CN107696495A - 用于3d打印机的出料保温方法以及出料保温装置 - Google Patents

用于3d打印机的出料保温方法以及出料保温装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于3D打印机的出料保温方法以及出料保温装置，对3D打印机上所安装的喷头装置的出料口吹热气流，使所述喷头装置的出料口处形成保温区域，且所述喷头装置的出料口所排出的物料在所述保温区域的停留时间为2‑10s，所述热气流从所述喷头装置的侧方吹向所述喷头装置的出料口。本发明的喷头装置的出料口处形成保温区域，喷头装置的出料口所排出的物料在保温区域停留，由于物料在保温区域被加热，使物料的温度逐渐降低，避免物料由于温度降低较快，所导致的物料固化后出现的翘边断裂等损坏情况。本发明能够节省能源，并且减少了现有常规方法中将整个腔体加热至高温所产生的制作难度。

Description

用于3D打印机的出料保温方法以及出料保温装置
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种用于3D打印机的出料保温方法以及出料保温装置。
背景技术
在3D打印领域，打印PC等高端工程塑料时，由于材料特性的问题，常温情况下，打印模型很容易出现翘边断裂等破坏情况。现阶段，为了能打印出符合要求的模型，通常的解决办法为把打印腔体做成封闭腔体，并且对整个腔体加热，从而实现在打印出料口形成高温气体保护区域，完成打印需求条件。这种方法由于是对打印机腔体整体加热，不但会极大的提高打印机制造成本，还由于要加热的腔体体积较大，需要很大功率的加热装置进行加热，非常浪费能源。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于3D打印机的出料保温装置，用于解决现有技术中存在的上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于3D打印机的出料保温方法，对3D打印机上所安装的喷头装置的出料口吹热气流，使所述喷头装置的出料口处形成保温区域，且所述喷头装置的出料口所排出的物料在所述保温区域的停留时间为2-10s，所述热气流从所述喷头装置的侧方吹向所述喷头装置的出料口。
优选地，所述喷头装置的出料口所排出的物料在所述保温区域的停留时间为3-6s。
本发明还涉及一种用于3D打印机的出料保温装置，3D打印机的机壳上安装有喷头装置，该出料保温装置包括：热风支架，所述热风支架的内部设有通风空腔，所述通风空腔的出风口处于所述喷头装置的出料口的侧面；鼓风机构，驱动气流通过所述通风空腔；发热元件，安装于所述通风空腔中，对经过所述通风空腔的气流进行加热；从所述通风空腔排出的热气流吹向所述喷头装置的出料口。
优选地，所述通风空腔的气流排出方向相对于所述喷头装置的轴向为倾斜设置。
优选地，所述发热元件包括若干个出气加热单元，所有的所述出气加热单元沿着所述通风空腔的气流排出方向依次设置。
进一步地，所述通风空腔包括相连通的进气腔和出气腔；所有的所述出气加热单元设置于所述出气腔中。
更进一步地，所述发热元件还包括至少两个均匀布置于所述进气腔中的进气加热单元。
再进一步地，所述进气加热单元和所述出气加热单元均为可控电加热装置。
更进一步地，所述进气腔处于所述出气腔的上方，所述鼓风机构处于所述进气腔的上方。
优选地，所述热风支架和所述鼓风机构均安装于所述机壳上。
优选地，所述热风支架设置于所述机壳的一侧；或者，当热风支架为两个时，两个所述热风支架分别设置于所述机壳的两侧；或者，当热风支架为环形时，所述热风支架围绕设置于所述机壳的外侧面上。
优选地，所述的用于3D打印机的出料保温装置，还包括：控制器和设置于所述热风支架中的温度传感器，所述控制器与所述温度传感器、所述发热元件和所述喷头装置通信。
本发明的用于3D打印机的出料保温方法以及出料保温装置，具有以下有益效果：
本发明能够在3D打印过程中，对喷头装置的出料口吹热气流，使喷头装置的出料口处形成保温区域，喷头装置的出料口所排出的物料在保温区域停留，使物料在从出料口排出到固化至构建平台的过程中，物料的温度是逐渐降低，以避免物料由于温度降低较快，所导致的物料固化后出现的翘边断裂等损坏情况；本发明能够满足各类材料打印需求，特别是能够实现高端工程塑料的3D打印需求；本发明能够节省能源，并且减少了现有常规方法中将整个腔体加热至高温所产生的制作难度，本发明方便安装及维修。
附图说明
图1显示为本实施例的用于3D打印机的出料保温装置的侧面结构示意图。
图2显示为本实施例的用于3D打印机的出料保温装置的立体结构示意图。
图3显示为本实施例的用于3D打印机的出料保温装置中热风支架的剖面结构示意图。
图4显示为本实施例的用于3D打印机的出料保温装置的底部结构示意图。
