CN107914396B - 3d打印机abs、pla耗材的回收以及自动排线方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了3D打印机ABS、PLA耗材的回收以及自动排线方法，其方法在于：S1：向回收装置投放ABS、PLA废料，并由回收装置完成ABS、PLA废料的熔化并由设置于回收装置卸料端部的挤出成型机构挤出成型呈线体；S2：由挤出成型机构挤出成型呈线体向运线机构输送，行程调整机构根据缠绕机构的绕线盘的宽度调节排线架的行程范围，使得由排线架运送的线体可以均匀的平整的缠绕于绕线盘；缠绕机构包括与基座相连接的托架、活动设置于托架并且可绕自身轴线转动的涨紧轴，所述的涨紧轴上套接有对线体进行缠绕收集的绕线盘。

Description

3D打印机ABS、PLA耗材的回收以及自动排线方法

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及一种可回收利用3D打印机耗材ABS、PLA的系统。

背景技术

3D打印（3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以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。

ABS（原名为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）是家用熔融沉积（FDM）式线材的常规材料，PLA（通常指聚乳酸）为生物分解性塑料，这种材料的打印温度为180～200℃。

3D打印技术的日益普及以及在教学、生产、加工、试验过程中的使用，其中以ABS、PLA为材料实施打印的图像消耗的原材料较多，当该图像无利用价值时，现有技术无法对其原材料进行回收利用，只能做抛弃处理，另一方面，图案在打印过程中，触发的废次品或者打支撑所消耗的材料，现有技术均无法做回收处理，使得3D打印耗材的浪费性大，对环境污染大。

发明内容

为解决现有技术中存在的3D打印机耗材ABS、PLA无法回收利用问题，本发明设计了一种包含对ABS、PLA耗材熔化、熔融态原料挤出成型、线体排丝、线体缠绕等机构，其适用于教学基地、工厂等3D打印机使用场合较多的地方，对ABS、PLA耗材的回收利用具备重要意义。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。

3D打印机ABS、PLA耗材的回收、绕线系统，包括基座、设置于基座的回收装置、运线机构，回收装置用于耗材的熔融并拉丝成型，运线机构可引导由回收装置挤出成型的线体朝向指定方向运动；

基座上还设置有用于线体缠绕的缠绕机构，所述的运线机构设置于回收装置、缠绕机构之间，且运线机构用于输送由回收装置挤出成型的线体朝向缠绕机构运动并由缠绕机构进行缠绕；

回收装置包括熔融机构、输料机构，熔融机构用于耗材的熔融处理并且熔融机构的卸料端连接于输料机构的入料端，输料机构可定向输送熔融状态原料至挤出成型机构；

其中，

所述的运线机构包括位置固定的支架、安装于支架且可接收挤出成型机构挤出成型的线体并向缠绕机构输送线体的排线机构、安装于支架且可控制排线机构运动范围的行程调整机构，所述的排线机构包括排线架、排线驱动件、排线传动机构、排线导向机构，排线传动机构的主动件连接于排线驱动件的动力输出端，排线架连接于排线传动机构的从动件，排线架固定连接于排线导向机构的运动件，排线架上设置有可对线体进行引导的排线导轮；所述的行程调整机构包括行程架、行程驱动件、行程传动机构、行程导向机构，行程传动机构的主动件连接于行程驱动件的动力输出端，行程架连接于行程传动机构的从动件，安装于支架的行程导向机构的导向方向与排线导向机构的导向方向相同，行程架固定连接于行程导向机构的运动件，行程架上还设置有分置于排线架一侧的一对行程开关，所述的排线架活动于一对行程开关之间；

缠绕机构包括与基座相连接的托架、活动设置于托架并且可绕自身轴线转动的涨紧轴，所述的涨紧轴上套接有对线体进行缠绕收集的绕线盘。

上述技术方案的进一步改进。

上述的排线驱动件为排线电机，排线传动机构包括第一同步带传动机构、安装于上述支架且可绕自身轴线转动的排线丝杆，排线丝杆上套接有与之螺旋连接的丝母a，所述的第一同步带传动机构中的第一主同步带轮连接于排线电机的动力输出端，第一同步带传动机构中的第一从同步带轮连接于排线丝杆，排线架固定连接于丝母a；排线导向机构包括固定安装于支架且与缠绕机构对线体进行缠绕的中心轴线方向平行的排线导杆、套接于导杆的滑套a，排线架与滑套a固定连接。

上述技术方案的进一步改进。

上述的行程驱动件为行程电机，上述的行程传动机构包括第二同步带传动机构、安装于上述支架且可绕自身轴线转动的行程丝杆，行程丝杆上套接有与之螺旋连接的丝母b，所述的第二同步带传动机构的第二主同步带轮连接于行程电机的动力输出端，第二同步带传动机构中的第二从同步带轮连接于行程丝杆，行程架固定连接于丝母b；行程导向机构包括固定安装于支架且与缠绕机构对线体进行缠绕的中心轴线方向平行的行程导杆、套接于行程导杆的滑套b，行程架与滑套b固定连接。

上述技术方案的进一步改进。

排线架上顶面开设有与排线导杆中心轴线方向相平行的排线导槽，排线导槽内滑动设置有一对相向设置的浮动导线机构，所述的浮动导线机构包括与排线导槽滑动匹配的浮动架，浮动架的外端侧连接有可推动浮动架朝向排线架中心运动的复位件b，浮动架上还连接有可绕自身轴线转动的排线导轮，一对浮动导线机构在与各自连接的复位件b的作用下向排线架的中心进行靠拢，且一对排线导轮之间构成用于引导线体的浮动引导区。

上述技术方案的进一步改进。

运线机构还包括介于挤出成型机构、排线机构之间且用于引导线体的导线机构，所述的导线机构包括与支架固定且延伸方向与缠绕机构对线体进行缠绕的中心轴线方向平行的固定架体，固定架体上开设有沿其延伸方向布置的偏摆导槽，偏摆导槽上滑动设置有一对相向设置的摆动导向机构，所述的摆动导向机构包括与偏摆导槽滑动配合的活动架，活动架的外端侧连接有可推动活动架朝向固定架体中心运动的复位件a，活动架上还连接有可绕自身轴线转动的导线轮，一对摆动导向机构在与各自连接复位件a的作用下向固定架体中心进行靠拢，且一对导线轮之间构成用于引导线体的摆动引导区。

