CN108613480B - 一种用于3d打印的耗材高效率烘干装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于3D打印的耗材高效率烘干装置，包括装料筒和烘干筒，烘干筒内部设置有分散式加热机构，装料筒通过导通机构与烘干筒连接，分散式加热机构包括若干个安装在烘干筒内壁的发热座，发热座表面均匀连接有若干个空心金属板，空心金属板末端设置有出风槽，发热座内部安装有若干个电阻片，相邻的发热座之间通过集热板固定连接，集热板内部设置有导风座，导风座外部连接有竖直管，竖直管底端连接有进气座，进气座内部安装有抽气风机，且所有的进气座之间通过连接架固定连接，烘干筒底端安装有旋转组件，通过预热和气流旋转式加热的方式实现高效烘干，提高了烘干质量，而且进出料更加均匀快速，提高了整体的工作效率。

Description

一种用于3D打印的耗材高效率烘干装置
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体为一种用于3D打印的耗材高效率烘干装置。
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。
日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物，通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。
在进行3D打印的时候，一般需要对应的耗材，一般都采用粉末状金属或塑料等可粘合材料，但是在进行3D打印之前，需要对耗材进行烘干，防止残留水分产生的影响。
例如，申请号为201510659212.5，专利名称为一种3D打印机耗材烘干装置的发明专利，其耗材从进料孔进入，分别绕过导向轮然后从出料孔伸出，在加热板的作用下实现对耗材进行加热，实现对耗材进行快速加热，且温度传感器可以确保烘干箱内部温度的稳定，提高耗材的快速烘干，3D打印耗材仅需一次干燥或无需干燥，减少了干燥中高温对耗材性能的影响。
但是，现有3D打印耗材烘干装置存在以下缺陷：
(1)一般的烘干装置都是直接加热方式烘干，很容易导致耗材出现局部烘干不彻底的情况，影响耗材的烘干质量和3D打印效果；
(2)同时在对耗材进行烘干之前，一般都缺乏预热装置，很容易导致耗材出现局部受热不均的情况，影响后续的烘干效果；
(3)同时，在加热烘干的时候，烘干残留的热量一般都是直接排出，无法回收利用，造成热能的浪费。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种用于3D打印的耗材高效率烘干装置，通过预热和气流旋转式加热的方式实现高效烘干，提高了烘干质量，而且进出料更加均匀快速，提高了整体的工作效率，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：
一种用于3D打印的耗材高效率烘干装置，包括装料筒和烘干筒，所述烘干筒内部设置有分散式加热机构，所述装料筒通过导通机构与烘干筒连接；
所述分散式加热机构包括若干个安装在烘干筒内壁的发热座，所述发热座表面均匀连接有若干个空心金属板，所述空心金属板末端设置有出风槽，且出风槽内壁连接有若干个导热片，所述发热座内部安装有若干个电阻片，且相邻的发热座之间通过集热板固定连接，所述集热板内部设置有导风座，且导风座外部连接有竖直管，且竖直管底端连接有进气座，所述进气座内部安装有抽气风机，且相邻的导风座之间通过连接架固定连接，所述烘干筒底端安装有旋转组件。
进一步地，所述导通机构包括连接在装料筒底端的限位筒，所述限位筒底端通过轴承环与烘干筒连接，所述限位筒内壁安装有若干个侧边座，所述侧边座表面均连接有旋转轴，所述旋转轴末端连接有混合座，所述混合座表面安装有若干个混料齿，且混合座表面涂有特氟龙防粘涂层。
进一步地，所述装料筒顶端连接有导向分料机构，所述导向分料机构包括安装在装料筒顶端的导向座，所述导向座内部设置有空心槽，所述空心槽底端连接有若干个导流筒，所述导流筒底端连接有空心球形座，所述空心球形座表面均匀设置有若干个出料口，且导向座侧面安装有振动座，所述振动座通过弹簧垫与装料筒连接。