图5显示为本实施例的用于3D打印机的出料保温装置的热风支架的立体结构示意图。
图6显示为本实施例的用于3D打印机的出料保温装置在控制器控制下的原理图。
附图标号说明
110 喷头装置
111 出料口
120 机壳
200 热风支架
210 通风空腔
211 进气腔
212 出气腔
201 出风口
220 安装通孔
300 鼓风机构
400 发热元件
410 出气加热单元
420 进气加热单元
500 控制器
600 温度传感器
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1至图6所示，本实施例的用于3D打印机的出料保温方法，对3D打印机上所安装的喷头装置110的出料口111吹热气流，使喷头装置110的出料口111处形成保温区域，且喷头装置110的出料口111所排出的物料在保温区域的停留时间为2-10s，热气流从喷头装置110的侧方吹向喷头装置110的出料口111。
本发明能够在3D打印过程中，对喷头装置110的出料口111吹热气流，使喷头装置110的出料口111处形成保温区域，喷头装置110的出料口111所排出的物料在保温区域停留2-10s，由于物料在保温区域被加热，所以使物料在从出料口111排出到固化至构建平台的过程中，物料的温度是逐渐降低，以避免物料由于温度降低较快，所导致的物料固化后出现的翘边断裂等损坏情况；物料在保温区域停留的时间2-10s，能够兼顾对物料的加热和物料在构建平台上的成型操作。本发明满足各类材料打印需求，特别是能够实现高端工程塑料的3D打印需求。
喷头装置110的出料口111所排出的物料在保温区域的停留时间为3-6s。停留时间为3-6s，既能够保证各类材料在经过热气流的加热后，避免固化后出现损坏情况，又能够保证物料在构建平台上的成型效率较高。
本发明还涉及一种用于3D打印机的出料保温装置，3D打印机的机壳120上安装有喷头装置110，该出料保温装置包括：热风支架200，热风支架200的内部设有通风空腔210，通风空腔210的出风口201处于喷头装置110的出料口111的侧面；鼓风机构300，驱动气流通过通风空腔210，使气流从通风空腔210的出风口201排出；发热元件400，安装于通风空腔210中，对经过通风空腔210的气流进行加热；从通风空腔210排出的热气流吹向喷头装置110的出料口111。
鼓风机构300驱动气流通过通风空腔210，发热元件400对经过通风空腔210的气流进行加热，从通风空腔210排出的热气流吹向喷头装置110的出料口111，使喷头装置110的出料口111处形成保温区域，喷头装置110的出料口111所排出的物料在保温区域停留，物料在保温区域被加热，使物料在从出料口111排出到固化至构建平台的过程中，物料的温度是逐渐降低，实现稳定地3D打印效果。
通风空腔210的气流排出方向相对于喷头装置110的轴向为倾斜设置，通风空腔210的气流排出方向和喷头装置110的轴向形成交错，保证了热气流稳定地吹向喷头装置110的出料口111。本实施例中，喷头装置110为竖直设置。通风空腔210的气流排出方向为图3中的A向。
发热元件400包括若干个出气加热单元410，所有的出气加热单元410沿着通风空腔210的气流排出方向依次设置。该结构使从通风空腔210排出的气流的温度保持稳定。
通风空腔210包括相连通的进气腔211和出气腔212；所有的出气加热单元410设置于出气腔212中。气流在进气腔211积聚，气流通过出气腔212排出，以保证充分的气流量。通风空腔210的气流排出方向就是出气腔212的排气方向，通风空腔210的出风口201就是出气腔212的出风口201。
发热元件400还包括至少两个均匀布置于进气腔211中的进气加热单元420。气流在进气腔211中被进气加热单元420加热，使得进入出气腔212中的是热气流，使得通过出气腔212排出的热气流的温度更均匀。
进气加热单元420和出气加热单元410均为可控电加热装置。可控电加热装置通电后，释放热量，加热气流。可控电加热装置为加热棒、电热丝等等。本实施例中，可控电加热装置为加热棒，加热棒结构简单便于设置。热风支架200上设有若干组供加热棒的两端插入的相对的安装通孔220。
为了便于气流通过热风支架200的通风空腔210，进气腔211处于出气腔212的上方，鼓风机构300处于进气腔211的上方。本实施例中，进气腔211为竖直设置，出气腔212相对于进气腔211为向下倾斜设置。
热风支架200和鼓风机构300均安装于机壳120上。该结构使得热风支架200和鼓风机构300能够随着机壳120和喷头装置110同步移动。
为了使热气流在出气腔212的出风口201汇聚，出气腔212的横截面的尺寸沿着气流方向依次减小。