上述技术方案的进一步改进。

导线机构还包括固定于固定架体且用于接收并引导自挤出成型机构排出的线体的入料套筒，所述的入料套筒与挤出成型机构的线体挤出方向共轴线布置。

上述技术方案的进一步改进。

涨紧轴的驱动端连接于绕线动力机构的动力输出部件，绕线动力机构还包括绕线驱动件，绕线动力机构的动力输出部件接收绕线驱动件提供的动力并向涨紧轴传递旋转力；涨紧轴上开设有垂直于其中心轴线并且贯穿涨紧轴的涨紧导槽，与涨紧轴共轴线布置且可绕自身轴线转动的调节轴，涨紧轴上还滑动配合有分置于调节轴一侧并且与涨紧导槽相匹配的涨紧块，所述的调节轴包括位于涨紧轴中心处的光杆段、分置于光杆段一侧的一对螺纹段，涨紧轴与一对螺纹段共轴线布置且一对螺纹段上的螺纹旋向相反，一对螺纹段上分别旋转套接有推进块，涨紧轴的两端部分别开设有与推进块滑动匹配并且可引导推进块沿涨紧轴中心轴线方向运动的滑动导槽，一对推进块的相对端侧设置有呈梯形结构的推进端部，涨紧块与推进块的推进端部相接触并且可接收推进块提供的推力；调节轴绕自身轴线转动过程中可实现一对推进块相向运动，且推进块相互靠近时，设置于推进块向涨紧块传递推力，从而推动涨紧块沿涨紧轴的径向向外伸展。

上述技术方案的进一步改进。

上述的涨紧块呈长条形且沿涨紧轴的中心轴线方向延伸，涨紧块的两端侧分别顺延设置有止脱板，涨紧轴上位于涨紧导槽、滑动导槽的交汇处设置有可与止脱板相匹配并且用于限制涨紧块与涨紧轴脱离的限位件。

上述技术方案的进一步改进。

涨紧轴上套接有若干个沿其中心轴线方向间隔分布的绕线盘，所述的涨紧轴上还套接有介于相邻的绕线盘之间的分隔盘。

上述技术方案的进一步改进。

上述的涨紧轴的两端部分别为驱动端部、调节端部，涨紧轴的驱动端部固定套接有可限制推进块自涨紧轴的端部脱离的驱动套筒，涨紧轴的调节端部固定套接有可限制推进块自涨紧轴的端部脱离的固定套筒，驱动套筒、固定套筒的中心处均开设有让调节轴穿过的避让孔。

3D打印机ABS、PLA耗材的回收以及自动排线方法，其方法在于：

S1：向回收装置投放ABS、PLA废料，并由回收装置完成ABS、PLA废料的熔化并由设置于回收装置卸料端部的挤出成型机构挤出成型呈线体；

S2：由挤出成型机构挤出成型呈线体向运线机构输送，所述的运线机构包括位置固定的支架、安装于支架且可接收挤出成型机构挤出成型的线体并向缠绕机构输送线体的排线机构、安装于支架且可控制排线机构运动范围的行程调整机构，所述的排线机构包括排线架、排线驱动件、排线传动机构、排线导向机构，排线传动机构的主动件连接于排线驱动件的动力输出端，排线架连接于排线传动机构的从动件，排线架固定连接于排线导向机构的运动件，排线架上设置有可对线体进行引导的排线导轮；所述的行程调整机构包括行程架、行程驱动件、行程传动机构、行程导向机构，行程传动机构的主动件连接于行程驱动件的动力输出端，行程架连接于行程传动机构的从动件，安装于支架的行程导向机构的导向方向与排线导向机构的导向方向相同，行程架固定连接于行程导向机构的运动件，行程架上还设置有分置于排线架一侧的一对行程开关，所述的排线架活动于一对行程开关之间；行程调整机构根据缠绕机构的绕线盘的宽度调节排线架的行程范围，使得由排线架运送的线体可以均匀的平整的缠绕于绕线盘。

本发明与现有技术相比取得的进步以及有益效果在于，本发明结合了对ABS、PLA耗材熔化、熔融态原料挤出成型、线体排丝、线体缠绕等技术，本发明采用的对ABS、PLA耗材熔化技术采用了渐进式推料熔化可使得熔融态原料不滞留；本发明采用的对熔融态原料挤出成型技术采用了多喷头自由切换方式，可快速、便捷的进行不同挤出头的切换，从而调整挤出成型的线体形状；本发明采用的对线体排丝技术可根据绕线盘的宽度以及位置进行适应性调整，并且可实现线体的平整缠绕；本发明采用的线体缠绕技术采用了涨紧式固定方式，其可自由调整绕线盘在涨紧轴上的位置，结构稳定、可靠。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的整体结构示意图。

