CN108262965A - 3d打印喷嘴及3d打印设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种3D打印喷嘴及3D打印设备，涉及3D打印的技术领域，所述3D打印喷嘴包括支撑架、成型辊、驱动电机和进料机构，成型辊与支撑架转动连接，驱动电机与成型辊连接；成型辊的周向侧壁上间隔设置有第一环形槽和第二环形槽，且第一环形槽和第二环形槽之间设置有弧形槽；弧形槽的长度大于第一环形槽到第二环形槽的距离，且弧形槽的两端分别与第一环形槽和第二环形槽连通；支撑架上设置有弧形托板，弧形托板挡在成型辊周向侧壁上，以使第一环形槽、第二环形槽及弧形槽内的填充料脱离弧形托板后落下。该装置保证了墙体层内外侧壁和倾斜肋筋的填充料同时填充，且填充料连续，提高了墙体的抵御载荷能力。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印的技术领域，尤其是涉及一种3D打印喷嘴及3D打印设备。
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。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
3D建筑打印技术在世界范围内正在兴起。现行的欧美及国内的3D打印的墙体结构，都是打印墙体内外侧壁和其间的加强肋筋，采用分别依次打印的不连续结构，即内外侧壁与肋筋之间的结合，无论从材料内含的玻璃纤维的搭接还是水泥材料的结合都有缺陷。肋筋与侧壁之间的结合面积也非常小，这样就很难发挥出材料应有的作用，整体墙面的抵抗载荷额能力不够理想。
发明内容
本发明的目的在于提供的一种3D打印喷嘴及3D打印设备，以缓解了现有的墙体打印中，内外侧壁与肋筋之间的结合性差的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供的一种3D打印喷嘴，包括：支撑架、成型辊、驱动电机和进料机构，所述成型辊与所述支撑架转动连接，所述驱动电机与所述成型辊连接，用于带动所述成型辊转动；
所述成型辊的周向侧壁上间隔设置有第一环形槽和第二环形槽，且所述第一环形槽和第二环形槽之间设置有弧形槽；所述弧形槽的长度大于所述第一环形槽到第二环形槽的距离，且所述弧形槽的两端分别与所述第一环形槽和第二环形槽连通；
所述进料机构用于将填充料输入到第一环形槽、第二环形槽和弧形槽内；
所述支撑架上设置有弧形托板，所述弧形托板挡在所述成型辊周向侧壁上，以使所述第一环形槽、第二环形槽及弧形槽内的填充料脱离所述弧形托板后落下。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述进料机构包括进料斗，所述进料斗与所述支撑架连接，且所述进料斗的出口朝向所述成型辊的周向侧壁。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述进料斗靠近弧形托板的侧壁与所述成型辊的周向侧壁抵接；
所述进料斗远离所述弧形托板的侧壁上设置有止挡部，所述止挡部伸入所述第一环形槽和第二环形槽内，用于防止填充料流出。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述成型辊的两端分别设置有向所述成型辊周向外侧延伸的第一挡边和第二挡边，用于防止填充料外溢。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述弧形槽的数量为多个。
结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述弧形槽的数量为两个，且两个所述弧形槽的首尾顺次连接。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述成型辊的周向侧壁上设置有第三环形槽，所述第三环形槽位于所述第一环形槽和第二环形槽之间；
所述弧形槽包括第一中间段和第二中间段，所述第一中间段的一端与所述第一环形槽连通，另一端与所述第三环形槽连通；
所述第二中间段的一端与所述第二环形槽连通，另一端与所述第三环形槽连通。
结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述第一中间段与所述第二中间段错位排列。
结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述第三环形槽的数量为多个。
