CN105128335A - 一种具有自动清理功能的三维打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种具有自动清理功能的三维打印机，包括底座、支撑架、打印喷头、第三驱动机构、第四驱动机构、储料箱、送料管、送料装置、鼓风机和控制器；第三驱动机构和第四驱动机构分别驱动打印喷头沿横向移动和沿纵向移动；送料管第一端与打印喷头连接，第二端与储料箱连通，储料箱上设有排气阀，送料装置包括推料板和气缸，推料板位于储料箱内，气缸与推料板连接；鼓风机上连接有第一送风管，第一送风管远离鼓风机的端部设有送风连接部，送风连接部通过连杆固定于支撑架上，第一送风管上靠近鼓风机的位置连接有加热装置；本发明可自动清理打印喷头和送料管中的物料残留，从而使打印工作更加顺利。
Description
技术领域
本发明涉及三维打印快速成型技术领域，尤其涉及一种具有自动清理功能的三维打印机。
背景技术
三维打印是一种快速成型技术，即以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
打印过程中，打印喷头不断的来回移动进行打印，为了减轻其驱动机构的负担以及设备工作时的振动，不直接在打印喷头处熔融物料，将熔融状态的物料单独存储设置，并通过送料软管将打印喷头和储料箱连通。
这样设置存在一定的问题：在打印设备长期不使用的情况下，熔融状态的物料容易残留在打印喷头和送料软管中，不仅会影响下次打印的效果，还可能导致打印喷头和送料软管堵塞，对打印机造成损害，因此，亟待设计一种三维打印设备，可以自动清理打印喷头和送料软管中的物料残留。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种具有自动清理功能的三维打印机。
本发明提出的一种具有自动清理功能的三维打印机，包括底座、第一工作台、支撑架、第一驱动机构、打印喷头、第三驱动机构、第四驱动机构、储料箱、送料管、送料装置、鼓风机和控制器；
第一工作台、支撑架和鼓风机分别设于底座上，第一工作台为可升降工作台，第一工作台与第一驱动机构连接，且由其驱动沿竖直方向运动；
打印喷头滑动连接在支撑架上，且位于第一工作台上方，第三驱动机构和第四驱动机构分别驱动打印喷头沿横向移动和沿纵向移动；
送料管第一端与打印喷头连接，第二端与储料箱连通，储料箱上设有排气阀，送料装置包括推料板和气缸，推料板位于储料箱内，气缸与推料板连接；
鼓风机上连接有第一送风管，第一送风管远离鼓风机的端部设有送风连接部，送风连接部通过连杆固定于支撑架上，第一送风管上靠近鼓风机的位置连接有加热装置；
第一驱动机构、第三驱动机构、第四驱动机构、气缸和鼓风机均与控制器连接；
在打印状态下，排气阀保持关闭，控制器控制气缸工作，推料板将物料压入送料管进而向打印喷头挤压供料，控制器分别控制第一驱动机构、第三驱动机构和第四驱动机构工作，调整打印喷头与第一工作台的空间位置，打印喷头向第一工作台喷射打印；打印完成后，开启排气阀，控制器控制第三驱动机构和/或第四驱动机构工作，使打印喷头移动至送风连接部处，打印喷头与送风连接部自动连接，通过鼓风机向第一送风管吹入气体，将打印喷头和送料管内的物料吹入储料箱。
优选地，还包括第二工作台和第二驱动机构，第二工作台设置在底座上，且为可升降工作台，储料箱设置在第二工作台上，第二驱动机构驱动第二工作台使储料箱高度可选择地高于打印喷头的高度或低于打印喷头的高度。
在打印状态下，控制器控制第二驱动机构工作，使储料箱的高度高于打印喷头的高度，在清理送料管和打印喷头内物料过程中，控制器控制第二驱动机构工作，使储料箱的高度低于打印喷头的高度。
优选地，第一送风管上靠近送风连接部的位置连接有温度传感器，温度传感器与温控装置连接，温控装置与加热装置连接。