图3为回收装置的结构示意图。

图4为回收装置的结构示意图。

图5为回收装置的外壳体结构示意图。

图6为熔融机构、渐进式入料机构、尾气回收机构相匹配的结构示意图。

图7为熔融机构、渐进式入料机构相匹配的结构示意图。

图8为熔融机构、渐进式入料机构相匹配的结构示意图。

图9为熔融机构、渐进式入料机构相匹配的结构示意图。

图10为渐进式入料机构的结构示意图。

图11为尾气回收机构的结构示意图。

图12为气塞的结构示意图。

图13为输料机构、运线机构、缠绕机构相匹配的结构示意图。

图14为输料机构、运线机构、缠绕机构相匹配的结构示意图。

图15为输料机构的结构示意图。

图16为输料机构、挤出成型机构相匹配的结构示意图。

图17为聚热机构的结构示意图。

图18为输料机构、挤出成型机构相匹配的结构示意图。

图19为挤出成型机构的结构示意图。

图20为连接套筒的结构示意图。

图21为基台的结构示意图。

图22为挤出成型机构的爆炸结构示意图。

图23为挤出成型机构的爆炸结构示意图。

图24为旋转座的结构示意图。

图25为挤出成型机构、运线机构、缠绕机构相匹配的结构示意图。

图26为挤出成型机构、运线机构、缠绕机构相匹配的结构示意图。

图27为运线机构的结构示意图。

图28为运线机构的结构示意图。

图29为导线机构的结构示意图。

图30为固定架体的结构示意图。

图31为活动架、复位件、导线轮相匹配的结构示意图。

图32为排线机构、行程调整机构相匹配的结构示意图。

图33为排线机构、行程调整机构相匹配的结构示意图。

图34为行程调整机构的结构示意图。

图35为排线架的结构示意图。

图36为缠绕机构的结构示意图。

图37为绕线动力机构的结构示意图。

图38为扭力调节机构的结构示意图。

图39为扭力调节机构的结构示意图。

图40为涨紧轴的结构示意图。

图41为涨紧轴的结构示意图。

图42为涨紧轴的结构示意图。

图43为涨紧块、推进块相匹配的结构示意图。

图中标示为：

10、基座；110、第一风冷机构；120、第二风冷机构；130、散热片；

20、回收装置；210、熔融机构；211、热源管；212、热片；213、紧固底座；213a、热管槽；214、引料槽口；220、渐进式入料机构；221、施压端盖；222、环槽；223、透气孔；224、排气孔；225、中心槽；226、提拉把手；230、尾气回收机构；231、废气处理箱体；232、埋入式气管；233、气塞；234、排气通道；235、溢气孔；240、输料机构；250、输料套筒；251、入料接口；252、输送蛟龙；253、封闭端板；260、输料动力机构；261、输料驱动件；262、齿轮a；263、齿轮b；270、聚热机构；271、安装盘；272、加热管；273、聚热套筒；280、电池；

30、挤出成型机构；310、连接套筒；320、基台；321、运料腔；322、转向凸台；323、中心孔；324、挤出流道；325、定位孔；326、熔融热源；330、旋转座；331、中心凸起；332、旋转轨槽；333、运料接口；334、锁定轨槽；335、锁定孔；340、挤出头；350、锁定机构；351、锁定弹簧；352、锁止球体；360、连接件；370、轴承；

40、运线机构；

410、导线机构；411、固定架体；412、偏摆导槽；413、活动架；414、复位件a；415、导线轮；416、入料套筒；

420、排线机构；421、排线丝杆；422、排线导杆；423、排线架；424、排线导轮；425、排线导槽；426、浮动架；427、复位件b；

430、行程调整机构；431、行程导杆；432、行程丝杆；433、行程架；434、行程开关；

50、缠绕机构；

510、绕线动力机构；511、绕线驱动件；512、主动轮；513、从动轮；514、主动齿轮；514a、滑动段；514b、连接段；515、中间齿轮；516、从动齿轮；

520、扭力调节机构；521、压力调节旋钮；522、压力弹簧；523、摩擦盘；

530、涨紧轴；531、中心轴孔；532、涨紧导槽；533、涨紧块；534、光杆段；535、螺纹段；536、推进块；540、绕线盘；550、分隔盘；560、驱动套筒；570、固定套筒；580、涨紧旋钮。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1、2、13-14所示，3D打印机ABS、PLA耗材的回收、绕线系统，包括基座10、设置于基座10的回收装置20、运线机构40，回收装置20用于耗材（原料）的熔融并拉丝成型，运线机构40可引导由回收装置20挤出成型的线体朝向指定方向运动。

如图1、2所示，基座10上还设置有用于线体缠绕的缠绕机构50，所述的运线机构40设置于回收装置20、缠绕机构50之间，且运线机构40用于输送由回收装置20挤出成型的线体朝向缠绕机构50运动并由缠绕机构50进行缠绕。

如图1-18所示，回收装置20包括熔融机构210、输料机构240，熔融机构210用于3D打印机耗材的熔融处理并且熔融机构210的卸料端连接于输料机构240的入料端，输料机构240可定向输送熔融状态原料。

如图3-5所示，回收装置20还包括套接于熔融机构210、输料机构240外部并对熔融机构210、输料机构240进行支撑的外壳体。

如图3-10所示，上述的熔融机构210包括熔融筒体、安装于熔融筒体壁部并且可向熔融筒体内腔输送热能的热源管211，熔融筒体为圆柱状筒体并且两端均设置有开口，熔融筒体的顶部开口为入料口，熔融筒体的底部开口为卸料口，熔融筒体内还滑动匹配有渐进式入料机构220，所述的渐进式入料机构220包括与熔融筒体内壁相匹配并且可沿熔融套筒轴线方向滑动的施压端盖221，施压端盖221的圆周表面上开设有呈环状布置的环槽222，施压端盖221的底部端面开设有与环槽222相接通的透气孔223，施压端盖221的上端面开设有与环槽222相接通的排气孔224。

将耗材（原料）投放入熔融筒体的入料口，并将施压端盖221放置于熔融筒体的入料口，耗材（原料）吸收热源管211提供的热能发生熔化，并在施压端盖221的自重作用下，推动熔融态耗材（原料）向熔融筒体的卸料口流动；耗材（原料）在熔化过程中产生的气体混合物将由透气孔223、环槽222、排气孔224向外排放。

更为优化地，所述的施压端盖221的底部呈锥状设置，且施压端盖221的底部中心处在竖直方向上的高度低于施压端盖221四周的高度，上述的透气孔223设置于施压端盖221底部四周的壁部；其作用在于，施压端盖221向下推动熔融态原料向熔融筒体的卸料口运动过程中，是由施压端盖221的中心先进行施压，并保证设置于施压端盖221底部四周的透气孔223与熔融态原料不接触，可避免熔融态原料冷却时阻塞透气孔，从而降低熔融筒体内的换气效果。

