CN105619794A - 3d打印机的滑片泵式挤出机构 - Google Patents

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张自强
王占礼
陈延伟
张邦成
庞在祥
王丽
马驰骋
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Abstract

本发明公开了一种3D打印机的挤出机构，内容包括挤出部分、加热部分、及喷嘴部分。通过电机带动，丝材进入加热流道经热转化为熔融态，再由滑片式挤出泵将熔融的丝材输送到出丝口排出。本发明相对于活塞推进式挤出机构而言，改善了工作过程中出丝速度不够平稳、易出现起停滞后以及流涎等问题，提高成型物体的质量，使3D打印机的打印效果得到改善。

Description

3D打印机的滑片泵式挤出机构
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印机的滑片泵式挤出机构。
背景技术
3D打印技术是一种以数字模型文件作为基础，运用金属或塑料等粘性材料，通过逐层堆积方式来加工物体的一种技术。现阶段随着研究逐步深化，3D打印机开始应用于多个发展领域，其发展趋势朝着结构操作简单化、成本低廉化方向发展。通过调查发现，不少发明专利是基于以上趋势进行研究，如专利103551572A所研究的是一种3D金属打印机，专利102608890A则研究的是3D激光打印机等，但以上发明专利多以整体结构设计及改进为主，而对某一执行机构进行独立设计的发明专利几乎没有。
挤出机构是3D打印机的关键性组成部分，在现有3D打印机中，挤出过程多数采用送丝轮进行送丝，在丝材的活塞作用下实现丝材的推进过程，完成零件的打印。但由于该送丝方法容易出现送丝不够稳定的情况，当送丝的驱动力不足时，丝材容易打滑，在工作起停过程中容易出现起停相应滞后、流涎等问题。而且当加热温度较低时，可能会出现断丝问题，过高时则容易出现丝材焦黄或堆积坍塌等现象。
发明内容
针对现有3D打印机挤出机构的不足，本发明目的在于提供一种滑片泵式挤出机构来提高物体打印的质量，改善送丝过程中起停滞后、堆积坍塌、断丝、溢流等问题。
为实现上述目的，本发明主要技术方案如下：
3D打印机的滑片泵式挤出机构，挤出部分、加热部分、及喷嘴部分。
入口设有导丝管接口、散热铜管，通过散热铜管将导丝管多余热量散出，避免丝材在导丝管内部熔融造成堵塞。
加热部分设计有加热棒和热电偶，背盖上设计往复弯管状加热流道，保证丝材在流道内均匀受热。加热棒与热电偶置于挤出机构中，用以实现稳定的温度控制。背盖上方的加热流道部分通过形状配合的方式与外壳连接使熔融丝材处于密封环境，保证了丝材加热环境温度的稳定，无骤热或骤冷现象。
在挤出泵外壳内部设计预留区域用于放置滑片式挤出泵。设计滑片式挤出泵代替原有活塞式送丝方式。为了减小叶片对外壳的磨损，将定子圈放置于叶片与外壳之间。同时在配流盘与外壳之间设计有储存熔融丝材的空腔，空腔与上方与加热流道相连接，其作用在于储存熔融态丝材，转子旋转一周完成一个周期的送丝过程。该种送丝方式运行平稳，能够有效保证持续送丝，改善送丝过程中的溢流、流涎、堵塞等问题。
本发明的有益效益在于：由于挤出时丝材为熔融丝材，则同一口径喷头可与不同规格丝材搭配使用，减少使用限制。滑片泵在起停过程中，由于流道内有一定量的熔融丝材以及剩余空间，所以熔融丝材不易流出，通过控制泵体的停、转即实现送丝的起停，有效防止流涎问题。
附图说明
图1为挤出机构整体示意图。
图2为挤出机构爆炸视图。
图3为流道结构示意图。
具体实施方式
参阅图1，滑片泵式挤出机构整体由喷嘴1、挤出部分2、入口3以及加热部分4组成，喷嘴部分1通过螺纹连接的方式与挤出机构外壳连接。
参阅图1、2，入口3包括导丝管接口301、散热铜管302，导丝管接口301与散热铜管302插接，散热铜管302与外壳211通过螺纹连接。
参阅图1、2、3，挤出部分2由滑片泵式挤出机构、端盖202、外壳211、背盖212组成，外壳211呈长方体，背盖212上设置有往复弯管状加热流道，端盖202、外壳211、背盖212通过螺栓螺母进行连接。
参考图1、2，加热部分4由加热棒401、热电偶402以及背盖212组成，加热棒401与热电偶402通过形状配合与背盖212以及外壳211进行连接，背盖212与外壳211通过螺栓201与螺套203固定。
参阅图2，滑片泵式挤出机构主要包括滑片式挤出泵，滑片式挤出泵置于外壳211内部，由传动轴207、定子圈208、转子204、叶片206、配流盘209及弹簧205组成，转子204呈圆柱体状，叶片206通过弹簧205与转子204、传动轴207连接，定子208为圆柱筒状，位于叶片206与外壳211之间，配流盘209与外壳211通过形状配合。
实际工作过程中，丝材经入口301进入挤出机构内，在加热流道充分受热变为熔融丝材，后进入配流盘209与外壳211的空腔中，传动轴207与转子204通过键连接，传动轴207旋转带动转子204转动，转子204带动叶片206绕传动轴207旋转，弹簧205置于叶片206与转子204之间，迫使叶片206顶端与定子圈208接触，丝材由配流盘209上部通路流入，由叶片206带动，经由配流盘209下通路排出，丝材不断被排出并凭借产生的流体推力及其自身所受的重力由喷嘴1排出，完成物体打印。
本发明还提供一种3D打印机，该3D打印机包括上述3D打印挤出机构。
以上所述仅为本发明的较优实施案例，并非用以限制本发明，凡在本发明的原理和方式之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种3D打印机的滑片泵式挤出机构，其特征在于：所述挤出机构包括入口（3）、挤出部分（2）、加热部分（4）以及喷嘴部分（1），加热部分（4）位于挤出泵四周，喷嘴部分（1）通过螺纹连接的方式与挤出机构外壳连接。
2.根据权利要求1所述3D打印机的滑片泵式挤出机构，其特征在于：入口（3）包括导丝管接口(301)、散热铜管(302)，导丝管接口(301)与散热铜管(302)插接，散热铜管(302)与外壳(211)通过螺纹连接。
3.根据权利要求1所述3D打印机的滑片泵式挤出机构，其特征在于：加热部分（4）由加热棒（401）、热电偶（402）以及背盖（212）组成，加热棒（401）与热电偶（402）通过形状配合进行连接，背盖（212）、外壳（211）通过螺栓（201）、螺套（203）固定。
4.根据权利要求1所述3D打印机的滑片泵式挤出机构，其特征在于：挤出部分（2）由滑片泵式挤出机构、端盖（202）、外壳（211）、背盖（212）组成，外壳（211）呈长方体，背盖（212）上设置有往复弯管状加热流道，端盖（202）、外壳（211）、背盖（212）通过螺栓螺母进行连接。
5.根据权利要求1所述3D打印机的滑片泵式挤出机构，其特征在于：滑片泵式挤出机构主要包括滑片式挤出泵，滑片式挤出泵置于外壳（211）内部，由传动轴（207）、定子（208）、转子（204）、叶片（206）、配流盘（209）及弹簧（205）组成，转子（204）呈圆柱体状，叶片（206）通过弹簧（205）与转子（204）、传动轴（207）连接，定子（208）为圆柱筒状，位于叶片（206）与外壳（211）之间，配流盘（209）与外壳（211）通过形状配合。
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