CN106182787A - 一种粉末粘接成型桌面型3d打印机及其方法 - Google Patents

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殷国富
向召伟
邓珍波
殷鸣
梅筱琴
陈俊宇
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    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)

Abstract

本发明公开了一种粉末粘接成型桌面型3D打印机，包括X向运动组件、Y向运动组件、Z向运动组件、喷头组件、成型板组件、连接组件和底板。所述喷头组件安装在所述Y向运动组件上，所述Y向运动组件通过所述连接组件固定在所述X向运动组件上。所述喷头组件包括电机、挤压螺杆、粘接剂挤压管和粉末挤压头等，所述电机带动所述挤压螺杆转动挤出粘接剂并在所述粉末粘接头内与成型粉末混合并被进一步挤出所述粉末粘接头。本发明采用同轴送粉方式，无需专门的铺粉机构，提高了打印效率；粉末粘接的成型方式使成型材料不会受到加热等的影响，有利于生物墨水等的3D打印；打印机结构紧凑，体积较小，有利于科研应用和3D打印技术的推广。

Description

一种粉末粘接成型桌面型3D打印机及其方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种粉末粘接成型桌面型3D打印机。
背景技术
3D打印技术以计算机三维模型为蓝本，依托分层与轨迹规划软件和控制成型系统，利用热熔喷嘴、激光束等方式将金属粉末、陶瓷粉末、树脂等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出产品。3D打印无需原胚、模具以及复杂的加工机床、加工工艺等，其能直接根据产品三维模型分层得到的计算机图形数据，通过一层层增加材料的方法直接造出任何形状的物体。3D打印能够极大的缩短产品研制周期，简化产品的制造程序，提高效率和降低成本。目前主流的3D打印技术有分层实体制造、立体光固化成型、选择性激光烧结、熔融沉积成型和三维印刷等。选择性激光烧结、三维印刷等需要专门的铺粉装置，打印机体积较大，且由于铺粉与成型相对独立，打印效率较低；分层实体制造、立体光固化成型、选择性激光烧结、熔融沉积成型等成型工艺需要热源对成型材料加热，所用的成型材料类型有限，对组织器官和生物支架等的打印有所限制。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述技术的限制和不足，提供一种能够实现粉末粘接成型桌面型3D打印机。
为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种粉末粘接成型桌面型3D打印机，包括X向运动组件、X向辅助运动组件、Y向运动组件、Z向运动组件、连接组件、喷头组件、成型板组件和底座。
所述3D打印机在运动控制卡的控制下，通过X向运动组件实现X向运动，通过Y向运动组件实现Y向运动，通过Z向运动组件实现Z向运动，Y向运动组件可通过连接组件依靠X向运动组件实现X向运动，成型板组件与Z向运动组件相连接并通过Z向运动组件实现Z向运动，喷头组件与Y向运动组件相连接并可通过Y向运动组件以及连接组件和X向运动组件实现Y向运动和X向运动；X向运动组件、X向辅助运动组件、Y向运动组件和Z向运动组件均固定在底座上。
所述喷头组件包括粉末挤压头、粘接剂挤压管、连接螺钉、支架、联轴器、电机、连接螺钉、端盖、轴承、粘接剂连接管、挤压螺杆、送粉连接管。在控制系统控制的控制下控制粉末材料和粘接剂分别由送粉连接管和粘接剂连接管送入，并由挤压螺杆将送入的粘接剂挤压出粘接剂挤压管，挤压螺杆由电机提供动力，挤压螺杆和电机通过联轴器连接。送入的粉末材料和由挤压螺杆挤出的粘接剂在粉末挤压头内的空腔混合并沿喷孔挤出。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明实现粉末粘接成型的喷头组件结构示意图。
图3是本发明实现X向运动的X向运动组件的结构示意图。
图4是本发明实现Z向运动的Z向运动组件的结构示意图。
图中标记：1为X向辅助运动组件，2为Z向运动组件，3为成型板组件，4为喷头组件，5为Y向运动组件，6为连接组件，7为X向运动组件，8为底座，9为粉末挤压头，10为粘接剂挤压管，11为连接螺钉，12为支架，13为联轴器，14为电机，15为连接螺钉，16为端盖，17为轴承，18为粘接剂连接管，19为挤压螺杆，20为送粉连接管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
参照图1，一种粉末粘接成型桌面型3D打印机，包括X向运动组件7,X向辅助运动组件1，Y向运动组件5，Z向运动组件2，成型板组件3，喷头组件4，连接组件6和底板8;所述3D打印机X向运动组件7、X向辅助运动组件1和Z向运动组件2安装在底座8上，Y向运动组件5通过连接组件6与X向运动组件7连接在一起，喷头组件4安装在Y向运动组件5上，成型板组件3安装在Z向运动组件2上。
参照图1，X向运动组件7可带动Y向运动组件5实现X向运动，进而带动喷头组件4实现X向运动，Y向运动组件5可带动喷头组件4实现Y向运动，Z向运动组件2可带动成型板组件3实现Z向运动；喷头组件4的X、Y向运动和成型板组件3的Z向运动共同组成了3D打印机的X、Y和Z向的运动，进而实现3D打印。
参照图2，所述喷头组件包括支架12，安装在支架12上的电机14为挤压螺杆19提供动力，挤压螺杆19转动将由粘接剂连接管18送进的粘接剂挤出粘接剂挤压管10，由送粉连接管20送进的成型粉末与由挤压螺杆19挤出的粘接剂在粉末挤压头9内混合并被进一步挤出粉末挤压头9。
参照图1、2，喷头组件4在X向运动组件7和Y向运动组件5的带动下实现X、Y向运动，并在控制系统的控制下实现有规律、实时的挤出粘接剂和成型粉末的混合物，从而实现二维平面上的形状打印。当一层打印完毕，成型板组件3在Z向运动组件2的带动下向下移动一定的高度，然后X向运动组件7和Y向运动组件5继续带动喷头组件4进行二维平面上的打印，如此反复，从而实现3D打印。

Claims (4)

1.一种粉末粘接成型桌面型3D打印机，其特征在于：包括X向运动组件7,X向辅助运动组件1，Y向运动组件5，Z向运动组件2，成型板组件3，喷头组件4，连接组件6和底板8。
2.根据权利要求1，所述X向运动组件7、X向辅助运动组件1、Z向运动组件2和底座8，其特征在于：X向运动组件7、X向辅助运动组件1和Z向运动组件2安装在底座8上。
3.根据权利要求1，所述Y向运动组件5、连接组件6、X向运动组件7、喷头组件4、成型板组件3、Z向运动组件2，其特征在于：Y向运动组件5通过连接组件6与X向运动组件7连接在一起，喷头组件4安装在Y向运动组件5上，成型板组件3安装在Z向运动组件2上。
4.根据权利要求1，所述的粉末粘接成型桌面型3D打印机的喷头组件4，其特征在于：包括支架12，安装在支架12上的电机14为挤压螺杆19提供动力，挤压螺杆19转动将由粘接剂连接管18送进的粘接剂挤出粘接剂挤压管10，由送粉连接管20送进的成型粉末与由挤压螺杆19挤出的粘接剂在粉末挤压头9内混合并被进一步挤出粉末挤压头9。
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