CN106493651B - 一种用于3d打印微细砂轮的混料加热装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于3D打印微细砂轮的混料加热装置及方法，其特征在于，包括送丝机构，所述送丝机构下端与喉管Ⅰ连接，所述喉管Ⅰ与管身Ⅰ通过螺纹连接，所述管身Ⅰ与加热块连接，所述加热块左右两边分别安装有加热棒Ⅰ和加热棒Ⅱ，所述加热块安装有热电偶。所述加热块分别与隔热块和管身Ⅱ相连，所述隔热块与减速器连接，所述减速器与电机和螺杆搅拌器连接，所述螺杆搅拌器下端安装有微细喷嘴。所述管身Ⅱ与喉管Ⅱ通过螺纹连接，所述喉管Ⅱ上端设置有装料漏斗，所述装料漏斗上端通过喷气管与高压气泵连接，下端开口设置有阀门Ⅰ,所述喷气管与金刚石磨粒储料漏斗连接。所述金刚石磨粒储料漏斗下端开口设置有阀门Ⅱ。利用熔融沉积成型技术，通过控制金刚石磨粒和熔融树脂结合剂的混合配比并搅拌均匀，能很好地生产磨粒均匀分布的微细树脂金刚石砂轮，用于高效率地精密磨削，可以有效地研磨微小内孔及复杂型面，且研磨表面光洁度高。

Description

一种用于3D打印微细砂轮的混料加热装置及方法
技术领域
本发明涉及一种混料加热装置及方法，特别涉及一种用于3D打印微细树脂金刚石砂轮的混料加热装置及方法。
背景技术
目前金刚石砂轮的生产工艺主要有烧结，电镀和钎焊等方式。各种金刚石砂轮制备工艺都有优点，但是也存在不足。烧结型金刚石砂轮在烧结过程存在收缩和变形；电镀金刚石砂轮的金刚石磨粒把持力小，负荷较大，磨削时易脱落；单层钎焊金刚石砂轮钢基体表面易氧化，钎焊后结合剂层厚度一致性和磨料排布均匀性尚难于有效控制。传统的金刚石砂轮制备工艺对于微细金刚石砂轮，特别是金刚石磨粒均匀分布的微细金刚石砂轮的制备存在模具腔体空间小、材料难以成型和磨粒分布不均匀等问题。磨粒均匀分布的微细金刚石砂轮的制备对于精密磨削和超精密磨削具有重要意义。另一方面，针对熔融沉积成型(FDM)技术的研究与应用已经日趋成熟，因此利用FDM技术能很好的制备磨粒均匀分布的微细金刚石砂轮。
发明内容
为了解决传统的微细金刚石砂轮的制备工艺中存在难以成型,磨粒分布不均匀等技术问题，本发明提出了一种用于3D打印微细树脂金刚石砂轮的混料加热装置及使用方法。本发明采用以下的技术方案：
所述一种用于3D打印微细砂轮的混料加热装置，其特征在于，包括送丝机构，所述送丝机构下端与喉管Ⅰ连接，所述喉管Ⅰ与管身Ⅰ通过螺纹连接，所述管身Ⅰ与加热块连接，所述加热块左右两边分别安装有加热棒Ⅰ和加热棒Ⅱ，所述加热块安装有热电偶。所述加热块分别与隔热块和管身Ⅱ相连，所述隔热块与减速器连接，所述减速器与电机和螺杆搅拌器连接，所述螺杆搅拌器下端安装有微细喷嘴。所述管身Ⅱ与喉管Ⅱ通过螺纹连接，所述喉管Ⅱ上端设置有装料漏斗，所述装料漏斗上端通过喷气管与高压气泵连接，下端开口设置有阀门Ⅰ,所述喷气管与金刚石磨粒储料漏斗连接。所述金刚石磨粒储料漏斗下端开口设置有阀门Ⅱ。所述送丝机构的送丝速度为1.5～10mm/s，所述送丝机构用于将树脂结合剂丝材送入喉管Ⅰ，所述树脂结合剂丝材采用热塑性树脂，直径为1.5～2mm。所述管身Ⅰ和所述管身Ⅱ均设计有散热片。所述螺杆搅拌器的搅拌直径为6～9mm。所述微细喷嘴直径是0.15～0.5mm。所述装料漏斗上设置有排气装置。所述喷气管直径先逐渐变小而后逐渐变大。
所述一种用于3D打印微细砂轮的混料加热装置，其特征在于，制备微细砂轮包含以下步骤：
一、所述加热棒加热，所述热电偶设定预定温度200～250℃，等待所述加热块温度升到所述树脂结合剂丝材熔融温度200～250℃。
二、启动所述电机，所述螺杆搅拌器开始旋转，转速为0.5～50r/min。
三、所述装料漏斗下端开口的阀门Ⅰ闭合，所述高压气泵开关打开，所述高压气泵喷气。
四、所述金刚石磨粒储料漏斗下端开口的阀门Ⅱ打开并调节开口大小，金刚石磨粒在负压作用下从所述金刚石磨粒储料漏斗被吸出，在正压作用下通过所述喷气管被吹进所述装料漏斗。
五、所述高压气泵开关闭合，所述高压气泵停止喷气。所述送丝机构将树脂结合剂丝材供给所述喉管Ⅰ。同时所述装料漏斗下端开口的阀门Ⅰ打开，使金刚石磨粒和熔融树脂结合剂以1:0.25～0.75的配比混合。
六、经过所述螺杆搅拌器的搅拌，金刚石磨粒和熔融树脂结合剂混合均匀，从所述的微细喷嘴挤出并喷射到微细树脂金刚石砂轮基体上。
七、通过一种用于3D打印微细砂轮的混料加热装置，金刚石磨粒和熔融树脂结合剂混合均匀后一层一层地喷射到微细树脂金刚石砂轮基体上，可生产出金刚石磨粒均匀分布的微细树脂金刚石砂轮。
本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：一种3D打印混料加热装置，能很好地生产磨粒均匀分布的微细树脂金刚石砂轮，用于高效率地精密磨削，可以有效地研磨微小内孔及复杂型面，且研磨表面光洁度高。
附图说明
为了使本发明的内容被更加清楚的理解，下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步的说明：
图1是本发明所述一种用于3D打印微细砂轮的混料加热装置的一个实施例结构示意图。
附图标记说明：1—送丝机构，2—树脂结合剂丝材，3—喉管Ⅰ，4—管身Ⅰ，5—加热块，6—加热棒Ⅰ，7—热电偶，8—螺杆搅拌器，9—微细喷嘴，10—加热棒II，11—高压气泵，12—管身II，13—喉管II，14—阀门Ⅰ，15—装料漏斗，16—喷气管，17—阀门II，18—金刚石磨粒储料漏斗，19—电机，20—减速器，21—隔热块。
具体实施方式
所述一种用于3D打印微细砂轮的混料加热装置，其特征在于，包括送丝机构(1)，所述送丝机构(1)下端与喉管Ⅰ(3)连接，所述喉管Ⅰ(3)与管身Ⅰ(4)通过螺纹连接，所述管身Ⅰ(4)与加热块(5)连接，所述加热块(5)左右两边分别安装有加热棒Ⅰ(6)和热棒II(10)，所述加热块(5)安装有热电偶(7)。所述加热块(5)分别与隔热块(21)和管身Ⅱ(12)相连，所述隔热块(21)与减速器(20)连接，所述减速器(20)与电机(19)和螺杆搅拌器(8)连接，所述螺杆搅拌器(8)下端安装有微细喷嘴(9)。所述管身Ⅱ(12)与喉管Ⅱ(13)通过螺纹连接，所述喉管Ⅱ(13)上端设置有装料漏斗(15)，所述装料漏斗(15)上端通过喷气管(16)与高压气泵(11)连接，下端开口设置有阀门Ⅰ(14),所述喷气管(16)与金刚石磨粒储料漏斗(18)连接。所述金刚石磨粒储料漏斗下端开口设置有阀门Ⅱ(17)。所述送丝机构(1)的送丝速度为5mm/s，所述送丝机构(1)用于将树脂结合剂丝材(2)送入喉管Ⅰ，所述树脂结合剂丝材(2)采用热塑性树脂，丝材直径为1.5mm，熔融温度为225℃。所述管身Ⅰ(4)和管身Ⅱ(12)均设计有散热片。所述热电偶(7)设定预定温度为250℃。所述螺杆搅拌器(8)的搅拌直径为8mm，转速为50r/min。所述微细喷嘴(9)直径是0.3mm。所述装料漏斗(15)上设置有排气装置。所述喷气管(16)直径先逐渐变小而后逐渐变大。
所述一种用于3D打印微细砂轮的混料加热装置，其特征在于，制备微细树脂金刚石砂轮包含以下步骤：
一、给所述加热棒Ⅰ(6)和热棒II(10)加热，所述热电偶(7)设定预定温度250℃，等待所述加热块(5)温度升到树脂结合剂丝材熔融温度225℃。
二、启动所述电机(19)，所述螺杆搅拌器(8)转速以50r/min的转速开始旋转。
三、所述装料漏斗(15)下端开口的阀门Ⅰ(14)闭合，所述高压气泵(11)开关打开，所述高压气泵(11)喷气。
四、所述金刚石磨粒储料漏斗(18)下端开口的阀门Ⅱ(17)打开并调节开口大小，金刚石磨粒在负压作用下从所述金刚石磨粒储料漏斗(18)被吸出，在正压作用下通过所述喷气管(16)被吹进所述装料漏斗(15)。
五、所述高压气泵(11)开关闭合，所述高压气泵(11)停止喷气。所述送丝机构(1)将树脂结合剂丝材(2)供给所述喉管Ⅰ(3)。同时所述装料漏斗(15)下端开口的阀门Ⅰ(14)打开，使金刚石磨粒和熔融树脂结合剂以1:0.25的配比混合。