热风支架200可设置于机壳120的一侧，以便于热风支架200的安装；或者，当热风支架为两个时，两个热风支架200分别设置于机壳120的两侧，以实现从机壳120的两侧对喷头装置110的出料口吹热气流；或者，当热风支架200为环形时，热风支架200围绕设置于机壳120的外侧面上，环形热风支架200能够有效提高对喷头装置110的出料口吹热气流的流量。
用于3D打印机的出料保温装置，还包括：控制器500和设置于热风支架200中的温度传感器600，控制器500与温度传感器600、发热元件400和喷头装置110通信。
温度传感器600将测得的热风支架200中热气流的温度发送给控制器500，当控制器500判断热风支架200中热气流的温度达到预设的温度区间时，控制器500控制喷头装置110开启，使喷头装置110的出料口111排出物料。当温度传感器600测得的热风支架200中热气流的温度低于预设的温度区间的温度最低值时，控制器500可控制发热元件400的发热量，以提高热风支架200中热气流的温度。根据物料的材料设定控制器中预设的温度区间。
本发明的用于3D打印机的出料保温装置，能够实现打印环境需求，并且制作需求较低，且能够用极低的能源消耗满足打印需求。本发明的出料保温装置能够完全替代现有的对整个腔体进行加热的方式，具备显著的节能效果，方便安装及维修。
综上，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种用于3D打印机的出料保温方法，其特征在于：对3D打印机上所安装的喷头装置(110)的出料口(111)吹热气流，使所述喷头装置(110)的出料口(111)处形成保温区域，且所述喷头装置(110)的出料口(111)所排出的物料在所述保温区域的停留时间为2-10s，所述热气流从所述喷头装置(110)的侧方吹向所述喷头装置(110)的出料口(111)。
2.根据权利要求1所述的用于3D打印机的出料保温方法，其特征在于：所述喷头装置(110)的出料口(111)所排出的物料在所述保温区域的停留时间为3-6s。
3.一种用于3D打印机的出料保温装置，3D打印机的机壳(120)上安装有喷头装置(110)，其特征在于：该出料保温装置包括：
热风支架(200)，所述热风支架(200)的内部设有通风空腔(210)，所述通风空腔(210)的出风口(201)处于所述喷头装置(110)的出料口(111)的侧面；
鼓风机构(300)，驱动气流通过所述通风空腔(210)；
发热元件(400)，安装于所述通风空腔(210)中，对经过所述通风空腔(210)的气流进行加热；
从所述通风空腔(210)排出的热气流吹向所述喷头装置(110)的出料口(111)。
4.根据权利要求3所述的用于3D打印机的出料保温装置，其特征在于：所述通风空腔(210)的气流排出方向相对于所述喷头装置(110)的轴向为倾斜设置。
5.根据权利要求3所述的用于3D打印机的出料保温装置，其特征在于：所述发热元件(400)包括若干个出气加热单元(410)，所有的所述出气加热单元(410)沿着所述通风空腔(210)的气流排出方向依次设置。
6.根据权利要求5所述的用于3D打印机的出料保温装置，其特征在于：所述通风空腔(210)包括相连通的进气腔(211)和出气腔(212)；所有的所述出气加热单元(410)设置于所述出气腔(212)中。
7.根据权利要求6所述的用于3D打印机的出料保温装置，其特征在于：所述发热元件(400)还包括至少两个均匀布置于所述进气腔(211)中的进气加热单元(420)。
8.根据权利要求7所述的用于3D打印机的出料保温装置，其特征在于：所述进气加热单元(420)和所述出气加热单元(410)均为可控电加热装置。
9.根据权利要求6所述的用于3D打印机的出料保温装置，其特征在于：所述进气腔(211)处于所述出气腔(212)的上方，所述鼓风机构(300)处于所述进气腔(211)的上方。
10.根据权利要求3所述的用于3D打印机的出料保温装置，其特征在于：所述热风支架(200)和所述鼓风机构(300)均安装于所述机壳(120)上。
11.根据权利要求3所述的用于3D打印机的出料保温装置，其特征在于：
所述热风支架(200)设置于所述机壳(120)的一侧；或者，当热风支架(200)为两个时，两个所述热风支架(200)分别设置于所述机壳(120)的两侧；或者，当热风支架(200)为环形时，所述热风支架(200)围绕设置于所述机壳(120)的外侧面上。
12.根据权利要求3所述的用于3D打印机的出料保温装置，其特征在于，还包括：
控制器(500)和设置于所述热风支架(200)中的温度传感器(600)，所述控制器(500)与所述温度传感器(600)、所述发热元件(400)和所述喷头装置(110)通信。
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