CN108297430A - 一种防腐蚀3d打印工件的冷却通道结构 - Google Patents

一种防腐蚀3d打印工件的冷却通道结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防腐蚀3D打印工件的冷却通道结构，包括3D打印基座，所述3D打印基座的上方竖直设置有圆柱形的3D冷却管道，所述3D冷却管道的内部为空心结构，且3D冷却管道的上端开放、下端封闭，3D冷却管道的内腔表面设置有防腐层，3D冷却管道的内部设置有水冷却段和风冷却段，所述风冷却段设置在水冷却段的上方，所述水冷却段的内部水平设置有3D成型工作台，所述3D成型工作台上方设置有3D打印工件，3D成型工作台下端与水冷却段底部之间设置有工件挤出装置，水冷却段底部一端设置有排水口，能够在该冷却通道内部一体完成3D打印工件的成型、冷却和输出过程，且冷却效果好，提高3D打印工件生产效率的同时，保证了3D打印产品的质量。

Description

一种防腐蚀3D打印工件的冷却通道结构
技术领域
本发明涉及3D打印工件技术领域，具体为一种防腐蚀3D打印工件的冷却通道结构。
背景技术
现有技术中，技术相对成熟的注塑工艺在聚合物的成型加工生产中应用广泛，且能获得强度均匀性良好的产品，但是，注塑工艺难以摆脱模具的制约，不仅开模成本高，其复杂的模具设计也受到限制。
随着科学技术的不断发展，3D打印机也随之应运而生，3D打印技术已被广泛应用到诸多领域中，3D打印是一种快速成形技术，其工作过程为：先通过计算机软件建立模型，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，从而指导打印机逐层打印，并将薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型，3D打印能直接从计算机图形数据中生成任何形状的模具，从而极大地缩短了产品的生产周期，提高了生产率，由于3D打印机打印模具成型时的工作温度较高，随之生产出的模具需要冷却水冷道进行冷却、输出。
而3D打印机的冷却水冷道内腔形状不规则、尺寸长，而且冷道中的冷却水的温度会因模具的输送而升高且所打印模具的材料具有多样性，因此，一方面，会导致3D打印机的冷却水道内容易堆积水垢且锈蚀严重，进而致使打印的3D工件不合格，使得3D打印工件的废品率提高；另一方面，使得冷却水冷道对3D打印工件的冷却效果变差；而且，现有技术中对3D打印工件进行冷却操作时，需要将成型的3D打印工件运送至冷却水冷道内，才能进行水冷降温操作，又因成型的3D打印工件温度较高，这就给操作者带来了很大的运输麻烦，从而降低了3D打印产品的生产效率。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种防腐蚀3D打印工件的冷却通道结构，能够一体完成3D打印工件的成型、冷却和输出过程，且冷却效果好，提高3D打印工件生产效率的同时，保证了3D打印产品的质量，能有效的解决背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种防腐蚀3D打印工件的冷却通道结构，包括3D打印基座，所述3D打印基座的上方竖直设置有圆柱形的3D冷却管道，所述3D冷却管道的内部为空心结构，且3D冷却管道的上端开放、下端封闭，3D冷却管道的内腔表面设置有防腐层，3D冷却管道的内部设置有水冷却段和风冷却段，所述风冷却段设置在水冷却段的上方，所述水冷却段的内部水平设置有3D成型工作台，所述3D成型工作台上方设置有3D打印工件，3D成型工作台下端与水冷却段底部之间设置有工件挤出装置，水冷却段底部一端设置有排水口。
进一步地，所述水冷却段包括环形结构的冷却水管和若干喷水头，所述喷水头均匀设置在冷却水管靠近3D冷却管道中心的一端，冷却水管的另一端连接有进水口，所述进水口穿过3D冷却管道侧壁，并延伸至3D冷却管道的外侧，且进水口上设置有水冷控制阀。
进一步地，所述风冷却段包括两个散热风扇和两个水平设置的固定安装座，两个所述固定安装座分别设置在3D冷却管道内左右两端，两个所述散热风扇分别设置在两个固定安装座上，且散热风扇的出风口对着3D冷却管道的中心处。
进一步地，所述工件挤出装置包括竖直设置的液压升降杆，所述液压升降杆的底端设置在水冷却段下端表面，顶端与3D成型工作台下端连接。
进一步地，所述防腐层是由基体剂、助熔剂、乳浊剂、密着剂和二氧化硅溶胶经过混合搅拌后，涂覆在3D冷却管道内腔表面，最后通过烘干烧结形成。
进一步地，所述液压升降杆的外侧设置有升降缓冲弹簧，所述升降缓冲弹簧一端与水冷却段下端面连接，另一端与3D成型工作台下端面连接。
进一步地，所述3D成型工作台与3D打印工件之间设置有耐高温板。
进一步地，所述耐高温板上设置有工件槽，所述3D打印工件设置在工件槽内，且耐高温板左右两端均设置有流水孔。
进一步地，所述流水孔一端与工件槽下端在同一水平面内，另一端指向耐高温板的下端。
进一步地，所述喷水头上设置有若干喷水小孔，且所述喷水小孔呈圆形均匀分布。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过防腐层的设置，使得该3D冷却管道内表面具有良好的抗腐蚀性能，避免3D冷却管道内表面堆积水垢或锈蚀严重，对3D打印工件的打印质量带来不利影响，从而有效保证了3D打印工件的合格率，而且，延长了该冷却通道的使用寿命；
(2)本发明通过3D冷却管道的设置，实现了对3D打印工件充分冷却降温的功能，通过水冷却段和风冷却段共同作用于3D打印工件，一方面，加快了3D打印工件的冷却速度；另一方面，通过风冷却段的设置，保证了经水冷降温后的3D打印工件表面的干燥，从而提高了3D打印工件的快速输出效率；
(3)本发明通过工件挤出装置的设置，使得整个3D打印工件的成型、冷却和输出均在该冷却通道内完成，操作简单，省去了传统方式中需将成型后的3D打印工件运送至冷却管道内，才能进行冷却降温的麻烦，提高了3D打印工件的生产效率。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的水冷却段结构示意图；
图3为本发明的喷水头结构示意图。
图中标号：
1-3D打印基座；2-3D冷却管道；3-防腐层；4-水冷却段；5-风冷却段；6-3D成型工作台；7-3D打印工件；8-工件挤出装置；9-排水口；10-液压升降杆；11-升降缓冲弹簧；12-耐高温板；13-工件槽；14-流水孔；
401-冷却水管；402-喷水头；403-进水口；404-水冷控制阀；405-喷水小孔；
501-散热风扇；502-固定安装座。
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。
如图1、图2和图3所示，本发明提供了一种防腐蚀3D打印工件的冷却通道结构，包括3D打印基座1，所述3D打印基座1的上方竖直设置有圆柱形的3D冷却管道2，所述3D冷却管道2的内部为空心结构，且3D冷却管道2的上端开放、下端封闭，3D冷却管道2的内腔表面设置有防腐层3，所述防腐层3是由基体剂、助熔剂、乳浊剂、密着剂和二氧化硅溶胶经过混合搅拌后，涂覆在3D冷却管道2内腔表面，最后通过烘干烧结形成，防腐层3的设置，使得该3D冷却管道2内表面具有良好的抗腐蚀性能，避免3D冷却管道2内表面堆积水垢或锈蚀严重，对3D打印工件的打印质量带来不利影响，从而有效保证了3D打印工件的合格率。
3D冷却管道2的内部设置有水冷却段4和风冷却段5，所述风冷却段5设置在水冷却段4的上方，通过水冷却段4和风冷却段5的共同作用，实现了对该3D打印工件充分冷却降温的功能，而且，经过水冷却段4水冷后的3D打印工件表面会残留许多水珠，通过风冷却段5的风冷作用，可将其表面的水珠吹走，或者加快水珠蒸发速度，保证了从3D冷却管道2送出的3D打印工件表面的干燥，所述水冷却段4的内部水平设置有3D成型工作台6，所述3D成型工作台6上方设置有3D打印工件7，3D成型工作台6下端与水冷却段4底部之间设置有工件挤出装置8，水冷却段4底部一端设置有排水口9。
该防腐蚀3D打印工件的冷却通道结构用来对3D打印工件冷却的原理如下：
首先，在3D成型工作台6上打印出3D成型产品，然后在工件挤出装置8的作用下，使得3D成型工作台6向上运动，直至使3D成型工作台1上的3D打印工件7与水冷却段4在同一高度上，通过水冷却段4实现对3D打印工件7的水冷降温功能，水冷降温一段时间后，在工件挤出装置8的作用下，使得3D成型工作台6继续向上运动，直至使3D成型工作台1上的3D打印工件7与风冷却段5在同一高度上，通过风冷却段5实现对3D打印工件7的风冷作用，一段时间后，再在工件挤出装置8的作用下，使得3D成型工作台6继续向上运动，直至到达3D冷却管道2的顶端，将3D打印工件7从3D成型工作台6上取下，即完成了对一个3D打印工件的冷却操作。
所述水冷却段4包括环形结构的冷却水管401和若干喷水头402，所述喷水头402均匀设置在冷却水管401靠近3D冷却管道2中心的一端，冷却水管401的另一端连接有进水口403，所述进水口403穿过3D冷却管道2侧壁，并延伸至3D冷却管道2的外侧，且进水口403上设置有水冷控制阀404，通过水冷控制阀404的设置，可控制进水口403的开和关操作，在进行3D打印工件成型时，可将进水口403关闭，即停止水冷操作，避免喷水头402喷水对3D打印工件的成型造成不利影响，使得3D打印工件的质量受损；在进行水冷降温操作时，通过水冷控制阀404打开进水口403，使得冷水通过冷却水管401，从喷水头402喷出至3D打印工件7表面，实现对3D打印工件7的水冷降温功能，从喷水头402喷出的冷水对3D打印工件水冷降温后，水温升高，温度升高后的水会沿着排水口9排出，而进水口403源源不断地提供冷水，从而保证水冷效果。
所述风冷却段5包括两个散热风扇501和两个水平设置的固定安装座502，两个所述固定安装座502分别设置在3D冷却管道2内左右两端，两个所述散热风扇501分别设置在两个固定安装座502上，且散热风扇501的出风口对着3D冷却管道2的中心处。
所述工件挤出装置8包括竖直设置的液压升降杆10，所述液压升降杆10的底端设置在水冷却段4下端表面，顶端与3D成型工作台6下端连接，在液压升降杆10的作用下，实现3D成型工作台6的上下升降功能，操作简单，升降高度准确可靠、精度高，保证了对3D打印工件冷却降温的效果。
所述液压升降杆10的外侧设置有升降缓冲弹簧11，所述升降缓冲弹簧11一端与水冷却段4下端面连接，另一端与3D成型工作台6下端面连接，升降缓冲弹簧11的设置，起到了缓冲减震的作用，避免了液压升降杆10瞬时的升降作用力，容易使3D成型工作台6在上下升降过程中发生震动，从而使得3D成型工作台6上的3D打印工件7发生偏斜，存在从3D成型工作台6上掉落的可能性，进而造成3D打印工件7的损坏。
所述3D成型工作台6与3D打印工件7之间设置有耐高温板12，耐高温板12的设置，增强了3D成型工作台6上表面的耐高温性能，由于3D打印产品在打印成型过程中，温度较高，较高的温度容易造成3D成型工作台6表面损坏、脱落，而损坏后的3D成型工作台6在进行下一次的3D打印工件在其表面成型时，会造成3D打印工件表面不光滑，使得3D打印工件的废品率提高，而耐高温板12可大大延长该3D成型工作台6的使用寿命，从而保证3D打印工件的成型质量。
所述耐高温板12上设置有工件槽13，所述3D打印工件7设置在工件槽13内，工件槽13的设置，对3D打印工件7起到了一定的限位作用，使得3D打印工件7在工件槽13内成型，减少了3D打印工件7从3D成型工作台6上掉落的可能性，且耐高温板12左右两端均设置有流水孔14，所述流水孔14一端与工件槽13下端在同一水平面内，另一端指向耐高温板12的下端，流水孔14的设置，可及时将工件槽13内积累的水排出，避免水在工件槽13内部积累，影响后续3D打印工件的成型。
所述喷水头402上设置有若干喷水小孔405，且所述喷水小孔405呈圆形均匀分布，将一个喷水头402喷出的水流分为若干从喷水小孔405内喷出的细水流，避免了较大水流容易造成3D打印工件7发生位置偏移，而且，可使该喷水头402喷水范围扩大，从而实现更好地水冷降温效果，实现对3D打印工件7的全方位水冷功效。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种防腐蚀3D打印工件的冷却通道结构，包括3D打印基座(1)，其特征在于：所述3D打印基座(1)的上方竖直设置有圆柱形的3D冷却管道(2)，所述3D冷却管道(2)的内部为空心结构，且3D冷却管道(2)的上端开放、下端封闭，3D冷却管道(2)的内腔表面设置有防腐层(3)，3D冷却管道(2)的内部设置有水冷却段(4)和风冷却段(5)，所述风冷却段(5)设置在水冷却段(4)的上方，所述水冷却段(4)的内部水平设置有3D成型工作台(6)，所述3D成型工作台(6)上方设置有3D打印工件(7)，3D成型工作台(6)下端与水冷却段(4)底部之间设置有工件挤出装置(8)，水冷却段(4)底部一端设置有排水口(9)。
2.根据权利要求1所述的一种防腐蚀3D打印工件的冷却通道结构，其特征在于：所述水冷却段(4)包括环形结构的冷却水管(401)和若干喷水头(402)，所述喷水头(402)均匀设置在冷却水管(401)靠近3D冷却管道(2)中心的一端，冷却水管(401)的另一端连接有进水口(403)，所述进水口(403)穿过3D冷却管道(2)侧壁，并延伸至3D冷却管道(2)的外侧，且进水口(403)上设置有水冷控制阀(404)。
3.根据权利要求1所述的一种防腐蚀3D打印工件的冷却通道结构，其特征在于：所述风冷却段(5)包括两个散热风扇(501)和两个水平设置的固定安装座(502)，两个所述固定安装座(502)分别设置在3D冷却管道(2)内左右两端，两个所述散热风扇(501)分别设置在两个固定安装座(502)上，且散热风扇(501)的出风口对着3D冷却管道(2)的中心处。
4.根据权利要求1所述的一种防腐蚀3D打印工件的冷却通道结构，其特征在于：所述工件挤出装置(8)包括竖直设置的液压升降杆(10)，所述液压升降杆(10)的底端设置在水冷却段(4)下端表面，顶端与3D成型工作台(6)下端连接。
5.根据权利要求1所述的一种防腐蚀3D打印工件的冷却通道结构，其特征在于：所述防腐层(3)是由基体剂、助熔剂、乳浊剂、密着剂和二氧化硅溶胶经过混合搅拌后，涂覆在3D冷却管道(2)内腔表面，最后通过烘干烧结形成。
6.根据权利要求4所述的一种防腐蚀3D打印工件的冷却通道结构，其特征在于：所述液压升降杆(10)的外侧设置有升降缓冲弹簧(11)，所述升降缓冲弹簧(11)一端与水冷却段(4)下端面连接，另一端与3D成型工作台(6)下端面连接。
7.根据权利要求1所述的一种防腐蚀3D打印工件的冷却通道结构，其特征在于：所述3D成型工作台(6)与3D打印工件(7)之间设置有耐高温板(12)。
8.根据权利要求7所述的一种防腐蚀3D打印工件的冷却通道结构，其特征在于：所述耐高温板(12)上设置有工件槽(13)，所述3D打印工件(7)设置在工件槽(13)内，且耐高温板(12)左右两端均设置有流水孔(14)。
9.根据权利要求8所述的一种防腐蚀3D打印工件的冷却通道结构，其特征在于：所述流水孔(14)一端与工件槽(13)下端在同一水平面内，另一端指向耐高温板(12)的下端。
10.根据权利要求2所述的一种防腐蚀3D打印工件的冷却通道结构，其特征在于：所述喷水头(402)上设置有若干喷水小孔(405)，且所述喷水小孔(405)呈圆形均匀分布。
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