CN107471638A - 一种节能型3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种节能型3D打印设备，包括支板、连接器、喷嘴机构、散热机构、导料机构和回收机构，喷嘴机构包括喷嘴和第一加热器，散热机构包括导热板、散热板和风扇，导料机构包括气缸、电机和螺杆，回收机构包括回收盒、第二加热器、泵体和连杆，该节能型3D打印设备中，喷嘴机构连接两个导料单元，可以实现一个喷头喷出两种材料，散热机构可以防止喷嘴热传递导致原料丝预先融化影响进料，一个导料机构可以辅助两个散热机构进料，回收机构可以防止原料混合，还可以将原料回收后重复利用，在稳压电路中，保证了输出端稳定的电压输出，由于第二集成电路U2的型号为LT3086，使得该电路运行时输出电压稳定性好、压差小且工作噪音小。

Description

一种节能型3D打印设备

技术领域

本发明涉及3D打印设备领域，特别涉及一种节能型3D打印设备。

背景技术

随着科学技术的发展，3D打印技术已应用于珠宝、鞋类、工业设计、汽车等多个领域中,3D打印机即快速成形技术的一种机器，它是一种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。

现有的3D打印机正朝着节能、高效和可持续性这三个方向发展，其中节能问题体现在原料打印喷头上，现有的打印机喷头不能很好地同时输送多种原料，如同时输送多种原料会造成原料混合以及原料泄漏等问题；

在现有的稳压电路运行时，工作噪声大，不仅影响了电压输出的稳定性，而且压差较大，使得稳压效果较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种节能型3D打印设备。

本发明解决问题所采用的技术方案是：一种节能型3D打印设备，包括支板、连接器、喷嘴机构、散热机构、导料机构和回收机构；

所述散热机构和连接器均有两个，所述散热机构底部通过连接器与喷嘴机构连通，所述散热机构的顶部与支板连接，所述回收机构有两个，两个回收机构均与喷嘴机构连通；

所述喷嘴机构包括喷嘴和第一加热器，所述喷嘴的底部设有出料管，所述喷嘴的顶部设有进料管，所述进料管有两个，两个进料管关于出料管对称设置且均与出料管连通，所述喷嘴的侧面设有吸料口，所述吸料口有两个，所述吸料口与进料管连通，所述喷嘴的中部还设有加热孔，所述加热孔为水平贯穿孔，所述第一加热器位于加热孔内；

所述散热机构包括导热板、散热板和风扇，所述导热板竖向设置，所述导热板上有第一通孔，所述第一通孔为竖直贯穿孔，所述导热板的一侧设有第一开口，所述导热板的另一侧设有散热板，所述第一开口为矩形第一开口，所述第一开口竖向设置，所述第一开口位于第一通孔的一侧，所述第一开口与第一通孔连通，风扇设置在散热板的一侧，所述风扇与散热板抵靠，所述散热机构有两个，两个散热机构对称设置，所述导热板通过连接器与进料管连接，所述第一通孔通过连接器与进料管连通，所述导热板的上端面与支板的下端面连接；

所述导料机构包括气缸、电机和螺杆，所述气缸和电机均设置在支板上，所述支板上设有第二开口和第二通孔，所述第二通孔为竖直贯穿孔，所述第一通孔与第二通孔连通，所述电机设置在第二开口的上方，所述电机的输出轴竖直向下设置，所述螺杆竖向设置，所述电机的输出轴与螺杆同轴设置，所述螺杆位于第二开口的下方，所述螺杆位于两个散热机构之间，所述螺杆位于第一开口的一侧；

所述回收机构包括回收盒、第二加热器、泵体和连杆，所述回收盒通过连杆与支板的下端面连接，所述加热器设置在回收盒的外壁上，所述泵体设置在回收盒的一侧，所述泵体的一端与回收盒连通，所述泵体的另一端与吸料口连通，所述回收机构有两个，两个回收机构对称设置；