优选地，第一工作台内设有冷却腔，第一送风管上且位于加热装置和鼓风机之间设有三通阀，三通阀的进口与其中一个出口分别与第一送风管连接，三通阀的另一出口连接第二送风管第一端，第二送风管第二端与冷却腔连通，第二送风管上设有制冷装置，三通阀和制冷装置均与控制器连接。
优选地，第一工作台上设有一个进气口和一个出气口，冷却腔包括一个主分流道、多个支流道、一个汇集流道，主分流道通过多个支流道与汇集流道连通，进气口与主分流道连通，出气口与汇集流道连通，进气口与第二送风管连接。
优选地，送料管、第一送风管和第二送风管上均设有保温层。
优选地，底座上设有万向轮，万向轮上设有制动机构，制动机构与控制器连接。
本发明中提供的一种具有自动清理功能的三维打印机，通过设置鼓风机、第一送风管、送风连接部和加热装置，第一送风管一端连接鼓风机另一端连接送风连接部，通过第三驱动机构和第四驱动机构分别驱动打印喷头横向运动和纵向运动，可使打印喷头运动至送风连接部处，打印喷头与送风连接部自动连接，打印完成后，通过鼓风机和加热装置的作用，第一送风管从打印喷头的喷嘴吹入热气体，使打印喷头和送料管内的熔融状态物料吹入储料箱，从而实现对打印喷头和送料管的清理，从而使下次打印更加顺利，同时能避免剩余熔融状态物料在打印喷头和送料管内凝结，造成堵塞现象。
附图说明
图1为本发明提出的一种具有自动清理功能的三维打印机的结构示意图。
图2为本发明提出的一种具有自动清理功能的三维打印机中冷却腔的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，图1为本发明提出的一种具有自动清理功能的三维打印机的结构示意图；图2为本发明提出的一种具有自动清理功能的三维打印机中冷却腔的结构示意图。
参照图1，本发明提出的一种具有自动清理功能的三维打印机，包括底座1、第一工作台2、支撑架3、第一驱动机构4、打印喷头5、第三驱动机构6、第四驱动机构7、储料箱8、送料管9、送料装置10、鼓风机11和控制器；
第一工作台2、支撑架3和鼓风机11分别设于底座1上，第一工作台2为可升降工作台，第一工作台2与第一驱动机构4连接，且由其驱动沿竖直方向运动；
打印喷头5滑动连接在支撑架3上，且位于第一工作台2上方，第三驱动机构6和第四驱动机构7分别驱动打印喷头5沿横向移动和沿纵向移动；
打印过程中，第三驱动机构6和第四驱动机构7驱动分别驱动打印喷头5沿横向移动和沿纵向移动，完每层的打印工作，第一驱动机构4驱动第一工作台2沿竖直方向升降，通过调节第一工作台2的高度，从而调成打印物品的高度，实现逐层打印。
送料管9第一端与打印喷头5连接，第二端与储料箱8连通，储料箱8上设有排气阀12，送料装置10包括推料板13和气缸14，推料板13位于储料箱8内，气缸14与推料板13连接；
关闭排气阀12，气缸14驱动推料板13在储料箱8内推料，将熔融状态的物料挤入送料管9，继而送入打印喷头5。
鼓风机11上连接有第一送风管15，第一送风管15远离鼓风机11的端部设有送风连接部16，送风连接部16通过连杆17固定于支撑架3上，第一送风管15上靠近鼓风机11的位置连接有加热装置18，打印完成后，开启排气阀12，送风连接部16与打印喷头5连接，加热装置18对鼓风机11鼓出的排气阀12气体进行加热，通过第一送风管15将气体从打印喷头5的喷嘴吹入，经过送料管9，最终吹入储料箱8，经过储料箱8上的排气阀12排出，通入热气体，可防止打印喷头5和送料管9内熔融状态的物料凝结，从而使打印喷头5和送料管9内剩余的熔融状态的物料顺利回收至储料箱8。
第一送风管15上靠近送风连接部16的位置连接有温度传感器21，温度传感器21与温控装置22连接，温控装置22与加热装置18连接，温控装置22获取温度传感器21检测的温度，并与预设温度进行比较判断，若温度低于预设温度，温控装置22控制加热装置18提高加热效率；若温度高于预设温度，温控装置22控制加热装置18降低加热效率；从而控制吹入气体的温度。
第一驱动机构4、第三驱动机构6、第四驱动机构7、气缸14和鼓风机11均与控制器连接；