更为完善地，上述的施压端盖221的顶部中心处开设有与其共轴线布置的中心槽225，并且施压端盖221的顶部端面安装有提拉把手226；中心槽225内可安装配置物体（图中没有示出），通过安装配置物体可调整施压端盖221推进熔融态原料的速度以及熔融态原料自熔融筒体的卸料口流出的流量；通过设置提拉把手226可更方便工作人员进行操作。

如图4、6、7所示，上述的热源管211设置成若干个且沿熔融筒体的圆周方向均匀设置于熔融筒体的外壁部，通过多个热源管211提供稳定的热能，可保证熔融筒体内的热场均匀；更为完善地，熔融筒体的外壁部设置有若干个沿其中心轴线方向均匀间隔分布的热片212，热源管211串接于热片212；热源管211发出的热能，可经过热片212进行扩散，并进一步的提高热能的均匀性。

如图6-9所示，上述的熔融筒体的底部还设置有紧固底座213，所述的热源管211贴附于熔融筒体的侧壁以及底壁，紧固底座213上开设有与贴附于熔融筒体底壁的热源管211相匹配的热管槽213a。

如图8、9所示，开设于熔融筒体底部的卸料口呈长条状并且沿熔融筒体的径向分布；其可提高熔融态原料的补给速度，并且可避免熔融态原料在熔融筒体内的滞留。

如图3-6、11，上述的熔融机构210还包括用于对熔融机构210内的尾气净化处理的尾气回收机构230；由于大量的原料在熔化过程中，会产生刺激性、有害气体，对周围的人员都会造成不良影响，为此，增设尾气回收机构230可有效的保护周围的环境。

更为具体地，上述的尾气回收机构230包括容置有可净化尾气的液体的废气处理箱体231、连接废气处理箱体231、排气孔224的导气管，导气管的一端连接于排气孔224、另一端延伸至废气处理箱体231内的液面以下。

更为完善地，上述的废气处理箱体231为顶部封闭的箱体，废气处理箱体231的顶部封闭端开设有出气端口、入气端口，上述的导气管包括输气管、埋入式气管232，埋入式气管232与入气端口相匹配并且埋入式气管232位于废气处理箱体231内的端部位于液面以下位置，输气管的一端接通排气孔224、另一端接通埋入式气管232位于废气处理箱体231外部的一端。

如图11、12所示，上述的出气端口匹配有气塞233，所述的气塞233内开设有排气通道234，且气塞233的顶部端侧开设有与排气通道234接通的溢气孔235。

如图4、13-18所示，输料机构240包括呈水平布置的输料套筒250，输料套筒250上设置有与熔融筒体的卸料端相连接并且可接收熔融态原料的入料接口251，输料套筒250内同轴设置有输送蛟龙252，输送蛟龙252可输送流入至入料接口251内的熔融态原料流向输料套筒250的卸料端部，输料套筒250的卸料端部安装有用于将熔融态原料挤出呈线状的挤出成型机构30。

更为具体地，入料接口251设置于输料套筒250的上方侧壁处，输料套筒250的一端安装有挤出成型机构30、另一端安装有封闭端板247，所述的输送蛟龙252介于挤出成型机构30、封闭端板247之间。

更为完善地，所述的输料机构240还包括用于驱动输送蛟龙252绕自身轴线转动的输料动力机构260，输料动力机构260包括输料驱动件261（电机）、可接收输料驱动件261动力并且可向输送蛟龙252传动动力的中间传动件；更为具体地，所述的中间传动件包括安装于输料驱动件261输出轴端的齿轮a262、安装于输送蛟龙252驱动端的齿轮b263，齿轮a262、齿轮b263相啮合。

如图16、17、18所示，上述的输料套筒250的外部还套接有辅热机构，所述的辅热机构包括套接于输料套筒250的安装盘271、安装于安装盘271并且沿输料套筒250圆周方向均匀间隔分布的加热管272；加热管272产生的热能可向输料套筒250的内腔传递，并保证输料套筒250内的原料熔化充分、不发生冷却。更为完善地，所述的输料套筒250的外部还套接有用于包裹加热管272的聚热套筒273，聚热套筒273用于集聚加热管272发出热能向输料套筒250传递，并且降低加热管272发出的热能向外部扩散，更为优化地，所述的聚热套筒273采用隔热材料制成。

如图13、14所示，输料机构240还包括用于对输料动力机构260进行冷却降温的第二风冷机构120；回收装置20内产生的热能较大，通过热传导可影响输料动力机构260的使用寿命，并且故障率提高，为此，设置第二风冷机构120用于降低温度对输料动力机构260的影响。

更为具体地，所述的第二风冷机构120包括风扇b、散热片130，散热片130设置于输料套筒250的底部并且临近输料动力机构260，风扇b鼓风方向朝向散热片130。

如图1、2、13、14所示，基座10上还安装有介于回收装置20、运线机构40之间并用于成型线体冷却的第一风冷机构110，第一风冷机构110包括鼓风方向朝向高温成型线体的风扇a；更为完善地，上述的第一风冷机构110设置于挤出成型机构30、运线机构40之间。

如图13、14所示，基座10上还安装有位于回收装置20底部的电池280，电池280可向输料驱动件261、运线机构40、缠绕机构50等供应电能，并且散热片130可降低电池280周围的温度，对电池280进行保护。

如图3、4所示，挤出成型机构30设置成现有的熔融挤出技术中常规采用的单头挤出方式，即现有的挤出方式使得挤出成型的线体只具备一种形态，使得产品不具备多样性，不能适应不同客户、用户的需要，为此，本发明采用了多挤出头的自由切换技术，以实现挤出成型的线体可具备多种形态（即挤出成型的线体的横截面的几何形状、尺寸发生变化）。

如图1、2、13-16、18-24所示，挤出成型机构30包括与输料套筒250的卸料端部相连接的连接套筒310、与连接套筒相连接且可接收连接套筒310挤出的熔融态原料的基台320、与基台320活动连接且可绕自身轴线转动的旋转座330，所述的基台320上开设有呈水平分布且贯穿基台320的挤出流道324，旋转座330朝向外侧的端面上安装有若干个挤出头340，旋转座330与基台320相贴合的端面上开设有与挤出头340数目相同且与挤出头呈一一对应接通的运料接口333，旋转座330的旋转中心轴线与水平面所成夹角为α，挤出头340的中心轴线与旋转座330的中心轴线之间所成夹角为β，所述的夹角α等于夹角β；挤出头340的中心轴线与旋转座330的中心轴线所在平面为基面δ，相邻的基面δ之间的夹角为γ，所述的旋转座330每次旋转的角度为夹角γ的整数倍，且始终存在一个运料接口333与挤出流道324保持接通。其优越性在于，由于夹角α等于夹角β，可保证挤出头340的挤出方向呈水平布置，即保证了由挤出成型机构30挤出成型的线体呈水平方向向外输送，并且旋转座330每次旋转的角度为夹角γ的整数倍可保障由输料套筒250的卸料端部挤出的熔融态原料顺利向进行输送，避免内部阻塞问题，也保证了挤出头340在自由切换过程中的顺畅性。

更为具体地，上述的基台320与旋转座330接触的端面上开设有呈环状结构且中心轴线与旋转座330旋转轴线共线的转向凸台322，转向凸台322的中心处还设置有与其共轴线的锥槽，所述的转向凸台322的壁厚沿其自身轴线方向由转向凸台322的悬置端部朝向固定端部先逐步增大、再逐步收窄（即呈双锥状结构），所述的锥槽的开口直径沿槽深方向逐步收窄，上述的挤出流道324沿水平方向穿设于转向凸台322的壁部，旋转座330与基台320接触的端面上开设有与转向凸台322相匹配的旋转轨槽332，旋转座330与基台320接触的端面上还开设有与旋转轨槽332共轴线布置且与锥槽相匹配的中心凸起331，运料接口333的一端与挤出头340接通、另一端延伸与运料接口333的内腔接通。

更为完善地，上述的转向凸台322的中心处还设置有中心孔323，旋转座330的中心处同轴套接有与中心孔323固定连接的连接件360，连接件360上套接有轴承370，连接件360与轴承370的内圈相固定，轴承370的外圈与旋转座330相固定。

如图21-24所示，为进一步的精准控制旋转座330的旋转角度，所述的基台320与旋转座330之间还设置有用于锁定旋转座330位置的锁定机构350，所述的锁定机构350包括锁定弹簧351、锁止球体352，所述的基台320上开设有可容置锁定弹簧351、锁止球体352的定位孔325，锁定弹簧351一端抵向定位孔325的槽底、另一端推动锁止球体352朝向旋转座330方向运动，旋转座330与基台320相贴合的端面上开设有与旋转座330旋转轴线共轴线布置且与锁止球体352滑动接触的锁定轨槽334，旋转座330上还开设有若干个沿锁定轨槽334圆周方向均匀间隔分布且与锁止球体352相配合的锁定孔335，相邻的锁定孔335之间的夹角为夹角γ；当旋转座330旋转至指定位置，且其中一个挤出流道324与运料接口333保持接通时，锁定弹簧351推动锁止球体352朝向旋转座330的方向运动并使得锁止球体352与锁定孔335相配合，从而实现对旋转座330的锁定，同时稳定了旋转座330的位置，避免旋转座330的晃动。

更为优化地，上述的锁定机构350有一对且分别设置于转向凸台322的一侧，通过设置一对锁定机构350可限制的提高对旋转座330锁定的稳定性。

进一步完善地，上述的挤出头340设置成四个，相邻的基面δ之间的夹角为90°，夹角α=夹角β=30°-50°；且各个挤出头340的挤出口横截面的形状或尺寸不同。

如图1、2、25、26所示，缠绕机构50上安装有多个并排设置的绕线盘540，其不仅可以一次性的增大对线体的缠绕存储量，还适用于对不同形态的线体进行分类别缠绕。

如图1、2、25-35所示，上述的运线机构40包括位置固定的支架、安装于支架且可接收挤出成型机构30挤出成型的线体并向缠绕机构50输送线体的排线机构420、安装于支架且可控制排线机构420运动范围的行程调整机构430，所述的排线机构420包括排线架423、排线驱动件、排线传动机构、排线导向机构，排线传动机构的主动件连接于排线驱动件的动力输出端，排线架423连接于排线传动机构的从动件，排线架423固定连接于排线导向机构的运动件，排线架423上设置有可对线体进行引导的排线导轮424；所述的行程调整机构430包括行程架433、行程驱动件、行程传动机构、行程导向机构，行程传动机构的主动件连接于行程驱动件的动力输出端，行程架433连接于行程传动机构的从动件，安装于支架的行程导向机构的导向方向与排线导向机构的导向方向相同，行程架433固定连接于行程导向机构的运动件，行程架433上还设置有分置于排线架423一侧的一对行程开关434，所述的排线架423活动于一对行程开关434之间。本发明提供的运行机构40与缠绕机构50上设置的多个并排布置的绕线盘540完美配合，可自动的进行定性输送，并且根据绕线盘540的宽度由行程导向机构对排线架423进行行程调节，可避免线体重复堆叠于一起，即实现了对线体缠绕过程中的平铺效果。

如图32、33所示，上述的排线驱动件为排线电机，排线传动机构包括第一同步带传动机构、安装于上述支架且可绕自身轴线转动的排线丝杆421，排线丝杆421上套接有与之螺旋连接的丝母a，所述的第一同步带传动机构中的第一主同步带轮连接于排线电机的动力输出端，第一同步带传动机构中的第一从同步带轮连接于排线丝杆421，排线架423固定连接于丝母a；排线导向机构包括固定安装于支架且与缠绕机构50对线体进行缠绕的中心轴线方向平行的排线导杆422、套接于导杆422的滑套a，排线架423与滑套a固定连接。

如图32-34所示，上述的行程驱动件为行程电机，上述的行程传动机构包括第二同步带传动机构、安装于上述支架且可绕自身轴线转动的行程丝杆432，行程丝杆432上套接有与之螺旋连接的丝母b，所述的第二同步带传动机构的第二主同步带轮连接于行程电机的动力输出端，第二同步带传动机构中的第二从同步带轮连接于行程丝杆432，行程架433固定连接于丝母b；行程导向机构包括固定安装于支架且与缠绕机构50对线体进行缠绕的中心轴线方向平行的行程导杆431、套接于行程导杆431的滑套b，行程架433与滑套b固定连接。

如图32、33、35所示，排线架423上顶面开设有与排线导杆422中心轴线方向相平行的排线导槽425，排线导槽425内滑动设置有一对相向设置的浮动导线机构，所述的浮动导线机构包括与排线导槽425滑动匹配的浮动架426，浮动架426的外端侧连接有可推动浮动架426朝向排线架423中心运动的复位件b427，浮动架426上还连接有可绕自身轴线转动的排线导轮424，一对浮动导线机构在与各自连接的复位件b427的作用下向排线架423的中心进行靠拢，且一对排线导轮424之间构成用于引导线体的浮动引导区。由于自挤出成型机构30挤出成型的线体温度较高并且具备较好的塑性，当绕线盘540对线体缠绕过程中发生错位导致对线体的牵引速度发生改变时，极易导致线体拉伸变形、甚至断裂，为此，浮动导线机构将发挥其自适应性作用，可自适应的调节浮动引导区间隔，从而使得绕线盘540对线体的牵引力保持稳定，保证线体不发生形变。

如图27-31所示，运线机构40还包括介于挤出成型机构30、排线机构420之间且用于引导线体的导线机构410，所述的导线机构410包括与支架固定且延伸方向与缠绕机构50对线体进行缠绕的中心轴线方向平行的固定架体411，固定架体411上开设有沿其延伸方向布置的偏摆导槽412，偏摆导槽412上滑动设置有一对相向设置的摆动导向机构，所述的摆动导向机构包括与偏摆导槽412滑动配合的活动架413，活动架413的外端侧连接有可推动活动架413朝向固定架体411中心运动的复位件a414，活动架413上还连接有可绕自身轴线转动的导线轮415，一对摆动导向机构在与各自连接复位件a414的作用下向固定架体411中心进行靠拢，且一对导线轮415之间构成用于引导线体的摆动引导区。摆动引导区与浮动引导区的作用相同，在摆动引导区、浮动引导区的共同作用下，进一步的稳定线体的状态。

进一步的优化，导线机构410还包括固定于固定架体411且用于接收并引导自挤出成型机构30排出的线体的入料套筒416，所述的入料套筒416与挤出成型机构30的线体挤出方向共轴线布置；更为优化地，入料套筒416上开设有相互接通且共轴线布置的入料锥孔、中心导线孔，自挤出成型机构30挤出成型的线体先后经过入料锥孔、中心导线孔并延伸至摆动引导区，所述的入料锥孔的开口直径沿线体的前进方向逐步收窄。入料套筒416可稳定自挤出成型机构30排出的线体，避免在进入运线机构40之前发生弯曲变形。

如图25、26、36-43所示，上述的缠绕机构50包括与基座10相连接的托架、活动设置于托架并且可绕自身轴线转动的涨紧轴530，所述的涨紧轴530上套接有对线体进行缠绕收集的绕线盘540，涨紧轴530的驱动端连接于绕线动力机构510的动力输出部件，绕线动力机构510还包括绕线驱动件511，绕线动力机构510的动力输出部件接收绕线驱动件511提供的动力并向涨紧轴530传递旋转力；涨紧轴530上开设有垂直于其中心轴线并且贯穿涨紧轴530的涨紧导槽532，与涨紧轴530共轴线布置且可绕自身轴线转动的调节轴，涨紧轴530上还滑动配合有分置于调节轴一侧并且与涨紧导槽532相匹配的涨紧块533，所述的调节轴包括位于涨紧轴530中心处的光杆段534、分置于光杆段534一侧的一对螺纹段535，涨紧轴530与一对螺纹段535共轴线布置且一对螺纹段535上的螺纹旋向相反，一对螺纹段535上分别旋转套接有推进块536，涨紧轴530的两端部分别开设有与推进块536滑动匹配并且可引导推进块536沿涨紧轴中心轴线方向运动的滑动导槽，一对推进块536的相对端侧设置有呈梯形结构的推进端部，涨紧块533与推进块536的推进端部相接触并且可接收推进块536提供的推力；调节轴绕自身轴线转动过程中可实现一对推进块536相向运动，且推进块536相互靠近时，设置于推进块536向涨紧块533传递推力，从而推动涨紧块533沿涨紧轴530的径向向外伸展。很显然，本发明提供的缠绕机构50可适应不同内径的绕线盘540，并且通过一对推进块536对绕线盘540支持部施加的压力，实现绕线盘540在涨紧轴530上的任意位置锁紧。

更为完善地，上述的涨紧块533呈长条形且沿涨紧轴530的中心轴线方向延伸，涨紧块533的两端侧分别顺延设置有止脱板，涨紧轴530上位于涨紧导槽532、滑动导槽的交汇处设置有可与止脱板相匹配并且用于限制涨紧块533与涨紧轴530脱离的限位件。通过止脱板与限位件的配合可避免因为一对推进块536的相向靠近的行程过大导致涨紧块533与涨紧轴530脱离，与此同时，通过止脱板与限位件的配合限定了涨紧块533的最大进给量。

更为完善地，涨紧轴530上套接有若干个沿其中心轴线方向间隔分布的绕线盘540，由于本发明采用独特的涨紧式结构，可实现多个绕线盘540在任意间隔位置处的定位、锁紧，更为优化地，为保证绕线盘540的均匀间隔以及便于线体在绕线盘540上缠绕的平整性，所述的涨紧轴530上还套接有介于相邻的绕线盘540之间的分隔盘550，通过分隔盘550的厚度对相邻的绕线盘540之间的间隔进行调整，从而达到均匀间隔分布的目的。

更为具体地，上述的涨紧轴530的两端部分别为驱动端部、调节端部，涨紧轴530的驱动端部固定套接有可限制推进块536自涨紧轴530的端部脱离的驱动套筒560，涨紧轴530的调节端部固定套接有可限制推进块536自涨紧轴530的端部脱离的固定套筒570，驱动套筒560、固定套筒570的中心处均开设有让调节轴穿过的避让孔。

如图43所示，更为完善地，上述的调节轴还包括与其共轴线布置并且设置于螺纹段535悬置端部的驱动光杆段，位于涨紧轴530调节端部的驱动光杆段穿设于固定套筒570并与可驱动调节轴绕自身轴线转动的涨紧旋钮580连接。

如图40-43所示，更为优化地，涨紧块533可向绕线盘540内径施压的端面呈圆弧状，涨紧块533位于涨紧轴530内的一端部与光杆段534接触时，涨紧块533的圆弧端面与涨紧轴530的圆周表面持平。

如图36、39所示，上述的托架上开设有可与涨紧轴530滑动匹配的开放性缺口，可便于涨紧轴530以及套接于涨紧轴530的多个绕线盘540的整体拆卸。

如图36-40所示，上述的绕线动力机构510还包括可调整最大输送扭力的扭力调节机构520，所述的扭力调节机构520包括可接收绕线驱动件511旋转力并且可绕自身轴线转动的从动轮513、与从动轮513同心布置的主动齿轮514，主动齿轮514上设置有与其共轴线布置的扭力调节轴件，所述的扭力调节轴件包括滑动段514a、连接段514b，滑动段514a介于连接段514b、主动齿轮514之间，所述的连接段514b为开设有外螺纹的轴件，滑动段514a上开设有沿其轴线方向延伸布置的导槽，滑动段514a上套接有与其共轴线布置的摩擦盘523，摩擦盘523与滑动段514a的接触端面上开设有与设置于滑动段514a的导槽相匹配的凸起块，扭力调节轴件穿设于从动轮513并且扭力调节轴件的自由端部旋转连接有压力调节旋钮521，上述的从动轮513与摩擦盘523相贴合且从动轮513、摩擦盘523相互贴合的端面上开设有用于传递扭力的摩擦纹，压力调节旋钮521与从动轮513之间还设置有套接于扭力调节轴件并且可推动从动轮513朝向摩擦盘523方向运动的压力弹簧522。

更为优化地，上述的从动轮513套接于扭力调节轴件的滑动段514a，避免从动轮513绕自身轴线转动过程中与连接段514b的螺纹碰撞。

更为优化地，从动轮513朝向压力调节旋钮521的端部开设有可安装压力弹簧522的内槽，可进一步的稳定压力弹簧522的位置并避免压力弹簧522发生径向跳动。

如图36-40所示，上述的绕线动力机构510还包括设置于绕线驱动件511（电机）驱动端部的主动轮512，所述的主动轮512、从动轮513为带轮或者链轮并且主动轮512、从动轮513之间通过同步带或者传动链连接；从而实现了绕线驱动件511（电机）提供的旋转力向从动轮513的传递。

进一步的完善，上述的绕线动力机构510还包括安装于托架并且可绕自身轴线转动的中间齿轮515、固定套设于驱动套筒560的从动齿轮516，所述的主动齿轮514与中间齿轮515相啮合，中间齿轮515与从动齿轮516相啮合；从而实现了旋转力由主动齿轮514向涨紧轴530的传递。

3D打印机ABS、PLA耗材的回收以及自动排线方法，其方法在于：

S1：向回收装置20投放ABS、PLA废料，并由回收装置20完成ABS、PLA废料的熔化并由设置于回收装置20卸料端部的挤出成型机构30挤出成型呈线体；

S2：由挤出成型机构30挤出成型呈线体向运线机构40输送，所述的运线机构40包括位置固定的支架、安装于支架且可接收挤出成型机构30挤出成型的线体并向缠绕机构50输送线体的排线机构420、安装于支架且可控制排线机构420运动范围的行程调整机构430，所述的排线机构420包括排线架423、排线驱动件、排线传动机构、排线导向机构，排线传动机构的主动件连接于排线驱动件的动力输出端，排线架423连接于排线传动机构的从动件，排线架423固定连接于排线导向机构的运动件，排线架423上设置有可对线体进行引导的排线导轮424；所述的行程调整机构430包括行程架433、行程驱动件、行程传动机构、行程导向机构，行程传动机构的主动件连接于行程驱动件的动力输出端，行程架433连接于行程传动机构的从动件，安装于支架的行程导向机构的导向方向与排线导向机构的导向方向相同，行程架433固定连接于行程导向机构的运动件，行程架433上还设置有分置于排线架423一侧的一对行程开关434，所述的排线架423活动于一对行程开关434之间；行程调整机构430根据缠绕机构50的绕线盘540的宽度调节排线架423的行程范围，使得由排线架423运送的线体可以均匀的平整的缠绕于绕线盘540。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.3D打印机ABS、PLA耗材的回收以及自动排线方法，其方法在于：

S1：向回收装置投放ABS、PLA废料，并由回收装置完成ABS、PLA废料的熔化并由设置于回收装置卸料端部的挤出成型机构挤出成型呈线体；

S2：由挤出成型机构挤出成型呈线体向运线机构输送，所述的运线机构包括位置固定的支架、安装于支架且可接收挤出成型机构挤出成型的线体并向缠绕机构输送线体的排线机构、安装于支架且可控制排线机构运动范围的行程调整机构，所述的排线机构包括排线架、排线驱动件、排线传动机构、排线导向机构，排线传动机构的主动件连接于排线驱动件的动力输出端，排线架连接于排线传动机构的从动件，排线架固定连接于排线导向机构的运动件，排线架上设置有可对线体进行引导的排线导轮；所述的行程调整机构包括行程架、行程驱动件、行程传动机构、行程导向机构，行程传动机构的主动件连接于行程驱动件的动力输出端，行程架连接于行程传动机构的从动件，安装于支架的行程导向机构的导向方向与排线导向机构的导向方向相同，行程架固定连接于行程导向机构的运动件，行程架上还设置有分置于排线架一侧的一对行程开关，所述的排线架活动于一对行程开关之间；行程调整机构根据缠绕机构的绕线盘的宽度调节排线架的行程范围，使得由排线架运送的线体可以均匀的平整的缠绕于绕线盘。