第二方面，本发明实施例提供的一种3D打印设备，包括驱动机构和上述的3D打印喷嘴，所述驱动机构与所述3D打印喷嘴连接，所述驱动机构用于带动3D打印喷嘴运动。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供的一种3D打印喷嘴，包括：支撑架、成型辊、驱动电机和进料机构，成型辊与转动连接在支撑架上，驱动电机与所述成型辊连接，通过驱动电机带动所述成型辊转动。在成型辊的周向侧壁上间隔设置有第一环形槽和第二环形槽，并且，所述第一环形槽和第二环形槽之间设置有弧形槽，进料机构用于将填充料输入到第一环形槽、第二环形槽和弧形槽内，第一环形槽和第二环形槽是用于形成墙体的内外壁的，而弧形槽是用于形成内外壁之间的肋筋。该弧形槽的长度大于所述第一环形槽到第二环形槽的距离，且所述弧形槽的两端分别与所述第一环形槽和第二环形槽连通，这样，第一环形槽、第二环形槽和弧形槽内的填充料就可以相互连接。支撑架上还设置有弧形托板，所述弧形托板挡在所述成型辊周向侧壁上，填充料进入到第一环形槽、第二环形槽和弧形槽后，填充料会随着成型辊的转动而被运送到成型辊的下方，而弧形托板就是为了防止转动过程中填充料脱落。当填充料转动离开弧形托板的止挡时，会由于重力的作用下落形成墙体层。成型辊表面凹槽的设计保证了墙体内外侧壁和倾斜肋筋的填充料同时填充，且填充料连续，提高了墙体的抵御载荷能力。
本发明实施例提供的一种3D打印设备，包括驱动机构和上述的3D打印喷嘴，所述驱动机构与所述3D打印喷嘴连接，用于带动3D打印喷嘴运动。该设备一个行程动作可以得到一层墙体层，成型辊表面凹槽的设计保证了墙体层内外侧壁和倾斜肋筋的填充料同时填充，且填充料连续，然后通过驱动机构反复的运动可以得到多层墙体层叠加形成的墙体，提高了墙体的抵御载荷能力。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的3D打印喷嘴的示意图；
图2为本发明实施例1提供的3D打印喷嘴的截面图；
图3为本发明实施例1提供的3D打印喷嘴的成型辊的示意图；
图4为本发明实施例2提供的3D打印喷嘴的成型辊的俯视图。
图标：100-进料斗；200-弧形托板；300-驱动电机；400-成型辊；410-第一环形槽；420-第二环形槽；430-弧形槽；431-第一中间段；432-第二中间段；440-第三环形槽。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明提供了一种3D打印喷嘴，下面给出多个实施例对本发明提供的3D打印喷嘴的结构进行详细描述。
实施例1
如图1-3所示，本发明实施例提供的一种3D打印喷嘴，包括：支撑架、成型辊400、驱动电机300和进料机构，成型辊400与转动连接在支撑架上，驱动电机300与所述成型辊400连接，通过驱动电机300带动所述成型辊400转动。在成型辊400的周向侧壁上间隔设置有第一环形槽410和第二环形槽420，并且，所述第一环形槽410和第二环形槽420之间设置有弧形槽430，进料机构用于将填充料输入到第一环形槽410、第二环形槽420和弧形槽430内，第一环形槽410和第二环形槽420是用于形成墙体的内外壁的，而弧形槽430是用于形成内外壁之间的肋筋。该弧形槽430的长度大于所述第一环形槽410到第二环形槽420的距离，且所述弧形槽430的两端分别与所述第一环形槽410和第二环形槽420连通，这样，第一环形槽410、第二环形槽420和弧形槽430内的填充料就可以相互连接。支撑架上还设置有弧形托板200，所述弧形托板200挡在所述成型辊400周向侧壁上，填充料进入到第一环形槽410、第二环形槽420和弧形槽430后，填充料会随着成型辊400的转动而被运送到成型辊400的下方，而弧形托板200就是为了防止转动过程中填充料脱落。当填充料转动离开弧形托板200的止挡时，会由于重力的作用下落形成墙体层。成型辊400表面凹槽的设计保证了墙体内外侧壁和倾斜肋筋的填充料同时填充，且填充料连续，提高了墙体的抵御载荷能力。
弧形托板200挡在成型辊400的前端，防止填充料在转动过程中提前落下，弧形托板200的下端部可以在成型辊400的最低点，从而可以使填充料下落在墙体层上。
在一个可以实施的方案中，进料机构可以包括进料斗100，通过进料斗100可以将填充料输送到成型辊400上的槽内。进料斗100与所述支撑架连接在一起，且所述进料斗100的出口朝向所述成型辊400的周向侧壁，通过重力的作用，让填充料下落进入到槽内。
进料斗100呈漏斗形，进口宽，出口窄，且出口的宽度与成型辊400的长度一致。同时，进料斗100的出料口与支撑架紧密配合，防止填充料外漏。
具体的，进料斗100靠近弧形托板200的侧壁与所述成型辊400的周向侧壁抵接，也就是，在开始时，进料斗100是将填充料输入到成型辊400的周向侧面上，然后填充料在流入到第一环形槽410、第二环形槽420和弧形槽430内，成型辊400滚动的过程中会带动填充料转动，而进料斗100靠前的侧壁抵在成型辊400的侧壁上，防止那些未进入到槽内的填充料继续运动，保证填充料的正确输出。
同时，进料斗100远离所述弧形托板200的侧壁上设置有止挡部，所述止挡部伸入所述第一环形槽410和第二环形槽420内，用于防止填充料流出，进料斗100的出口边沿与成型辊400外表面对应配合，防止进料斗100内的填充料从第一环形槽410和第二环形槽420向后流出，保证了整体的密封性。
为了防止填充料从成型辊400的两侧流出，所述成型辊400的两端分别设置有向所述成型辊400周向外侧延伸的第一挡边和第二挡边，用于防止填充料外溢。