所述喷嘴机构上还设有稳压电路，所述稳压电路包括第一集成电路（U1）、第二集成电路（U2）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第一电容（C1）、第二电容（C2）、第三电容（C3）、第四电容（C4）和第五电容（C5），所述第一集成电路（U1）的型号为LT6650，所述第二集成电路（U2）的型号为LT3086，所述第一集成电路（U1）的输入端通过第一电容（C1）接地，所述第一集成电路（U1）的接地端接地，所述第一集成电路（U1）的输入端通过第三电容（C3）接地，所述第一集成电路（U1）的反馈端和第一集成电路（U1）的输出端均通过第二电容（C2）接地，所述第一集成电路（U1）的输出端与第二集成电路（U2）的设置端连接，所述第二集成电路（U2）的输入端与第一集成电路（U1）的输入端连接，所述第二集成电路（U2）的输出端通过第五电容（C5）接地，所述第二集成电路（U2）的接地端接地，所述第二集成电路（U2）的电流限制端通过第二电阻（R2）与第二集成电路（U2）的接地端连接，所述第二集成电路（U2）的电流限制端通过由第一电阻（R1）和第四电容（C4）组成的串联电路接地。

在该稳压电路中，第二集成电路U2的型号为LT3086，这是一款多功能、低压差、低噪声的稳压器，当运行电流在2.1A以下时，其可在一个1.4V至40V的输入电源范围内运作，在 2.1A 电流条件下的压差电压通常为330mV，通过在第二集成电路U2的电流限制端接入第二电阻R2并与第二集成电路U2的接地端连接，使第二集成电路U2的输出电压设定在0.4V至32V的范围内，输出电压容差在整个电压、负载和温度范围内保证为±2%。LT3086在采用陶瓷输出电容器 （所需的最小值为 10μF）时保持稳定。LT3086的可编程电缆压降补偿可消除由至负载的阻性连接所引起的输出电压误差。不仅如此，在第二集成电路U2的电流限制端接入由第一电阻R1和第四电容C4组成的串联电路以提供较高的负载电流和散热量，使该电路无需使用外部镇流电阻器。该电路运行时，由于第二集成电路U2的电流限制端通过第二电阻R2与第二集成电路U2的接地端连接，从而限制了电流的大小，以此保证了第二集成电路U2的输出端稳定的电压输出，由于第二集成电路U2的型号为LT3086，使得该电路运行时压差低且工作噪音小。

作为优选，为了提高散热机构的散热能力，所述散热板上均与设有若干个翅片，所述翅片水平设置，所述风扇的吸风口与翅片抵靠。

作为优选，为了提高加热效率，所述第一加热器为电磁加热器。

作为优选，为了防止风扇吹出的风经过喷嘴时影响打印，所述风扇的出风口设有导风管，所述导风管的出口向上设置。

作为优选，为了防止热传递损坏仪器，所述泵体与回收盒之间设置隔热材料。

作为优选，为了控制喷嘴的加热温度，所述喷嘴上设有还设有盲孔，所述盲孔内设有温度传感器。

作为优选，为了精确控制，所述电机为伺服电机。

本发明的有益效果是，该节能型3D打印设备设计巧妙，可行性高，喷嘴机构连接两个导料单元，可以实现一个喷头喷出两种材料，散热机构可以防止喷嘴热传递导致原料丝预先融化影响进料，一个导料机构可以辅助两个散热机构进料，回收机构可以防止原料混合，还可以将原料回收后重复利用，在稳压电路中，利用第二集成电路U2的电流限制端通过第二电阻R2与接地端连接，限制了电流的大小，保证了输出端稳定的电压输出，由于第二集成电路U2的型号为LT3086，使得该电路运行时输出电压稳定性好、压差小且工作噪音小，进一步提高了装置的实用性和市场竞争力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一种节能型3D打印设备的结构示意图。

图2是图1的A部放大图。

图3是本发明的一种节能型3D打印设备的散热机构与喷嘴机构的连接示意图。

图4是本发明的一种节能型3D打印设备的导料机构和散热机构的连接示意图。

图5是本发明的一种节能型3D打印设备的导料机构的俯视图。

图6是本发明的一种节能型3D打印设备的稳压电路的电路原理图。

图中：1. 支板，2. 连接器，3. 喷嘴，4. 第一加热器，5. 出料管，6. 进料管，7.吸料口，8. 导热板，9. 散热板，10. 风扇，11. 第一通孔，12. 第一开口，13. 气缸，14. 电机，15. 螺杆，16. 第二开口，17. 第二通孔，18. 回收盒，19. 第二加热器，20. 泵体，21.连杆，22. 翅片，23. 导风管，24. 温度传感器。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-6所示，一种节能型3D打印设备，包括支板1、连接器2、喷嘴机构、散热机构、导料机构和回收机构；