2.根据权利要求1所述的3D打印机ABS、PLA耗材的回收以及自动排线方法，回收装置包括熔融机构、输料机构，熔融机构用于耗材的熔融处理并且熔融机构的卸料端连接于输料机构的入料端，输料机构可定向输送熔融状态原料至挤出成型机构。

3.根据权利要求1所述的3D打印机ABS、PLA耗材的回收以及自动排线方法，上述的排线驱动件为排线电机，排线传动机构包括第一同步带传动机构、安装于上述支架且可绕自身轴线转动的排线丝杆，排线丝杆上套接有与之螺旋连接的丝母a，所述的第一同步带传动机构中的第一主同步带轮连接于排线电机的动力输出端，第一同步带传动机构中的第一从同步带轮连接于排线丝杆，排线架固定连接于丝母a；排线导向机构包括固定安装于支架且与缠绕机构对线体进行缠绕的中心轴线方向平行的排线导杆、套接于导杆的滑套a，排线架与滑套a固定连接。

4.根据权利要求1所述的3D打印机ABS、PLA耗材的回收以及自动排线方法，上述的行程驱动件为行程电机，上述的行程传动机构包括第二同步带传动机构、安装于上述支架且可绕自身轴线转动的行程丝杆，行程丝杆上套接有与之螺旋连接的丝母b，所述的第二同步带传动机构的第二主同步带轮连接于行程电机的动力输出端，第二同步带传动机构中的第二从同步带轮连接于行程丝杆，行程架固定连接于丝母b；行程导向机构包括固定安装于支架且与缠绕机构对线体进行缠绕的中心轴线方向平行的行程导杆431、套接于行程导杆的滑套b，行程架与滑套b固定连接。

5.根据权利要求3所述的3D打印机ABS、PLA耗材的回收以及自动排线方法，排线架上顶面开设有与排线导杆中心轴线方向相平行的排线导槽，排线导槽内滑动设置有一对相向设置的浮动导线机构，所述的浮动导线机构包括与排线导槽滑动匹配的浮动架，浮动架的外端侧连接有可推动浮动架朝向排线架中心运动的复位件b，浮动架上还连接有可绕自身轴线转动的排线导轮，一对浮动导线机构在与各自连接的复位件b的作用下向排线架的中心进行靠拢，且一对排线导轮之间构成用于引导线体的浮动引导区。

6.根据权利要求3所述的3D打印机ABS、PLA耗材的回收以及自动排线方法，运线机构还包括介于挤出成型机构、排线机构之间且用于引导线体的导线机构，所述的导线机构包括与支架固定且延伸方向与缠绕机构对线体进行缠绕的中心轴线方向平行的固定架体，固定架体上开设有沿其延伸方向布置的偏摆导槽，偏摆导槽上滑动设置有一对相向设置的摆动导向机构，所述的摆动导向机构包括与偏摆导槽滑动配合的活动架，活动架的外端侧连接有可推动活动架朝向固定架体中心运动的复位件a，活动架上还连接有可绕自身轴线转动的导线轮，一对摆动导向机构在与各自连接复位件a的作用下向固定架体中心进行靠拢，且一对导线轮之间构成用于引导线体的摆动引导区。

7.根据权利要求6所述的3D打印机ABS、PLA耗材的回收以及自动排线方法，导线机构还包括固定于固定架体且用于接收并引导自挤出成型机构排出的线体的入料套筒，所述的入料套筒与挤出成型机构的线体挤出方向共轴线布置。

8.根据权利要求1所述的3D打印机ABS、PLA耗材的回收以及自动排线方法， 缠绕机构包括与基座相连接的托架、活动设置于托架并且可绕自身轴线转动的涨紧轴，所述的涨紧轴上套接有对线体进行缠绕收集的绕线盘。

9.根据权利要求8所述的3D打印机ABS、PLA耗材的回收以及自动排线方法，涨紧轴的驱动端连接于绕线动力机构的动力输出部件，绕线动力机构还包括绕线驱动件，绕线动力机构的动力输出部件接收绕线驱动件提供的动力并向涨紧轴传递旋转力；涨紧轴上开设有垂直于其中心轴线并且贯穿涨紧轴的涨紧导槽，与涨紧轴共轴线布置且可绕自身轴线转动的调节轴，涨紧轴上还滑动配合有分置于调节轴一侧并且与涨紧导槽相匹配的涨紧块，所述的调节轴包括位于涨紧轴中心处的光杆段、分置于光杆段一侧的一对螺纹段，涨紧轴与一对螺纹段共轴线布置且一对螺纹段上的螺纹旋向相反，一对螺纹段上分别旋转套接有推进块，涨紧轴的两端部分别开设有与推进块滑动匹配并且可引导推进块沿涨紧轴中心轴线方向运动的滑动导槽，一对推进块的相对端侧设置有呈梯形结构的推进端部，涨紧块与推进块的推进端部相接触并且可接收推进块提供的推力；调节轴绕自身轴线转动过程中可实现一对推进块相向运动，且推进块相互靠近时，推进块向涨紧块传递推力，从而推动涨紧块沿涨紧轴的径向向外伸展。

10.根据权利要求9所述的3D打印机ABS、PLA耗材的回收以及自动排线方法，上述的涨紧块呈长条形且沿涨紧轴的中心轴线方向延伸，涨紧块的两端侧分别顺延设置有止脱板，涨紧轴上位于涨紧导槽、滑动导槽的交汇处设置有可与止脱板相匹配并且用于限制涨紧块与涨紧轴脱离的限位件；

涨紧轴上套接有若干个沿其中心轴线方向间隔分布的绕线盘，所述的涨紧轴上还套接有介于相邻的绕线盘之间的分隔盘；

上述的涨紧轴的两端部分别为驱动端部、调节端部，涨紧轴的驱动端部固定套接有可限制推进块自涨紧轴的端部脱离的驱动套筒，涨紧轴的调节端部固定套接有可限制推进块自涨紧轴的端部脱离的固定套筒，驱动套筒、固定套筒的中心处均开设有让调节轴穿过的避让孔。