假设成型辊400滚动一周完成一个成型单元，那么弧形槽430的数量就是成型单元上肋筋的数量。所以，可以设置弧形槽430的数量为多个，这样生成的墙体肋筋的密度就较大，墙体的强度也就会随之增加。
在一个可以实施的方案中，弧形槽430的数量为两个，且两个所述弧形槽430的首尾相互连接在一起，这样生成的倾斜肋筋呈“之”字形。但是，并不限于上述方案，弧形槽430还可以为三个、四个等。
在一个可以实施的方案中，弧形槽430的数量为两个，并且两个弧形槽430的弯曲方向相同，这样打印出来的墙体中，相邻两个肋筋可以为平行的。
实施例2
如图4所示，与实施例1不同之处在于，所述成型辊400的周向侧壁上设置有第三环形槽440，第三环形槽440位于所述第一环形槽410和第二环形槽420之间。弧形槽430包括第一中间段431和第二中间段432，所述第一中间段431的一端与所述第一环形槽410连通，另一端与所述第三环形槽440连通；所述第二中间段432的一端与所述第二环形槽420连通，另一端与所述第三环形槽440连通。在第一环形槽410和第二环形槽420的中间设置的第三环形槽440可以在打印过程中形成中间层，这样，该实施例提供的3D打印喷嘴可以打印出多层墙体。
第一中间段431和第二中间段432可以在同一条弧线上。
在另一个可以实施的方案中，为了增加墙体的牢固性，所述第一中间段431与所述第二中间段432错位排列。
第一中间段431和第二中间段432的弯曲倾斜方向可以相同，也可以相反。
实施例3
与实施例2不同之处在于，所述第三环形槽440的数量为多个。在实施例2的基础上，可以增加第三环形槽440的数量，然后弧形槽430贯穿这些第三环形槽440分别与第一环形槽410和第二环形槽420连通。
可以根据需求制备出不同层数的墙体，墙体层数增加，可以增加墙体的强度，抗风，抗寒的能力。
本发明实施例提供的一种3D打印设备，包括驱动机构和上述的3D打印喷嘴，所述驱动机构与所述3D打印喷嘴连接，用于带动3D打印喷嘴运动。该设备一个行程动作可以得到一层墙体层，成型辊400表面凹槽的设计保证了墙体层内外侧壁和倾斜肋筋的填充料同时填充，且填充料连续，然后通过驱动机构反复的运动可以得到多层墙体层叠加形成的墙体，提高了墙体的抵御载荷能力。
驱动机构可以带动3D打印喷嘴在三维方向上运动，采用逐层打印的方式打印墙体。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种3D打印喷嘴，其特征在于，包括：支撑架、成型辊、驱动电机和进料机构，所述成型辊与所述支撑架转动连接，所述驱动电机与所述成型辊连接，用于带动所述成型辊转动；
所述成型辊的周向侧壁上间隔设置有第一环形槽和第二环形槽，且所述第一环形槽和第二环形槽之间设置有弧形槽；所述弧形槽的长度大于所述第一环形槽到第二环形槽的距离，且所述弧形槽的两端分别与所述第一环形槽和第二环形槽连通；
所述进料机构用于将填充料输入到第一环形槽、第二环形槽和弧形槽内；
所述支撑架上设置有弧形托板，所述弧形托板挡在所述成型辊周向侧壁上，以使所述第一环形槽、第二环形槽及弧形槽内的填充料脱离所述弧形托板后落下。
2.根据权利要求1所述的3D打印喷嘴，其特征在于，所述进料机构包括进料斗，所述进料斗与所述支撑架连接，且所述进料斗的出口朝向所述成型辊的周向侧壁。
3.根据权利要求2所述的3D打印喷嘴，其特征在于，所述进料斗靠近弧形托板的侧壁与所述成型辊的周向侧壁抵接；
所述进料斗远离所述弧形托板的侧壁上设置有止挡部，所述止挡部伸入所述第一环形槽和第二环形槽内，用于防止填充料流出。
4.根据权利要求3所述的3D打印喷嘴，其特征在于，所述成型辊的两端分别设置有向所述成型辊周向外侧延伸的第一挡边和第二挡边，用于防止填充料外溢。
5.根据权利要求1所述的3D打印喷嘴，其特征在于，所述弧形槽的数量为多个。
6.根据权利要求5所述的3D打印喷嘴，其特征在于，所述弧形槽的数量为两个，且两个所述弧形槽的首尾顺次连接。
7.根据权利要求1所述的3D打印喷嘴，其特征在于，所述成型辊的周向侧壁上设置有第三环形槽，所述第三环形槽位于所述第一环形槽和第二环形槽之间；
所述弧形槽包括第一中间段和第二中间段，所述第一中间段的一端与所述第一环形槽连通，另一端与所述第三环形槽连通；
所述第二中间段的一端与所述第二环形槽连通，另一端与所述第三环形槽连通。
8.根据权利要求7所述的3D打印喷嘴，其特征在于，所述第一中间段与所述第二中间段错位排列。
9.根据权利要求7所述的3D打印喷嘴，其特征在于，所述第三环形槽的数量为多个。
10.一种3D打印设备，其特征在于，包括驱动机构和权利要求1-9任意一项所述的3D打印喷嘴，所述驱动机构与所述3D打印喷嘴连接，所述驱动机构用于带动3D打印喷嘴运动。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180710 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |