CN108145827A - 一种基于氧化铝陶瓷的三维喷墨式特种陶瓷打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及3D打印技术领域，具体为一种基于氧化铝陶瓷的三维喷墨式特种陶瓷打印机，包括操作面板，所述操作面板设置在装置壳体的内腔底部，所述操作面板的上方设置有冷冻平台系统，所述冷冻平台系统的上方设置有喷射系统，该基于氧化铝陶瓷的三维喷墨式特种陶瓷打印机，具有以下几方面优点：1、不需要专门研发用于挤出的Bingham塑性流体。2、氧化铝陶瓷悬浮液喷出后可以立即固化，不会出现坍塌或者重力挤压变形。3、电磁阀喷头直径较小，打印精度非常高。4、使用双电磁阀喷头设计，其中一个电磁阀喷头用于打印支撑材料并且支撑材料非常容易去除，所以可以打印任意形状与结构的基于氧化铝陶瓷产品。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体为一种基于氧化铝陶瓷的三维喷墨式特种陶瓷打印机。
背景技术
3D打印机是快速成型技术的一种设备。随着科学技术的高速发展，以及信息控制技术的不断深入，随着关键技术的不断突破,作为快速成型技术的主要设备，3D打印机近十年发展迅速，保持高速增长的势头，新的成型技术不断涌现。
其基本原理是根据“分层累积”方法，收集到相关对象的三维结构表面信息，通过切片软件，将对象切割成厚度一定、数量一定的以层片信息为基础的模型信息。运用不同的算法，生成打印路径。最后，通过三维打印机逐层制造成三维产品实体。
三维快速成形的概念始于20世纪70年代，立体平面印刷(SL)、选择性激光烧结(SLS)、自由实体制造(SFF)、光固化快速成型(SLA)、分层制造成型(LOM)、熔丝沉积制造(FDM)和3D打印(3D-P)等是具有代表性的工艺。
目前市场上的氧化铝陶瓷打印机只有挤出式，其缺点是：需要专门研发用于挤出的Bingham塑性流体；因为挤出后不能立即固化，可能会出现坍塌或者重力挤压变形；因为用于挤出的挤出头直径较大，所以打印精度较低；有些陶瓷打印机不能打印支撑材料，有些打印机可以打印支撑材料，但是支撑材料非常难去除。
发明内容
本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于氧化铝陶瓷的三维喷墨式特种陶瓷打印机。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于氧化铝陶瓷的三维喷墨式特种陶瓷打印机，包括操作面板，所述操作面板设置在装置壳体的内腔底部，所述操作面板的上方设置有冷冻平台系统，所述冷冻平台系统的上方设置有喷射系统，所述喷射系统的上部设置有三轴运动系统，所述三轴运动系统的上方设置有储液系统，所述储液系统包括搅拌系统和循环系统，所述装置壳体的一侧壁固定安装有主板。
优选的，所述操作面板包括液晶面板、SD卡插槽和转轮，所述装置壳体的内腔底部一侧壁固定安装有液晶面板，所述液晶面板远离装置壳体侧壁的一侧设置有SD卡插槽，所述SD卡插槽的另一侧设置有转轮。
优选的，所述冷冻平台系统包括冷冻平台，所述冷冻平台的顶面一侧设置有密封打印腔，所述密封打印腔远离冷冻平台的一侧表面开设有螺纹孔，所述螺纹孔的内部螺纹设置有螺纹杆，所述装置壳体的底部与螺纹杆相对应的位置固定安装有电机，所述螺纹杆的底端与电机的转轴端固定连接。
优选的，所述喷射系统包括电磁阀喷头，其中所述电磁阀喷头的数量至少为一个。
优选的，所述搅拌系统为磁转子系统、磁转子、储液槽一和储液槽二，所述储液槽一和储液槽二分别设置在装置壳体的内腔顶部两侧，且储液槽一和储液槽二的下方均设置有磁转子系统，其中所述储液槽一和储液槽二的内腔均设置有磁转子。
优选的，所述循环系统包括磁转子系统安装壳体、电动马达和导管，所述磁转子系统的外部固定安装有磁转子系统安装壳体，所述储液槽一和储液槽二的底面位于磁转子系统安装壳体的一侧固定安装有电动马达，所述电动马达的一端固定连接有导管，所述导管的中端与电磁阀喷头固定连接。
优选的，所述主板包括主板主体、控制板和驱动器，所述装置壳体的一侧壁底部固定安装有主板主体，所述主板主体的上部固定安装有控制板，所述控制板的一侧固定安装有驱动器，其中装置壳体设置有主板的一侧壁上部对称开设有氮气入口。
优选的，所述主板主体分别与控制板和驱动器电性连接，所述控制板分别与电动马达和电磁阀电性连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于氧化铝陶瓷的三维喷墨式特种陶瓷打印机，具有以下几方面优点：
1、不需要专门研发用于挤出的Bingham塑性流体。
2、氧化铝陶瓷悬浮液喷出后可以立即固化，不会出现坍塌或者重力挤压变形。
3、电磁阀喷头直径较小，打印精度非常高。
4、使用双电磁阀喷头设计，其中一个电磁阀喷头用于打印支撑材料并且支撑材料非常容易去除，所以可以打印任意形状与结构的基于氧化铝陶瓷产品。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的结构剖示图；
图3为本发明的后视图；
图4为本发明的搅拌系统和循环系统结构示意图。
图中：11液晶面板、12 SD卡插槽、13转轮、21冷冻平台、22电磁阀喷头、23三轴运动系统、24磁转子系统、25储液槽一、26储液槽二、27磁转子、28密封打印腔、31主板主体、32控制板、33氮气入口、34驱动器、41磁转子系统安装壳体、42电动马达、43导管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种基于氧化铝陶瓷的三维喷墨式特种陶瓷打印机，包括操作面板，所述操作面板设置在装置壳体的内腔底部，所述操作面板的上方设置有冷冻平台系统，所述冷冻平台系统的上方设置有喷射系统，所述喷射系统的上部设置有三轴运动系统23，所述三轴运动系统的上方设置有储液系统，所述储液系统包括搅拌系统和循环系统，所述装置壳体的一侧壁固定安装有主板。
作为本发明的一种技术优化方案，所述操作面板包括液晶面板11、SD卡插槽12和转轮13，所述装置壳体的内腔底部一侧壁固定安装有液晶面板11，所述液晶面板11远离装置壳体侧壁的一侧设置有SD卡插槽12，所述SD卡插槽12的另一侧设置有转轮13。
作为本发明的一种技术优化方案，所述冷冻平台系统包括冷冻平台21，所述冷冻平台21的顶面一侧设置有密封打印腔28，所述密封打印腔28远离冷冻平台21的一侧表面开设有螺纹孔，所述螺纹孔的内部螺纹设置有螺纹杆，所述装置壳体的底部与螺纹杆相对应的位置固定安装有电机，所述螺纹杆的底端与电机的转轴端固定连接。
作为本发明的一种技术优化方案，作为本发明的一种技术优化方案，所述喷射系统包括电磁阀喷头22，其中所述电磁阀喷头22的数量至少为一个。
作为本发明的一种技术优化方案，所述搅拌系统为磁转子系统24、磁转子27、储液槽一25和储液槽二26，所述储液槽一25和储液槽二26分别设置在装置壳体的内腔顶部两侧，且储液槽一25和储液槽二26的下方均设置有磁转子系统24，其中所述储液槽一25和储液槽二26的内腔均设置有磁转子27。
作为本发明的一种技术优化方案，所述循环系统包括磁转子系统安装壳体41、电动马达42和导管43，所述磁转子系统24的外部固定安装有磁转子系统安装壳体41，所述储液槽一25和储液槽二26的底面位于磁转子系统安装壳体41的一侧固定安装有电动马达42，所述电动马达42的一端固定连接有导管43，所述导管43的中端与电磁阀喷头22固定连接。
作为本发明的一种技术优化方案，所述主板包括主板主体31、控制板32和驱动器34，所述装置壳体的一侧壁底部固定安装有主板主体31，所述主板主体31的上部固定安装有控制板32，所述控制板32的一侧固定安装有驱动器34，其中装置壳体设置有主板的一侧壁上部对称开设有氮气入口33。
作为本发明的一种技术优化方案，所述主板主体31分别与控制板32和驱动器34电性连接，所述控制板32分别与电动马达42和电磁阀电性连接。
工作原理：当人们使用该打印机时，氮气入口33使氮气进入密封打印腔28，降低密封打印腔28中的湿度和温度，消除打印过程中的结霜问题，提高打印精度；储液系统包括搅拌系统和循环系统。磁转子系统24使储液槽一25和储液槽二26中的磁转子27转动，促使氧化铝悬浮液匀速旋转，氧化铝在液体中均匀分布；电动马达42使氧化铝悬浮液在导管43中匀速流动：电磁阀喷头22将氧化铝陶瓷悬浮液喷射到冷冻平台21，冷冻平台21将氧化铝陶瓷悬浮液瞬间冰冻成型。如图经过层层叠加，最终可以打印出复杂的三维产品。
通过计算机三维造型软件或者3D扫描仪来完成产品设计或造型，输出STL格式文件。打开上位机软件系统，导入要打印的STL格式模型，设置一系列参数，切片(把模型切分若干层)，软件系统完成计算，生成三维打印机可以识别的G-Code等指令程序。指令程序包含支撑结构的打印指令和路径。将指令程序导入SD卡中，插入三维打印机的SD卡插槽12中，打开三维打印机，将氧化铝陶瓷悬浮液倒入储液槽二26，将去离子水(支撑结构材料)倒入储液槽一25。操作转轮13，调入G-Code程序，冷冻平台21开始制冷，氮气入口33开始输入氮气。氧化铝陶瓷悬浮液磁转子系统24中的磁转子27开始旋转，使氧化铝陶瓷在悬浮液中分布均匀。电动马达42开始工作，使氧化铝陶瓷在导管43中分布均匀。主板主体31收集打印机各处传感器的数值，等待各个数值达到设定值。X、Y和Z轴归零，开始逐层打印过程。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种基于氧化铝陶瓷的三维喷墨式特种陶瓷打印机，包括操作面板，其特征在于：所述操作面板设置在装置壳体的内腔底部，所述操作面板的上方设置有冷冻平台系统，所述冷冻平台系统的上方设置有喷射系统，所述喷射系统的上部设置有三轴运动系统(23)，所述三轴运动系统的上方设置有储液系统，所述储液系统包括搅拌系统和循环系统，所述装置壳体的一侧壁固定安装有主板。
2.根据权利要求1所述的一种基于氧化铝陶瓷的三维喷墨式特种陶瓷打印机，其特征在于：所述操作面板包括液晶面板(11)、SD卡插槽(12)和转轮(13)，所述装置壳体的内腔底部一侧壁固定安装有液晶面板(11)，所述液晶面板(11)远离装置壳体侧壁的一侧设置有SD卡插槽(12)，所述SD卡插槽(12)的另一侧设置有转轮(13)。
3.根据权利要求1所述的一种基于氧化铝陶瓷的三维喷墨式特种陶瓷打印机，其特征在于：所述冷冻平台系统包括冷冻平台(21)，所述冷冻平台(21)的顶面一侧设置有密封打印腔(28)，所述密封打印腔(28)远离冷冻平台(21)的一侧表面开设有螺纹孔，所述螺纹孔的内部螺纹设置有螺纹杆，所述装置壳体的底部与螺纹杆相对应的位置固定安装有电机，所述螺纹杆的底端与电机的转轴端固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于氧化铝陶瓷的三维喷墨式特种陶瓷打印机，其特征在于：所述喷射系统包括电磁阀喷头(22)，其中所述电磁阀喷头(22)的数量至少为一个。
5.根据权利要求1所述的一种基于氧化铝陶瓷的三维喷墨式特种陶瓷打印机，其特征在于：所述搅拌系统为磁转子系统(24)、磁转子(27)、储液槽一(25)和储液槽二(26)，所述储液槽一(25)和储液槽二(26)分别设置在装置壳体的内腔顶部两侧，且储液槽一(25)和储液槽二(26)的下方均设置有磁转子系统(24)，其中所述储液槽一(25)和储液槽二(26)的内腔均设置有磁转子(27)。
6.根据权利要求1所述的一种基于氧化铝陶瓷的三维喷墨式特种陶瓷打印机，其特征在于：所述循环系统包括磁转子系统安装壳体(41)、电动马达(42)和导管(43)，所述磁转子系统(24)的外部固定安装有磁转子系统安装壳体(41)，所述储液槽一(25)和储液槽二(26)的底面位于磁转子系统安装壳体(41)的一侧固定安装有电动马达(42)，所述电动马达(42)的一端固定连接有导管(43)，所述导管(43)的中端与电磁阀喷头(22)固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于氧化铝陶瓷的三维喷墨式特种陶瓷打印机，其特征在于：所述主板包括主板主体(31)、控制板(32)和驱动器(34)，所述装置壳体的一侧壁底部固定安装有主板主体(31)，所述主板主体(31)的上部固定安装有控制板(32)，所述控制板(32)的一侧固定安装有驱动器(34)，其中装置壳体设置有主板的一侧壁上部对称开设有氮气入口(33)。
8.根据权利要求7所述的一种基于氧化铝陶瓷的三维喷墨式特种陶瓷打印机，其特征在于：所述主板主体(31)分别与控制板(32)和驱动器(34)电性连接，所述控制板(32)分别与电动马达(42)和电磁阀电性连接。
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