CN105773969B - 3d打印环保设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种3D打印环保设备，包括壳体，所述壳体具有可容置3D打印机的内腔，且壳体可开闭；所述壳体上安装有净化器，所述净化器包括相通的滤芯和驱风器；所述壳体上还具有第一风口和第二风口，第一风口连通所述内腔与滤芯，第二风口连通所述内腔与驱风器；所述内腔的空气通过所述第一风口、滤芯、驱风器以及第二风口实现内循环。本发明除了可以净化空气并减少噪声之外，还可使内部打印环境相对稳定，以保证成品质量；同时还可提高滤芯的利用率和净化效果，减少滤芯的更换频率，降低成本。

Description

3D打印环保设备

技术领域

本发明涉及3D打印设备领域，具体涉及一种可以容置3D打印机并对内部空气进行内循环净化的3D打印环保设备。

背景技术

现有技术中桌面级、小型化的3D打印机被广泛应用于普通个人、家庭、学校或企业的日常生活或运营中，这些打印机的外壳通常使用敞开式结构，以便于用户在打印过程中进行观察和操作。但是，这种敞开式的3D打印机在3D打印过程中很容易产生烟雾、微尘、异味、有害气体甚至噪声等环境污染问题，对人体造成一定的刺激和损害。据世界权威的学术期刊ScienceDirect上发表的Ultrafine particle emissions from desktop 3Dprinters(作者Brent Stephens，Parham Azimia，Zeineb El Orch以及Tiffanie Ramosa)表明，在3D打印过程中，会产生超细的微尘(ultrafine particle，简称UFP)，如粒径在100nm以下，典型范围是在10～100nm,人类长期暴露在这种环境下，会刺激人体的喉咙，肺部和脑部，造成长期性的健康伤害。

虽然有些3D打印机的外壳采用了封闭式结构，并能够对一些微尘进行过滤，但采用的是将3D打印机内部的空气直接过滤后排到外界的方案，这会在一定程度上破坏原有的3D打印环境的稳定性，导致温度和气压等发生变化。

经研究，不同的成品所需要的较佳温度不同，例如，在打印PLA耗材，打印环境的温度保持在30℃以下成品质量较佳；而在打印ABS耗材时，打印环境的温度在50～60℃成品质量较佳。现有的封闭式的3D打印机在过滤时内部空气会和外界空气交换，易破坏内部的打印环境温度，影响成品质量。此外，内部空气与外界空气的交换还会导致内部的打印环境气压不稳定，同样可能影响成品质量。

此外，现有的过滤方案中，由于受到外界空气的影响，内部空气的成分及流速不稳定，难以估计滤芯充分使用的时间，因而易导致滤芯在使用不充分的情况下便进行更换，增加了成本；反而，还可能由于滤芯的使用过度，造成过滤效果较差，甚至达不到过滤的目的。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种可以容置3D打印机并对内部空气进行内循环过滤的3D打印环保设备，以净化空气，减少噪声，同时保持较为稳定的3D打印环境。

本发明提出的一种3D打印环保设备，包括壳体，所述壳体具有可容置3D打印机的内腔，且壳体可开闭；所述壳体上安装有净化器，所述净化器包括相通的滤芯和驱风器；所述壳体上还具有第一风口和第二风口，第一风口连通所述内腔与滤芯，第二风口连通所述内腔与驱风器；所述内腔的空气通过所述第一风口、滤芯、驱风器以及第二风口实现内循环。

在本发明的其中一优选方案中，所述壳体具有可从外部观察到内腔的透明窗。

在本发明的其中一优选方案中，所述滤芯位于驱风器的上方；所述第一风口为进风口，第二风口为出风口，且第一风口对应位于所述第二风口的上方。

在本发明的其中一优选方案中，所述驱风器具体为抽风机或减压器。

在本发明的其中一优选方案中，所述净化器上具有进风方向为水平方向的第一过滤口，以及出风方向垂直向下的第二过滤口；第一过滤口与所述滤芯连通且安装在第一风口处，第二过滤口与所述驱风器连通且安装在第二风口处。

在本发明的其中一优选方案中，第二过滤口呈倒置斗状。

在本发明的其中一优选方案中，第一过滤口设置有栅栏。

在本发明的其中一优选方案中，所述净化器还具有散热风扇和调节旋钮；所述散热风扇安装在滤芯上方，所述调节旋钮与驱风器电连接以调节驱风器的功率。

在本发明的其中一优选方案中，所述壳体为帐篷式壳体，其具有拉链门以打开或关闭内腔。

在本发明的其中一优选方案中，所述壳体为箱式壳体，其具有把手门以打开或关闭内腔

本发明提出的一种3D打印环保设备至少具备以下有益效果：

1、壳体的内腔可以用于容置(容纳、设置或放置)3D打印机，在进行3D打印时，通过空气内循环，除了可以净化空气并减少噪声之外，还可使内部打印环境相对稳定，以保证成品质量。

2、由于采用了内循环，内部空气的成分及流速相对稳定且不会受到外界空气的影响，因而可以估计滤芯充分使用的时间，直到充分吸附后才更换滤芯，从而可以提高滤芯的利用率和净化效果，减少滤芯的更换频率，同时降低成本。

3、结构简单，便于拆装及搬运，应用前景极广。

附图说明

图1是实施例一提出的3D打印环保设备的立体结构示意图。

图2是实施例一提出的3D打印环保设备的平面结构示意图。

图3是图2的后透视结构示意图。

图4是实施例二提出的3D打印环保设备的立体结构示意图。

图5是实施例二提出的3D打印环保设备的平面结构示意图。

图6是图5的俯视结构示意图。

图7是图5的右透视结构示意图。

图8是实施例四提出的3D打印环保设备的净化器立体结构示意图。

图9是实施例四提出的3D打印环保设备的净化器平面结构示意图。

图10是测试实例中使用3D打印环保设备前后的超细微尘浓度变化对比示意图。

图11是测试实例中3D打印环保设备针对不同3D打印耗材时清除有毒气体的效果示意图。

图1至图9中：10-壳体，11-第一风口，12-第二风口，13-透明窗，14-固定架，15-万向轮，20-净化器，21-第一过滤口，22-第二过滤口，23-散热风扇，24-调节旋钮。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步描述。

实施例一

请参阅图1至图3，实施例提出的一种3D打印环保设备，包括壳体10，壳体10具有可容置3D打印机的内腔，且壳体10可开闭，以将3D打印机放入内腔中或从内腔中取出。图1至图3中的壳体10是箱式壳体，材料可以是铝合金、塑料、不锈钢或铁等，其具有把手门以打开或关闭内腔。

壳体10具有可从外部观察到内腔的透明窗13。图1至图3中的壳体10采用长方体设计，其四个侧面均可设置透明窗13。

壳体10上安装有净化器20，净化器20包括相通的滤芯和驱风器(图未示出)；其中，滤芯首选HEPA滤芯(即高效空气过滤器滤芯)或UPLA滤芯(即超高效空气过滤器滤芯)，当然也可以采用其他能够净化空气的滤芯，如ESP(静电除尘)滤芯或负离子滤芯等；驱风器具体优选为抽风机，也可选用减压器等能够使空气流过滤芯的器件。

壳体10上还具有第一风口11和第二风口12，第一风口11连通所述内腔与滤芯，第二风口12连通所述内腔与驱风器；所述内腔的空气通过所述第一风口11、滤芯、驱风器以及第二风口12实现内循环。

此外，图1至图3中，壳体10下方还有固定架14，固定架14下方还安装有万向轮15，以便于搬运。

实施例二

请参阅图4至图7，实施例提出的一种3D打印环保设备，包括壳体10，壳体10具有可容置3D打印机的内腔，且壳体10可开闭，以将3D打印机放入内腔中或从内腔中取出。图4至图7中的壳体10是帐篷式壳体，材料具体可以是布、无纺布、牛津布或塑料薄膜等，其具有拉链门以打开或关闭内腔。

壳体10具有可从外部观察到内腔的透明窗13。图4至图7中的壳体10采用长方体设计，其四个侧面均可设置透明窗13。

壳体10上安装有净化器20，净化器20包括相通的滤芯和驱风器(图未示出)；其中，滤芯首选HEPA滤芯(即高效空气过滤器滤芯)或UPLA滤芯(即超高效空气过滤器滤芯)，当然也可以采用其他能够净化空气的滤芯，如ESP(静电除尘)滤芯或负离子滤芯等；驱风器具体优选为抽风机，也可选用减压器等能够使空气流过滤芯的器件。

壳体10上还具有第一风口11和第二风口12，第一风口11连通所述内腔与滤芯，第二风口12连通所述内腔与驱风器；所述内腔的空气通过所述第一风口11、滤芯、驱风器以及第二风口12实现内循环。

值得一提的是，本发明对于3D打印环保设备的壳体的形状、规格及材料等并不作具备限定，实施例一的箱式壳体以及与实施例二的帐篷式壳体仅为其中优选的两种方案。

实施例三

实施例三在实施例一或实施例二的基础上，作进一步优化设计，具体可参考图1至图3或图4至图7：

本实例的优选设计中，滤芯位于驱风器的上方，同时，第一风口11为进风口，第二风口12为出风口，且第一风口11对应位于第二风口12的上方。如此，在使用时，内腔的空气在驱风器的作用下形成气流，气流依次通过第一风口11、滤芯、驱风器以及第二风口12实现内循环，阻力小。

若滤芯位于驱风器的下方，也即驱风器在上方，则变成驱风器将气流驱入滤芯中，气流撞向滤芯会产生很大的反弹，从而干扰正常气流，加大了阻力。

实施例四

实施例四在实施例三的基础上，做进一步优化设计，具体可结合图1至图3或结合图4至图7，并参阅图8和图9：

净化器20上具有进风方向为水平方向的第一过滤口21，以及出风方向垂直向下的第二过滤口22；第一过滤口21与所述滤芯连通且安装在第一风口11处，第二过滤口22与所述驱风器连通且安装在第二风口处12。第一过滤口21的进风方向为水平方向，可使气流更通畅地进入净化器20；而第二过滤口22的出风方向垂直向下，可使气流从净化器20进入内腔10时不会对进入净化器20的气流造成干扰，从而不会紊乱空气流动，同时也避免了直接吹向3D打印机对打印质量造成的影响。

在具体设计中，为了避免3D打印机中较小的线材或其他杂质进入净化器20导致的堵塞，可在第一过滤口21设置栅栏以对气流进行初步过滤；而第二过滤口22则具体可设置成呈倒置斗状。

此外，本实施例的净化器20还可设置散热风扇23和调节旋钮24；散热风扇23安装在滤芯上方，以对净化器20进行散热，防止温度过高；调节旋钮24与驱风器电连接以调节驱风器的功率(当驱风器采用抽风机时，也即调节抽风机的转速)。

测试实例

经过测试，本发明采用的内循环净化方案能够有效清除超细微尘(UFP)和有毒气体(TVOC)，确保用户在健康安全的环境下使用3D打印设备。

1、超细微尘(UFP)

测试设备：本发明提出的3D打印环保设备

设备滤芯：HEPA滤芯

测试材料：常用的ABS 3D打印耗材

请参阅图10，图10是测试实例中使用3D打印环保设备前后的超细微尘浓度变化对比示意图，从图10中可知，右图(采用本发明的3D打印环保设备)相对于左图(未采用本发明的3D打印环保设备)平均可减少91％的超细微尘。

2、有毒气体(TVOC)

测试设备：本发明提出的3D打印环保设备

设备滤芯：HEPA滤芯

测试材料：常用的ABS、Nylon 3D打印耗材

请参阅图11，图11是测试实例中3D打印环保设备针对不同3D打印耗材时清除有毒气体的效果示意图。从图11中可知，针对常用的ABS 3D打印耗材，采用本发明的3D打印环保设备平均可以清除85％的有毒气体。而针对Nylon 3D打印耗材，采用本发明的3D打印环保设备平均可以清除94％的有毒气体。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种3D打印环保设备，其特征在于，包括壳体，所述壳体具有可容置3D打印机的内腔，且壳体可开闭；所述壳体上安装有净化器，所述净化器包括相通的滤芯和驱风器；所述壳体上还具有第一风口和第二风口，第一风口连通所述内腔与滤芯，第二风口连通所述内腔与驱风器；所述滤芯位于驱风器的上方；所述第一风口为进风口，第二风口为出风口，且第一风口对应位于于所述第二风口的上方；所述内腔的空气通过所述第一风口、滤芯、驱风器以及第二风口实现内循环。

2.根据权利要求1所述的3D打印环保设备，其特征在于，所述壳体具有可从外部观察到内腔的透明窗。

3.根据权利要求1所述的3D打印环保设备，其特征在于，所述驱风器具体为抽风机或减压器。

4.根据权利要求3所述的3D打印环保设备，其特征在于，所述净化器上具有进风方向为水平方向的第一过滤口，以及出风方向垂直向下的第二过滤口；第一过滤口与所述滤芯连通且安装在第一风口处，第二过滤口与所述驱风器连通且安装在第二风口处。

5.根据权利要求4所述的3D打印环保设备，其特征在于，第二过滤口呈倒置斗状。

6.根据权利要求5所述的3D打印环保设备，其特征在于，第一过滤口设置有栅栏。

7.根据权利要求1所述的3D打印环保设备，其特征在于，所述净化器还具有散热风扇和调节旋钮；所述散热风扇安装在滤芯上方，所述调节旋钮与驱风器电连接以调节驱风器的功率。

8.根据权利要求1至7任一项所述的3D打印环保设备，其特征在于，所述壳体为帐篷式壳体，其具有拉链门以打开或关闭内腔。

9.根据权利要求1至7任一项所述的3D打印环保设备，其特征在于，所述壳体为箱式壳体，其具有把手门以打开或关闭内腔。