本实施例的控制工作过程：打印开始前，关闭排气阀12，在打印状态下，保持排气阀12关闭，控制器控制气缸14工作，推料板13将物料压入送料管9进而向打印喷头5挤压供料，控制器分别控制第一驱动机构4、第三驱动机构6和第四驱动机构7工作，调整打印喷头5与第一工作台2的空间位置，打印喷头5向第一工作台喷射打印；打印完成后，开启排气阀12，控制器控制第三驱动机构6和/或第四驱动机构7工作，使打印喷头5移动至送风连接部16处，打印喷头5与送风连接部16自动连接，通过鼓风机11向第一送风管15吹入气体，将打印喷头5和送料管9内的物料吹入储料箱8。
本实施例中，还包括第二工作台19和第二驱动机构20，第二工作台19设置在底座1上，且为可升降工作台，储料箱8设置在第二工作台19上，第二驱动机构20驱动第二工作台19使储料箱8高度可选择地高于打印喷头5的高度或低于打印喷头5的高度。
在打印状态下，控制器控制第二驱动机构20工作，使储料箱8的高度高于打印喷头5的高度，在清理送料管9和打印喷头5内物料过程中，控制器控制第二驱动机构20工作，使储料箱8的高度低于打印喷头5的高度，这样通过重力的作用，当储料箱8高度高于打印喷头5的高度时，可使储料箱8中的物料顺利被挤压到送料管9中，从而使其顺利进入打印喷头5内，当储料箱8高度低于打印喷头5的高度时，从第一送风管15向打印喷头5内吹入的气体可顺利将打印喷头5和送料管9内的物料顺利吹入储料箱8内。
本实施方式中，参照图2，第一工作台2内设有冷却腔23，第一送风管15上且位于加热装置18和鼓风机11之间设有三通阀24，三通阀24的进口与其中一个出口分别与第一送风管15连接，三通阀24的另一出口连接第二送风管25第一端，第二送风管25第二端与冷却腔23连通，第二送风管25上设有制冷装置26，三通阀24和制冷装置26均与控制器连接，具体地，第一工作台2上设有一个进气口27和一个出气口28，冷却腔23包括一个主分流道29、多个支流道30、一个汇集流道31，主分流道29通过多个支流道30与汇集流道31连通，进气口27与主分流道29连通，出气口28与汇集流道31连通，进气口27与第二送风管25连接，第二送风管25从进气口27送入冷却气体，冷却气体经过主分流道29分别进入每个支流道30，再通过汇集流道31汇集，并通过出气口28排出，通过多个支流道30的设置，可以增加冷却效率，使冷却更加均匀，冷却效果更好。
本实施方式中，送料管9、第一送风管15和第二送风管25上均设有保温层，送料管9外层设置保温层可防止其内流动的熔融状态的物料不发生凝结现象，确保物料在送料管9内流通顺利；第一送风管15外设置保温层，保证在第一送风管15内流动的热气体热量不流失，防止由第一送风管15将气体吹入打印喷头5和送料管9后，因气体热量较低而使熔融状态的物料发生冷凝现象，避免堵塞送料管9和打印喷头5；第二送风管25外设置保温层，可确保被冷却后的气体在通入冷却腔23之前不会再从外界吸收热量，从而保证冷却腔23内通入较低温度的气体，从而保证冷却效果。
本实施方式中，底座1上设有万向轮32，万向轮32上设有制动机构33，制动机构33与控制器连接，通过万向轮32可方便的移动打印机，通过控制器可实现自动对万向轮32进行制动控制。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种具有自动清理功能的三维打印机，其特征在于，包括底座(1)、第一工作台(2)、支撑架(3)、第一驱动机构(4)、打印喷头(5)、第三驱动机构(6)、第四驱动机构(7)、储料箱(8)、送料管(9)、送料装置(10)、鼓风机(11)和控制器；
第一工作台(2)、支撑架(3)和鼓风机(11)分别设于底座(1)上，第一工作台(2)为可升降工作台，第一工作台(2)与第一驱动机构(4)连接，且由其驱动沿竖直方向运动；
