特征在于，所述压帽(4)通过设置的内螺纹和所述加热器入口端(9)设置的外螺纹将所述热熔材料出口端(7)和所述加热器入口端(9)压紧实现密封。

7.根据权利要求1所述通过柔性导管将热熔材料挤出装置，其特征在于，所述加热器(5)设有至少一个以上入口端(9)，所述每一个入口端(9)分别与柔性导管(1)连接。