所述散热机构和连接器2均有两个，所述散热机构底部通过连接器2与喷嘴机构连通，所述散热机构的顶部与支板1连接，所述回收机构有两个，两个回收机构均与喷嘴机构连通；

所述喷嘴机构包括喷嘴3和第一加热器4，所述喷嘴3的底部设有出料管5，所述喷嘴3的顶部设有进料管6，所述进料管6有两个，两个进料管6关于出料管5对称设置且均与出料管5连通，所述喷嘴3的侧面设有吸料口7，所述吸料口7有两个，所述吸料口7与进料管6连通，所述喷嘴3的中部还设有加热孔，所述加热孔为水平贯穿孔，所述第一加热器4位于加热孔内；

所述散热机构包括导热板8、散热板9和风扇10，所述导热板8竖向设置，所述导热板8上有第一通孔11，所述第一通孔11为竖直贯穿孔，所述导热板8的一侧设有第一开口12，所述导热板8的另一侧设有散热板9，所述第一开口12为矩形第一开口12，所述第一开口12竖向设置，所述第一开口12位于第一通孔11的一侧，所述第一开口12与第一通孔11连通，风扇10设置在散热板9的一侧，所述风扇10与散热板9抵靠，所述散热机构有两个，两个散热机构对称设置，所述导热板8通过连接器2与进料管6连接，所述第一通孔11通过连接器2与进料管6连通，所述导热板8的上端面与支板1的下端面连接；

所述导料机构包括气缸13、电机14和螺杆15，所述气缸13和电机14均设置在支板1上，所述支板1上设有第二开口16和第二通孔17，所述第二通孔17为竖直贯穿孔，所述第一通孔11与第二通孔17连通，所述电机14设置在第二开口16的上方，所述电机14的输出轴竖直向下设置，所述螺杆15竖向设置，所述电机14的输出轴与螺杆15同轴设置，所述螺杆15位于第二开口16的下方，所述螺杆15位于两个散热机构之间，所述螺杆15位于第一开口12的一侧；

所述回收机构包括回收盒18、第二加热器19、泵体20和连杆21，所述回收盒18通过连杆21与支板1的下端面连接，所述加热器设置在回收盒18的外壁上，所述泵体20设置在回收盒18的一侧，所述泵体20的一端与回收盒18连通，所述泵体20的另一端与吸料口7连通，所述回收机构有两个，两个回收机构对称设置；

所述喷嘴机构上还设有稳压电路，所述稳压电路包括第一集成电路（U1）、第二集成电路（U2）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第一电容（C1）、第二电容（C2）、第三电容（C3）、第四电容（C4）和第五电容（C5），所述第一集成电路（U1）的型号为LT6650，所述第二集成电路（U2）的型号为LT3086，所述第一集成电路（U1）的输入端通过第一电容（C1）接地，所述第一集成电路（U1）的接地端接地，所述第一集成电路（U1）的输入端通过第三电容（C3）接地，所述第一集成电路（U1）的反馈端和第一集成电路（U1）的输出端均通过第二电容（C2）接地，所述第一集成电路（U1）的输出端与第二集成电路（U2）的设置端连接，所述第二集成电路（U2）的输入端与第一集成电路（U1）的输入端连接，所述第二集成电路（U2）的输出端通过第五电容（C5）接地，所述第二集成电路（U2）的接地端接地，所述第二集成电路（U2）的电流限制端通过第二电阻（R2）与第二集成电路（U2）的接地端连接，所述第二集成电路（U2）的电流限制端通过由第一电阻（R1）和第四电容（C4）组成的串联电路接地。

在该稳压电路中，第二集成电路U2的型号为LT3086，这是一款多功能、低压差、低噪声的稳压器，当运行电流在2.1A以下时，其可在一个1.4V至40V的输入电源范围内运作，在 2.1A 电流条件下的压差电压通常为330mV，通过在第二集成电路U2的电流限制端接入第二电阻R2并与第二集成电路U2的接地端连接，使第二集成电路U2的输出电压设定在0.4V至32V的范围内，输出电压容差在整个电压、负载和温度范围内保证为±2%。LT3086在采用陶瓷输出电容器 （所需的最小值为 10μF）时保持稳定。LT3086的可编程电缆压降补偿可消除由至负载的阻性连接所引起的输出电压误差。不仅如此，在第二集成电路U2的电流限制端接入由第一电阻R1和第四电容C4组成的串联电路以提供较高的负载电流和散热量，使该电路无需使用外部镇流电阻器。该电路运行时，由于第二集成电路U2的电流限制端通过第二电阻R2与第二集成电路U2的接地端连接，从而限制了电流的大小，以此保证了第二集成电路U2的输出端稳定的电压输出，由于第二集成电路U2的型号为LT3086，使得该电路运行时压差低且工作噪音小。

作为优选，为了提高散热机构的散热能力，所述散热板9上均与设有若干个翅片22，所述翅片22水平设置，所述风扇10的吸风口与翅片22抵靠。

作为优选，为了提高加热效率，所述第一加热器4为电磁加热器。

作为优选，为了防止风扇10吹出的风经过喷嘴3时影响打印，所述风扇10的出风口设有导风管23，所述导风管23的出口向上设置。

作为优选，为了防止热传递损坏仪器，所述泵体20与回收盒18之间设置隔热材料。

作为优选，为了控制喷嘴3的加热温度，所述喷嘴3上设有还设有盲孔，所述盲孔内设有温度传感器24。

作为优选，为了精确控制，所述电机14为伺服电机。

该节能型3D打印设备，为3D打印机的打印头，安装在3D打印机的行走机构上，其中散热机构的工作原理为：导热板8中的第一通孔11用来导入3D打印的原料丝，导热板8的一侧设有的开口使螺杆15可以与原料丝接触，由于导热板8通过连接器2喷嘴3连接，喷嘴3上的热量会传递到导热板8上，此时设有翅片22的散热板9可以很好的将导热板8 的热量散发，风扇10可以更高地带走热量，其上设有的导风管23可以防止风吹到喷嘴3上，影响打印质量。导料机构的工作原理为：电机14驱动螺杆15转动，当其中一个散热机构需要进料时，气缸13控制将螺杆15移向那一边，螺杆15转动，辅助进料。回收机构的工作原理为：打印时需要切换原料的时候，泵体20将喷嘴3内残留的原料液体抽入回收盒18内，防止原料从出料管5漏出，造成两种原料混合，另外，回收盒18内的原料加热融化后，通过泵体又能导入喷嘴3内，实现原料的重复利用。喷嘴机构的工作原理为：第一加热器4给喷嘴3加热，用于融化原料丝，温度传感器24可以帮助控制喷嘴3的温度。

与现有技术相比，该节能型3D打印设备设计巧妙，可行性高，喷机构连接两个导料单元，可以实现一个喷头喷出两种材料，散热机构可以防止喷嘴3热传递导致原料丝预先融化影响进料，一个导料机构可以辅助两个散热机构进料，回收机构可以防止原料混合，还可以将原料回收后重复利用，在稳压电路中，利用第二集成电路U2的电流限制端通过第二电阻R2与接地端连接，限制了电流的大小，保证了输出端稳定的电压输出，由于第二集成电路U2的型号为LT3086，使得该电路运行时输出电压稳定性好、压差小且工作噪音小，进一步提高了装置的实用性和市场竞争力。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种节能型3D打印设备，其特征在于，包括支板（1）、连接器（2）、喷嘴机构、散热机构、导料机构和回收机构；

所述散热机构和连接器（2）均有两个，所述散热机构底部通过连接器（2）与喷嘴机构连通，所述散热机构的顶部与支板（1）连接，所述回收机构有两个，两个回收机构均与喷嘴机构连通；

所述喷嘴机构包括喷嘴（3）和第一加热器（4），所述喷嘴（3）的底部设有出料管（5），所述喷嘴（3）的顶部设有进料管（6），所述进料管（6）有两个，两个进料管（6）关于出料管（5）对称设置且均与出料管（5）连通，所述喷嘴（3）的侧面设有吸料口（7），所述吸料口（7）有两个，所述吸料口（7）与进料管（6）连通，所述喷嘴（3）的中部还设有加热孔，所述加热孔为水平贯穿孔，所述第一加热器（4）位于加热孔内；

所述散热机构包括导热板（8）、散热板（9）和风扇（10），所述导热板（8）竖向设置，所述导热板（8）上有第一通孔（11），所述第一通孔（11）为竖直贯穿孔，所述导热板（8）的一侧设有第一开口（12），所述导热板（8）的另一侧设有散热板（9），所述第一开口（12）为矩形第一开口（12），所述第一开口（12）竖向设置，所述第一开口（12）位于第一通孔（11）的一侧，所述第一开口（12）与第一通孔（11）连通，风扇（10）设置在散热板（9）的一侧，所述风扇（10）与散热板（9）抵靠，所述散热机构有两个，两个散热机构对称设置，所述导热板（8）通过连接器（2）与进料管（6）连接，所述第一通孔（11）通过连接器（2）与进料管（6）连通，所述导热板（8）的上端面与支板（1）的下端面连接；

所述导料机构包括气缸（13）、电机（14）和螺杆（15），所述气缸（13）和电机（14）均设置在支板（1）上，所述支板（1）上设有第二开口（16）和第二通孔（17），所述第二通孔（17）为竖直贯穿孔，所述第一通孔（11）与第二通孔（17）连通，所述电机（14）设置在第二开口（16）的上方，所述电机（14）的输出轴竖直向下设置，所述螺杆（15）竖向设置，所述电机（14）的输出轴与螺杆（15）同轴设置，所述螺杆（15）位于第二开口（16）的下方，所述螺杆（15）位于两个散热机构之间，所述螺杆（15）位于第一开口（12）的一侧；

所述回收机构包括回收盒（18）、第二加热器（19）、泵体（20）和连杆（21），所述回收盒（18）通过连杆（21）与支板（1）的下端面连接，所述加热器设置在回收盒（18）的外壁上，所述泵体（20）设置在回收盒（18）的一侧，所述泵体（20）的一端与回收盒（18）连通，所述泵体（20）的另一端与吸料口（7）连通，所述回收机构有两个，两个回收机构对称设置；

所述喷嘴机构上还设有稳压电路，所述稳压电路包括第一集成电路（U1）、第二集成电路（U2）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第一电容（C1）、第二电容（C2）、第三电容（C3）、第四电容（C4）和第五电容（C5），所述第一集成电路（U1）的型号为LT6650，所述第二集成电路（U2）的型号为LT3086，所述第一集成电路（U1）的输入端通过第一电容（C1）接地，所述第一集成电路（U1）的接地端接地，所述第一集成电路（U1）的输入端通过第三电容（C3）接地，所述第一集成电路（U1）的反馈端和第一集成电路（U1）的输出端均通过第二电容（C2）接地，所述第一集成电路（U1）的输出端与第二集成电路（U2）的设置端连接，所述第二集成电路（U2）的输入端与第一集成电路（U1）的输入端连接，所述第二集成电路（U2）的输出端通过第五电容（C5）接地，所述第二集成电路（U2）的接地端接地，所述第二集成电路（U2）的电流限制端通过第二电阻（R2）与第二集成电路（U2）的接地端连接，所述第二集成电路（U2）的电流限制端通过由第一电阻（R1）和第四电容（C4）组成的串联电路接地。

2.如权利要求1所述的节能型3D打印设备，其特征在于，所述散热板（9）上均与设有若干个翅片（22），所述翅片（22）水平设置，所述风扇（10）的吸风口与翅片（22）抵靠。

3.如权利要求1所述的节能型3D打印设备，其特征在于，所述第一加热器（4）为电磁加热器。

4.如权利要求1所述的节能型3D打印设备，其特征在于，所述风扇（10）的出风口设有导风管（23），所述导风管（23）的出口向上设置。

5.如权利要求1所述的节能型3D打印设备，其特征在于，所述泵体（20）与回收盒（18）之间设置隔热材料。

6.如权利要求1所述的节能型3D打印设备，其特征在于，所述喷嘴（3）上设有还设有盲孔，所述盲孔内设有温度传感器（24）。

7.如权利要求1所述的节能型3D打印设备，其特征在于，所述电机（14）为伺服电机。