打印喷头(5)滑动连接在支撑架(3)上，且位于第一工作台(2)上方，第三驱动机构(6)和第四驱动机构(7)分别驱动打印喷头(5)沿横向移动和沿纵向移动；
送料管(9)第一端与打印喷头(5)连接，第二端与储料箱(8)连通，储料箱(8)上设有排气阀(12)，送料装置(10)包括推料板(13)和气缸(14)，推料板(13)位于储料箱(8)内，气缸(14)与推料板(13)连接；
鼓风机(11)上连接有第一送风管(15)，第一送风管(15)远离鼓风机(11)的端部设有送风连接部(16)，送风连接部(16)通过连杆(17)固定于支撑架(3)上，第一送风管(15)上靠近鼓风机(11)的位置连接有加热装置(18)；
第一驱动机构(4)、第三驱动机构(6)、第四驱动机构(7)、气缸(14)和鼓风机(11)均与控制器连接；
在打印状态下，排气阀(12)保持关闭，控制器控制气缸(14)工作，推料板(13)将物料压入送料管(9)进而向打印喷头(5)挤压供料，控制器分别控制第一驱动机构(4)、第三驱动机构(6)和第四驱动机构(7)工作，调整打印喷头(5)与第一工作台(2)的空间位置，打印喷头(5)向第一工作台喷射打印；打印完成后，开启排气阀(12)，控制器控制第三驱动机构(6)和/或第四驱动机构(7)工作，使打印喷头(5)移动至送风连接部(16)处，打印喷头(5)与送风连接部(16)自动连接，通过鼓风机(11)向第一送风管(15)吹入气体，将打印喷头(5)和送料管(9)内的物料吹入储料箱(8)。
2.根据权利要求1所述的具有自动清理功能的三维打印机，其特征在于，还包括第二工作台(19)和第二驱动机构(20)，第二工作台(19)设置在底座(1)上，且为可升降工作台，储料箱(8)设置在第二工作台(19)上，第二驱动机构(20)驱动第二工作台(19)使储料箱(8)高度可选择地高于打印喷头(5)的高度或低于打印喷头(5)的高度。
在打印状态下，控制器控制第二驱动机构(20)工作，使储料箱(8)的高度高于打印喷头(5)的高度，在清理送料管(9)和打印喷头(5)内物料过程中，控制器控制第二驱动机构(20)工作，使储料箱(8)的高度低于打印喷头(5)的高度。
3.根据权利要求1所述的具有自动清理功能的三维打印机，其特征在于，第一送风管(15)上靠近送风连接部(16)的位置连接有温度传感器(21)，温度传感器(21)与温控装置(22)连接，温控装置(22)与加热装置(18)连接。
4.根据权利要求1所述的具有自动清理功能的三维打印机，其特征在于，第一工作台(2)内设有冷却腔(23)，第一送风管(15)上且位于加热装置(18)和鼓风机(11)之间设有三通阀(24)，三通阀(24)的另一出口连接第二送风管(25)第一端，第二送风管(25)第二端与冷却腔(23)连通，第二送风管(25)上设有制冷装置(26)，三通阀(24)和制冷装置(26)均与控制器连接。
5.根据权利要求4所述的具有自动清理功能的三维打印机，其特征在于，第一工作台(2)上设有一个进气口(27)和一个出气口(28)，冷却腔(23)包括一个主分流道(29)、多个支流道(30)、一个汇集流道(31)，主分流道(29)通过多个支流道(30)与汇集流道(31)连通，进气口(27)与主分流道(29)连通，出气口(28)与汇集流道(31)连通，进气口(27)与第二送风管(25)连接。
6.根据权利要求1所述的具有自动清理功能的三维打印机，其特征在于，送料管(9)、第一送风管(15)和第二送风管(25)上均设有保温层。
7.根据权利要求1所述的具有自动清理功能的三维打印机，其特征在于，底座(1)上设有万向轮(32)，万向轮(32)上设有制动机构(33)，制动机构(33)与控制器连接。
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151209 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |