CN108284592A - 一种基于3d打印技术的复合加工装置及方法 - Google Patents

一种基于3d打印技术的复合加工装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108284592A
CN108284592A CN201810237554.1A CN201810237554A CN108284592A CN 108284592 A CN108284592 A CN 108284592A CN 201810237554 A CN201810237554 A CN 201810237554A CN 108284592 A CN108284592 A CN 108284592A
Authority
CN
China
Prior art keywords
connector
runner
injection
way valve
injection machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810237554.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108284592B (zh
Inventor
杨卫民
马昊鹏
焦志伟
廖超群
李荣军
刘由之
杨勇
丁玉梅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Chemical Technology
Original Assignee
Beijing University of Chemical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Chemical Technology filed Critical Beijing University of Chemical Technology
Priority to CN201810237554.1A priority Critical patent/CN108284592B/zh
Publication of CN108284592A publication Critical patent/CN108284592A/zh
Priority to PCT/CN2019/079074 priority patent/WO2019179500A1/zh
Priority to US16/610,034 priority patent/US20200198233A1/en
Application granted granted Critical
Publication of CN108284592B publication Critical patent/CN108284592B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/1418—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/1418—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure
    • B29C2045/14237—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure the inserts being deformed or preformed outside the mould or mould cavity
    • B29C2045/14245—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure the inserts being deformed or preformed outside the mould or mould cavity using deforming or preforming means outside the mould cavity

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)

Abstract

本发明公开一种基于3D打印技术的复合加工装置及方法，微型注塑机与熔融沉积挤出装置并排固定安装在机架上，采用先堆叠成型再注塑强化的方式，在模型设计阶段根据具体强度增强需要在三维模型中沿竖直方向设置多个盲孔或流道并利用熔融沉积喷头配合三维运动的成型平台制得内部带有盲孔或流道的高分子材料实体。成型平台运动至制品上表面并连接紧密。转动连接器内双通道单通阀，控制抽风通路及注射通路的开启与关闭。真空抽风机通过连接器内部通路将预设流道内部抽真空，微型注塑机通过注塑通路将填充料熔融并注入制品。在微型注塑机注射压力与大气压的共同作用下可使填充物在预设流道内致密不分层，可以实现大大提高制品水平方向剪切强度。

Description

一种基于3D打印技术的复合加工装置及方法
技术领域
本发明涉及快速成型领域，具体涉及一种制备高强度3D打印制品的装置。
背景技术
3D打印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。但因3D打印技术是分层制造，层层堆叠成型，导致水平方向剪切强度较小，制品强度较差，导致目前3D打印制品无法在实际生产中直接使用。强度问题是3D打印技术推广过程中面临的主要技术瓶颈之一。
发明内容
为了解决3D打印制品的强度问题，本发明提出一种基于3D打印技术的复合加工装置，在模型设计阶段根据具体强度需要在模型中沿竖直方向设置多个盲孔并利用3D打印机制得实体，使用微型注塑机将熔融态填充料挤入制品预先设计的盲孔或流道中作为3D打印制品的骨架，可有效提高制品抗剪切能力，提高3D打印制品强度薄弱点。本发明能一定程度上实现3D打印制品强度的提高问题，有效延长制品的使用寿命，提高3D打印的应用范围，有助于将3D打印技术更进一步应用于实际工业生产当中。
本发明的技术方案是：一种基于3D打印技术的复合加工装置，由注射单元和成型单元构成：其中注射单元包括微型注塑机、抽真空风机、连接器、双通道单通阀、橡胶垫片；其中成型单元由熔融沉积挤出装置、成型平台、三维运动模组组成；微型注塑机机头与制品通过连接器相连，连接器中抽风机通道与注射通道通过双通道单通阀控制通道的开闭。
本发明一种基于3D打印技术的复合加工装置的成型单元中在模型设计阶段根据具体强度增强需要在三维模型中沿竖直方向设置多个盲孔或流道并利用3D打印机制得内部带有盲孔或流道的高分子材料实体。成型平台安装在三维运动模组上，熔融沉积挤出装置固定安装在机架上。利用齿轮相向旋转啮合高分子材料细丝送入加热喷头中熔融塑化并挤出，挤出熔丝配合三维运动的成型平台进行堆积成型。
本发明一种基于3D打印技术的复合加工装置的注射单元中，微型注塑机与熔融沉积挤出装置并排固定安装在机架上。注塑机机头处安装有锥形连接器，连接器外侧缠绕有加热圈，可使填充物料保证较好的流动性。连接器下端安装有橡胶垫片。连接器内部为三通结构，其中上端连接注塑机机头，下端连接制品流道口，侧口连接真空抽风机，连接器内部设置有双通道单通阀。当熔融沉积挤出装置打印完成后，成型平台运动至注塑机正下方并向上移动使制品上表面贴紧连接器下方橡胶垫圈，转动连接器内双通道单通阀，将抽真空通路打开，注射通路关闭，真空抽风机工作将制品流道内部的空气排出在流道内形成真空，便于之后注塑环节的加工。再次转动双通道单通阀，将抽真空通路关闭，注射通路打开，注塑机将熔融高分子填充物注入预设流道中。由于微型注塑机注射压力高，与大气压的共同作用下可使填充物在预设流道内致密不分层，流道内填充物相比于熔融沉积制品部分有更好剪切强度，且填充物为高分子材料与基体材料性质相近，填充部分与基体材料结合性能较好，可通过流道填充高分子材料的方式提高3D打印制品整体强度。
本发明一种基于3D打印技术的复合加工装置加工方法是：在模型设计阶段根据具体强度增强需要在三维模型中沿竖直方向设置多个盲孔或流道并利用熔融沉积喷头配合三维运动的成型平台制得内部带有盲孔或流道的高分子材料实体。成型平台运动至注塑机正下方并向上移动使制品上表面贴紧连接器下方橡胶垫圈。转动连接器内双通道单通阀，将抽风通路打开，注射通路关闭。真空抽风机通过连接器内部抽风通路将预设流道内部抽真空；再转动双通道单通阀，将抽风通路关闭，注射通路打开，微型注塑机将填充料熔融塑化注入制品的流道中。由于微型注塑机注射压力高，与大气压的共同作用下可使填充物在预设流道内致密不分层，流道内填充物相比于熔融沉积制品部分有更好剪切强度，且填充物为高分子材料与基体材料性质相近，填充部分与基体材料结合性能较好可形成化学键合，可通过流道填充高分子材料的方式提高3D打印制品整体强度。
附图说明
图1为本发明一种基于3D打印技术的复合加工装置的整体示意图。
图2为本发明一种基于3D打印技术的复合加工装置的连接器示意图。
图3为本发明一种基于3D打印技术的复合加工装置打印制品示意图。
图中：1—机架；2—微型注塑机；3—抽真空风机；4—熔融沉积挤出装置；5—双通道单通阀；6—连接器；7—橡胶垫片；8—制品盲孔或流道；9—制品；10—成型平台；11—三维运动模组。
具体实施方式
本发明一种基于3D打印技术的复合加工装置，如图1所示，由注射单元和成型单元构成：其中注射单元包括微型注塑机2、抽真空风机3、连接器6、双通道单通阀5、橡胶垫片7；其中成型单元由熔融沉积挤出装置4、成型平台10、三维运动模组11组成；微型注塑机机头与制品通过连接器6相连，连接器中抽风机通道与注射通道通过双通道单通阀5控制通道的开闭。
本发明一种基于3D打印技术的复合加工装置的注射单元中，微型注塑机2安装与熔融沉积挤出装置4并排固定安装在机架1上。注塑机机头处安装有锥形连接器6，连接器6外侧缠绕有加热圈，可使填充物料保证较好的流动性。连接器6下端安装有橡胶垫片7。连接器6内部为三通结构，其中上端连接注塑机机头，下端连接制品流道口，侧口连接真空抽风机，连接器内部设置有双通道单通阀，如图2所示。当熔融沉积挤出装置打印完成后，成型平台10运动至微型注塑机2正下方并向上移动使制品上表面贴紧连接器下方橡胶垫片，转动连接器内双通道单通阀，将抽真空通路打开，注射通路关闭，真空抽风机工作将制品盲孔或流道8内部的空气排出在流道内形成真空，便于之后注塑环节的加工。再次转动双通道单通阀，将抽真空通路关闭，注射通路打开，注塑机将熔融高分子填充物注入预设流道中。由于微型注塑机注射压力高，与大气压的共同作用下可使填充物在预设流道内致密不分层，流道内填充物相比于熔融沉积制品部分有更好剪切强度，且填充物为高分子材料与基体材料性质相近，填充部分与基体材料结合性能较好，可通过流道填充高分子材料的方式提高3D打印制品整体强度。
本发明一种基于3D打印技术的复合加工装置加工方法是：在模型设计阶段根据具体强度增强需要在三维模型中沿竖直方向设置多个盲孔或流道8并利用熔融沉积喷头4配合三维运动的成型平台10制得内部带有盲孔或流道的高分子材料实体9。成型平台10运动至注塑机正下方并向上移动使制品上表面贴紧连接器6下方橡胶垫圈7。转动连接器6内双通道单通阀5，将抽风通路打开，注射通路关闭。真空抽风机3通过连接器6内部抽风通路将预设流道内部抽真空；再转动双通道单通阀5，将抽风通路关闭，注射通路打开，微型注塑机2将填充料熔融塑化注入制品的流道中。由于微型注塑机2注射压力高，与大气压的共同作用下可使填充物在预设流道内致密不分层，流道内填充物相比于熔融沉积制品部分有更好剪切强度，且填充物为高分子材料与基体材料性质相近，填充部分与基体材料结合性能较好可形成化学键合，可通过流道填充高分子材料的方式提高3D打印制品整体强度。

Claims (3)

1.一种基于3D打印技术的复合加工装置，其特征在于：由机架、注射单元和成型单元构成：注射单元包括微型注塑机、抽真空风机、连接器、双通道单通阀和橡胶垫片；成型单元由熔融沉积挤出装置、成型平台和三维运动模组组成；微型注塑机机头与制品通过连接器相连，连接器中抽风机通道与注射通道通过双通道单通阀控制通道的开闭；成型平台安装在三维运动模组上，微型注塑机与熔融沉积挤出装置并排固定安装在机架上，熔融沉积挤出装置利用齿轮相向旋转啮合高分子材料细丝送入加热喷头中熔融塑化并挤出，挤出熔丝配合三维运动的成型平台进行堆积成型。
2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的复合加工装置，其特征在于：注塑机机头处安装有锥形连接器，连接器外侧缠绕有加热圈，连接器下端安装有橡胶垫片，连接器内部为三通结构，其中上端连接注塑机机头，下端连接制品流道口，侧口连接真空抽风机，连接器内部设置有双通道单通阀。
3.一种基于3D打印技术的复合加工方法，其特征在于：在模型设计阶段根据强度增强需要在三维模型中沿竖直方向设置多个盲孔或流道并利用熔融沉积喷头配合三维运动的成型平台制得内部带有盲孔或流道的高分子材料实体；成型平台运动至注塑机正下方并向上移动使制品上表面贴紧连接器下方橡胶垫圈；转动连接器内双通道单通阀，将抽风通路打开，注射通路关闭；真空抽风机通过连接器内部抽风通路将预设流道内部抽真空；再转动双通道单通阀，将抽风通路关闭，注射通路打开，微型注塑机将填充料熔融塑化注入制品的流道中。
CN201810237554.1A 2018-03-22 2018-03-22 一种基于3d打印技术的复合加工装置及方法 Active CN108284592B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810237554.1A CN108284592B (zh) 2018-03-22 2018-03-22 一种基于3d打印技术的复合加工装置及方法
PCT/CN2019/079074 WO2019179500A1 (zh) 2018-03-22 2019-03-21 一种基于3d打印技术的加工装置及方法
US16/610,034 US20200198233A1 (en) 2018-03-22 2019-03-21 3d printing technology-based processing apparatus and method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810237554.1A CN108284592B (zh) 2018-03-22 2018-03-22 一种基于3d打印技术的复合加工装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108284592A true CN108284592A (zh) 2018-07-17
CN108284592B CN108284592B (zh) 2020-04-28

Family

ID=62833484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810237554.1A Active CN108284592B (zh) 2018-03-22 2018-03-22 一种基于3d打印技术的复合加工装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108284592B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019179500A1 (zh) * 2018-03-22 2019-09-26 北京化工大学 一种基于3d打印技术的加工装置及方法
CN111055436A (zh) * 2019-12-27 2020-04-24 乐清市智能装备与制造研究院 纤维增强结构件及其制造方法
CN111823581A (zh) * 2020-07-13 2020-10-27 青岛科技大学 一种具有增强骨架的异步3d打印方法及装置
CN114131051A (zh) * 2021-11-25 2022-03-04 武汉轻工大学 一种金属熔融挤出沉积成形装置及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015139977A (ja) * 2014-01-30 2015-08-03 セイコーエプソン株式会社 三次元造形物の製造方法および三次元造形物
CN105172152A (zh) * 2015-10-28 2015-12-23 深圳晗竣雅科技有限公司 基于轮廓注塑成型的3d成型方法
CN107627599A (zh) * 2017-09-08 2018-01-26 浙江大学 基于动态可组合边界的混合式三维成型方法及成型系统
CN207983984U (zh) * 2018-03-22 2018-10-19 北京化工大学 一种基于3d打印技术的复合加工装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015139977A (ja) * 2014-01-30 2015-08-03 セイコーエプソン株式会社 三次元造形物の製造方法および三次元造形物
CN105172152A (zh) * 2015-10-28 2015-12-23 深圳晗竣雅科技有限公司 基于轮廓注塑成型的3d成型方法
CN107627599A (zh) * 2017-09-08 2018-01-26 浙江大学 基于动态可组合边界的混合式三维成型方法及成型系统
CN207983984U (zh) * 2018-03-22 2018-10-19 北京化工大学 一种基于3d打印技术的复合加工装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019179500A1 (zh) * 2018-03-22 2019-09-26 北京化工大学 一种基于3d打印技术的加工装置及方法
CN111055436A (zh) * 2019-12-27 2020-04-24 乐清市智能装备与制造研究院 纤维增强结构件及其制造方法
CN111055436B (zh) * 2019-12-27 2021-11-09 乐清市智能装备与制造研究院 纤维增强结构件制造方法
CN111823581A (zh) * 2020-07-13 2020-10-27 青岛科技大学 一种具有增强骨架的异步3d打印方法及装置
CN111823581B (zh) * 2020-07-13 2022-12-27 青岛科技大学 一种具有增强骨架的异步3d打印方法及装置
CN114131051A (zh) * 2021-11-25 2022-03-04 武汉轻工大学 一种金属熔融挤出沉积成形装置及方法
CN114131051B (zh) * 2021-11-25 2023-09-22 武汉轻工大学 一种金属熔融挤出沉积成形装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108284592B (zh) 2020-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108284592A (zh) 一种基于3d打印技术的复合加工装置及方法
CN207983984U (zh) 一种基于3d打印技术的复合加工装置
CN101664995B (zh) 集制胚、吹瓶、清洗、灌装、封口为一体的灌装机
CN101659114B (zh) 集制胚、吹瓶、灌装、封口为一体的灌装机
CN207808277U (zh) 一种注塑机用防堵料斗
CA2430960C (en) Method and device for the production and filling of containers
CN101898401A (zh) 用于制造复合或混杂结构的方法
CN206528054U (zh) 一种全自动吹瓶机
CN205704954U (zh) 一种塑料牛奶瓶盖模压机
CN110001085A (zh) 一种复材整流罩rtm工艺一模两腔制备方法
CN111688112A (zh) 芯片塑封上料机
CN201552743U (zh) 集制胚、吹瓶、清洗、灌装、封口为一体的灌装机
CN111452301A (zh) 一种双色注塑模及注射方法
CN201567223U (zh) 集制坯、吹瓶、灌装、封口为一体的灌装机
CN206242356U (zh) 一种便捷控制注胶的注塑机
CN213260995U (zh) 一种用于塑料制品挤出成型的驱动装置
CN203680788U (zh) 用于带口管输液塑料瓶的吹塑成型设备
CN206066816U (zh) 一种预模压注塑机
CN104589584B (zh) 注塑机喷头
CN207028047U (zh) 一种气辅注塑成型结构
CN108381948A (zh) 封闭流体柔性囊辅助复合材料模压成型的设备及方法
CN208773968U (zh) 一种半导体回抽芯封装模具
CN105729733B (zh) Smc制品的成型模具
CN210026069U (zh) 可调速控温的注塑喷头
CN221339300U (zh) 一种节能型注塑机

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant