CN108372657A - 一种多用途螺杆挤出式3d打印机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多用途螺杆挤出式3D打印机，螺杆挤出机通过Y轴运动机构的带动在Y轴方向运动，托板组件的X轴运动机构和Z轴运动机构带动托板在X轴方向和Z轴方向运动，螺杆挤出机挤出物料后，在托板上成型。与现有技术相比，本发明提供一种多用途螺杆挤出式3D打印机，适合打印包括聚合物材料、金属材料、陶瓷材料和复合材料等挤出型物料和热熔型物料，应用范围广。

Description

一种多用途螺杆挤出式3D打印机
技术领域
本发明涉及3D打印领域，特别是一种多用途螺杆挤出式3D打印机。
背景技术
3D打印技术是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。
目前，现有的3D打印机对于打印材料的要求比较高，限制了3D打印技术的运用范围。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种多用途螺杆挤出式3D打印机，适合打印包括聚合物材料、金属材料、陶瓷材料和复合材料等挤出型物料和热熔型物料，应用范围广。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：
一种多用途螺杆挤出式3D打印机，包括螺杆挤出机和托板组件，其中：
所述螺杆挤出机包括螺杆电机、料斗、料筒、螺杆、加热器、适配器和模头，所述料斗与所述料筒连接，所述螺杆设置在所述料筒内部，所述螺杆电机通过减速箱带动所述螺杆旋转，所述适配器设置在在所述料筒的出口处，所述模头与所述适配器连接，所述模头的出口朝下，所述加热器设置在所述料筒的外围；
所述螺杆挤出机安装在运动板上，所述螺杆挤出机通过所述运动板与Y轴运动机构连接，所述Y轴运动机构包括Y轴电机、Y轴丝杆、Y轴滑块和Y轴滑轨，所述Y轴电机带动所述Y轴丝杆旋转，所述运动板通过套筒与所述Y轴丝杆连接，所述运动板设置在所述Y轴滑块上，所述Y轴滑块活动设置在所述Y轴滑轨上，所述Y轴滑轨安装在机架上；
所述托板组件包括托板、X轴运动机构、固定板和Z轴运动机构，其中：
所述X轴运动机构包括X轴电机、X轴丝杆、X轴滑块和X轴滑轨，所述X轴电机带动所述X轴丝杆旋转，所述托板通过套筒与所述X轴丝杆连接，所述托板设置在所述X轴滑块上，所述X轴滑块活动设置在所述X轴滑轨上，所述X轴滑轨安装在所述固定板上；
所述Z轴运动机构包括Z轴电机、Z轴传动组件、固定座和升降柱，所述升降柱活动安装在所述固定座上，所述固定板安装在所述升降柱上，所述固定座安装在底板上，所述Z轴电机通过所述Z轴传动组件带动所述升降柱上升和下降。
优选地，所述加热器上设置有热电偶。
优选地，所述适配器上设置有热电偶。
优选地，所述底板的底部设置脚轮。
优选地，所述固定座上设置有限位开关，所述限位开关与Z轴电机连接。
优选地，所述X轴电机为伺服电机。
优选地，所述Y轴电机为伺服电机。
优选地，所述Z轴电机为伺服电机。
采用上述结构,本发明的多用途螺杆挤出式3D打印机有如下优点：
螺杆挤出机包括螺杆电机、料斗、料筒、螺杆、加热器、适配器和模头，料斗与料筒连接，螺杆设置在料筒内部，螺杆电机通过减速箱带动螺杆旋转，适配器设置在在料筒的出口处，模头与适配器连接，模头的出口朝下，加热器设置在料筒的外围。螺杆挤出机可以挤出包括聚合物材料、金属材料、陶瓷材料和复合材料等挤出型物料和热熔型物料。当打印挤出型物料时，可以将加热器关闭，螺杆挤出机不加热。当打印热熔型物料时，可以将加热器打开，螺杆挤出机加热，熔融物料。当螺杆挤出机挤出物料后，在托板上成型。螺杆挤出机通过Y轴运动机构的带动在Y轴方向运动，托板组件的X轴运动机构和Z轴运动机构带动托板在X轴方向和Z轴方向运动。螺杆挤出机在左右方向运动，托板分别在前后、上下等方向运动。多用途螺杆挤出式3D打印机通过打印材料的粘合一层层打印出三维物体在托板上。
综上所述，与现有技术相比，本发明提供一种多用途螺杆挤出式3D打印机，适合打印包括聚合物材料、金属材料、陶瓷材料和复合材料等挤出型物料和热熔型物料，应用范围广。
附图说明
图1为本发明多用途螺杆挤出式3D打印机的整体结构示意图；
图2为本发明多用途螺杆挤出式3D打印机的侧视结构图，图中螺杆挤出机部分剖视。
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。
请参见图1-2，图1为本发明多用途螺杆挤出式3D打印机的整体结构示意图；图2为本发明多用途螺杆挤出式3D打印机的侧视结构图，图中螺杆挤出机部分剖视。
本发明提供一种多用途螺杆挤出式3D打印机，包括螺杆挤出机和托板组件，其中：
螺杆挤出机包括螺杆电机1、料斗16、料筒15、螺杆14、加热器3、适配器4和模头5，料斗16与料筒15连接，螺杆14设置在料筒15内部，螺杆电机1通过减速箱2带动螺杆14旋转，适配器4设置在在料筒15的出口处，模头5与适配器4连接，模头5的出口朝下，加热器3设置在料筒15的外围；
螺杆挤出机安装在运动板9上，螺杆挤出机通过运动板9与Y轴运动机构连接，Y轴运动机构包括Y轴电机101、Y轴丝杆102、Y轴滑块103和Y轴滑轨104，Y轴电机带101动Y轴丝杆旋转，运动板9通过套筒105与Y轴丝杆102连接，运动板9设置在Y轴滑块103上，Y轴滑块103活动设置在Y轴滑轨104上，Y轴滑轨104安装在机架17上；
托板组件包括托板7、X轴运动机构、固定板10和Z轴运动机构，其中：
X轴运动机构包括X轴电机81、X轴丝杆82、X轴滑块83和X轴滑轨84，X轴电机81带动X轴丝杆82旋转，托板7通过套筒85与X轴丝杆82连接，托板7设置在X轴滑块83上，X轴滑块83活动设置在X轴滑轨84上，X轴滑轨84安装在固定板10上；
Z轴运动机构包括Z轴电机111、Z轴传动组件(图中未示出)、固定座112和升降柱113，升降柱113活动安装在固定座112上，固定板10安装在升降柱113上，固定座112安装在底板12上，Z轴电机111通过Z轴传动组件带动升降柱113上升和下降。
加热器3设置在料筒的外围，加热器3沿着物料的基础方向分为三段，分别为前段加热、中段加热和末端加热，温度依次升高。加热器3上设置有热电偶6，适配器4上设置有热电偶6，便于监控和控制加热器的温度。
底板12的底部设置脚轮13，便于多用途螺杆挤出式3D打印机的移动。
固定座12上设置有限位开关114，限位开关114与Z轴电机111连接。限位开关114通过控制器可以控制Z轴电机111的行程，对升降柱113的高位和低位的限制，从而对机器起到保护作用。
X轴电机81为伺服电机。Y轴电机101为伺服电机。Z轴电机111为伺服电机。
采用上述结构,本发明的多用途螺杆挤出式3D打印机的工作流程和原理如下：
螺杆挤出机可以挤出包括聚合物材料、金属材料、陶瓷材料和复合材料等挤出型物料和热熔型物料。当打印挤出型物料时，可以将加热器关闭，螺杆挤出机不加热。当打印热熔型物料时，可以将加热器打开，螺杆挤出机加热，熔融物料。当螺杆挤出机挤出物料后，在托板上成型。螺杆挤出机通过Y轴运动机构的带动在Y轴方向运动。托板组件的X轴运动机构和Z轴运动机构带动托板在X轴方向和Z轴方向运动。螺杆挤出机在左右方向运动，托板分别在前后、上下等方向运动。多用途螺杆挤出式3D打印机通过打印材料的粘合一层层打印出三维物体在托板上。
螺杆挤出机塑化挤出，省去了挤丝操作，高效，适用范围广。多用途螺杆挤出式3D打印机适合用于打印小型和大型三维物体，可以用于珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程施工、汽车、航天航空、医疗卫生产业、教育、地理信息系统、土木工程等诸多领域。
综上所述，与现有技术相比，本发明提供一种多用途螺杆挤出式3D打印机，适合打印包括聚合物材料、金属材料、陶瓷材料和复合材料等挤出型物料和热熔型物料，应用范围广。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种多用途螺杆挤出式3D打印机，其特征在于，包括螺杆挤出机和托板组件，其中：
所述螺杆挤出机包括螺杆电机、料斗、料筒、螺杆、加热器、适配器和模头，所述料斗与所述料筒连接，所述螺杆设置在所述料筒内部，所述螺杆电机通过减速箱带动所述螺杆旋转，所述适配器设置在在所述料筒的出口处，所述模头与所述适配器连接，所述模头的出口朝下，所述加热器设置在所述料筒的外围；
所述螺杆挤出机安装在运动板上，所述螺杆挤出机通过所述运动板与Y轴运动机构连接，所述Y轴运动机构包括Y轴电机、Y轴丝杆、Y轴滑块和Y轴滑轨，所述Y轴电机带动所述Y轴丝杆旋转，所述运动板通过套筒与所述Y轴丝杆连接，所述运动板设置在所述Y轴滑块上，所述Y轴滑块活动设置在所述Y轴滑轨上，所述Y轴滑轨安装在机架上；
所述托板组件包括托板、X轴运动机构、固定板和Z轴运动机构，其中：
所述X轴运动机构包括X轴电机、X轴丝杆、X轴滑块和X轴滑轨，所述X轴电机带动所述X轴丝杆旋转，所述托板通过套筒与所述X轴丝杆连接，所述托板设置在所述X轴滑块上，所述X轴滑块活动设置在所述X轴滑轨上，所述X轴滑轨安装在所述固定板上；
所述Z轴运动机构包括Z轴电机、Z轴传动组件、固定座和升降柱，所述升降柱活动安装在所述固定座上，所述固定板安装在所述升降柱上，所述固定座安装在底板上，所述Z轴电机通过所述Z轴传动组件带动所述升降柱上升和下降。
2.根据权利要求1所述的多用途螺杆挤出式3D打印机，其特征在于，所述加热器上设置有热电偶。
3.根据权利要求1所述的多用途螺杆挤出式3D打印机，其特征在于，所述适配器上设置有热电偶。
4.根据权利要求1所述的多用途螺杆挤出式3D打印机，其特征在于，所述底板的底部设置脚轮。
5.根据权利要求1所述的多用途螺杆挤出式3D打印机，其特征在于，所述固定座上设置有限位开关，所述限位开关与Z轴电机连接。
6.根据权利要求1所述的多用途螺杆挤出式3D打印机，其特征在于，所述X轴电机为伺服电机。
7.根据权利要求1所述的多用途螺杆挤出式3D打印机，其特征在于，所述Y轴电机为伺服电机。
8.根据权利要求1所述的多用途螺杆挤出式3D打印机，其特征在于，所述Z轴电机为伺服电机。
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