六、经过所述螺杆搅拌器(8)的搅拌，使得金刚石磨粒和熔融树脂结合剂混合均匀，从所述微细喷嘴(9)挤出并喷射到微细树脂金刚石砂轮基体上。所述微细喷嘴(9)直径是0.3mm。
七、通过一种用于3D打印微细砂轮的混料加热装置，金刚石磨粒和熔融树脂结合剂混合均匀后一层一层地喷射到微细树脂金刚石砂轮基体上，可生产出金刚石磨粒均匀分布的微细树脂金刚石砂轮。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非对实施方式的限定。对于本领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出各种更改和变化，所以无需对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改和等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于3D打印微细砂轮的混料加热方法，其采用的混料加热装置包括送丝机构，所述送丝机构下端与喉管Ⅰ连接，所述喉管Ⅰ与管身Ⅰ通过螺纹连接，所述管身Ⅰ与加热块连接，所述加热块左右两边分别安装有加热棒Ⅰ和加热棒Ⅱ，所述加热块安装有热电偶，所述加热块分别与隔热块和管身Ⅱ相连，所述隔热块与减速器连接，所述减速器与电机和螺杆搅拌器连接，所述螺杆搅拌器下端安装有微细喷嘴，所述管身Ⅱ与喉管Ⅱ通过螺纹连接，所述喉管Ⅱ上端设置有装料漏斗，所述装料漏斗上端通过喷气管与高压气泵连接，下端开口设置有阀门Ⅰ,所述喷气管与金刚石磨粒储料漏斗连接，所述金刚石磨粒储料漏斗下端开口设置有阀门Ⅱ；
所述一种用于3D打印微细砂轮的混料加热方法，其特征在于，制备微细砂轮包含以下步骤：
一、所述加热棒Ⅰ和加热棒Ⅱ加热，所述热电偶设定预定温度，等待所述加热块温度升到树脂结合剂丝材熔融温度；
二、启动所述电机，所述螺杆搅拌器开始旋转；
三、所述装料漏斗下端开口的阀门Ⅰ闭合，所述高压气泵开关打开，所述高压气泵喷气；
四、所述金刚石磨粒储料漏斗下端开口的阀门Ⅱ打开并调节开口大小，金刚石磨粒在负压作用下从所述金刚石磨粒储料漏斗被吸出，在正压作用下通过所述喷气管被吹进所述装料漏斗；
五、所述高压气泵开关闭合，所述高压气泵停止喷气，所述送丝机构将树脂结合剂丝材供给所述喉管Ⅰ，同时所述装料漏斗下端开口的阀门Ⅰ打开，使金刚石磨粒和熔融树脂结合剂以一定的配比混合；
六、经过所述螺杆搅拌器的搅拌，金刚石磨粒和熔融树脂结合剂混合均匀，从所述的微细喷嘴挤出并喷射到微细砂轮基体上；
七、通过金刚石磨粒和熔融树脂结合剂混合均匀后一层一层地喷射到微细砂轮基体上，可生产出金刚石磨粒均匀分布的微细砂轮。
2.根据权利要求1所述的一种用于3D打印微细砂轮的混料加热方法，其特征在于：所述送丝机构的送丝速度为1.5～10mm/s，所述树脂结合剂丝材采用热塑性树脂。
3.根据权利要求1所述的一种用于3D打印微细砂轮的混料加热方法，其特征在于：所述管身Ⅰ和所述管身Ⅱ均设计有散热片。
4.根据权利要求1所述的一种用于3D打印微细砂轮的混料加热方法，其特征在于：所述热电偶设定预定温度为200～250℃，所述树脂结合剂丝材熔融温度为200～250℃。
5.根据权利要求1所述的一种用于3D打印微细砂轮的混料加热方法，其特征在于：所述装料漏斗上设置有排气装置。
6.根据权利要求1所述的一种用于3D打印微细砂轮的混料加热方法，其特征在于：所述螺杆搅拌器的搅拌直径为6～9mm，转速为0.5～50r/min。
7.根据权利要求1所述的一种用于3D打印微细砂轮的混料加热方法，其特征在于：所述微细喷嘴直径是0.15～0.5mm。
8.根据权利要求1所述的一种用于3D打印微细砂轮的混料加热方法，其特征在于：所述金刚石磨粒和所述熔融树脂结合剂以1:0.25～0.75的配比混合。
9.根据权利要求1所述的一种用于3D打印微细砂轮的混料加热方法，其特征在于：所述喷气管直径先逐渐变小而后逐渐变大。
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