进一步地，所述旋转组件包括安装在烘干筒底端的驱动轴，所述驱动轴底端连接有驱动座，所述驱动座通过连接固定底座固定安装。
进一步地，所述轴承环外壁设置有密封垫，所述轴承环上下两端均连接有橡胶垫片。
进一步地，所述装料筒内部设置有预热座，所述预热座一端通过转动柱与装料筒内壁连接，所述转动柱末端贯穿装料筒并连接有电机座，所述转动柱表面均匀连接有若干个金属杆，所述金属杆内部设置有电加热柱，所述金属杆表面均匀连接有若干个导热片，所述导热片采用弯折机构。
进一步地，所述烘干筒侧面连接有排气组件，所述排气组件包括若干个连接在烘干筒上的排气管，所述排气管均匀设置在相邻的发热座之间，所述排气管末端连接有冷凝座，所述冷凝座内部设置有冷凝槽，所述冷凝槽内壁均匀安装有若干个冷凝翅片，所述冷凝翅片末端贯穿冷凝座，且冷凝座底端连接有收集管，冷凝座顶端连接有出气管，且出气管顶端安装有金属网和高分子膜，所述冷凝翅片表面设置有集热座，所述集热座顶端连接有回收管，所述回收管末端连接有锥形座，所述锥形座安装在装料筒外壁，且所述锥形座通过导热板与装料筒内部连接。
进一步地，所述烘干筒底端连接有出料机构，所述出料机构包括连接在烘干筒底端的分级筒，所述分级筒底端侧面连接有若干个排料管，且分级筒底端安装有封口座，所述封口座顶端连接有搅拌轴，所述搅拌轴顶端连接有螺旋送料轴。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过旋转方式的气流烘干方式对3D打印的耗材进行快速烘干，使得烘干更加彻底，不易出现烘干不完全的现象，同时利用预热和气流加热的方式同时工作，提高了烘干效率；
(2)本发明利用导通机构和导向分料机构使得耗材在进料更加均匀，不易出现堵塞的情况，提高了整体的烘干效率；
(3)本发明通过排气组件排气的同时，分别对残留热量回收利用，并对蒸干的水分集中收集，提高了水分和热量的利用效率，可以有效节约资源。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的烘干筒截面结构示意图；
图3为本发明的预热座结构示意图；
图4为本发明的导通机构结构示意图；
图5为本发明的出料机构结构示意图；
图6为本发明的混合座截面结构示意图。
图中标号：
1-装料筒；2-烘干筒；3-分散式加热机构；4-导通机构；5-导向分料机构；6-旋转组件；7-预热座；8-排气组件；9-出料机构；
301-发热座；302-空心金属板；303-出风槽；304-导热片；305-电阻片；306-集热板；307-导风座；308-竖直管；309-进气座；310-连接架；
401-限位筒；402-轴承环；403-侧边座；404-旋转轴；405-混合座；406-混料齿；407-密封垫；408-橡胶垫片；
501-导向座；502-空心槽；503-导流筒；504-空心球形座；505-出料口；506-振动座；507-弹簧垫；
601-驱动轴；602-驱动座；603-固定底座；
701-转动柱；702-电机座；703-金属杆；704-电加热柱；705-导热片；
801-排气管；802-冷凝座；803-冷凝槽；804-冷凝翅片；805-收集管；806-出气管；807-金属网；808-高分子膜；809-集热座；810-回收管；811-锥形座；812-导热板；
901-分级筒；902-排料管；903-封口座；904-搅拌轴；905-螺旋送料轴。
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4和图6所示，本发明提供了一种用于3D打印的耗材高效率烘干装置，包括装料筒1和烘干筒2，所述装料筒1通过导通机构4与烘干筒2连接，用于3D打印的耗材通过装料筒1之后，利用导通机构4排入到烘干筒2内部进行烘干，使得耗材可以均匀进入到烘干筒2内部，提高整体的烘干效果。
所述导通机构4包括连接在装料筒1底端的限位筒401，所述限位筒401底端通过轴承环402与烘干筒2连接，所述限位筒401内壁安装有若干个侧边座403，所述侧边座403表面均连接有旋转轴404，所述旋转轴404末端连接有混合座405，所述混合座405表面安装有若干个混料齿406，且混合座405表面涂有特氟龙防粘涂层，进入装料筒1内部的耗材，首先进入到限位筒401，之后在多个侧边座403的作用下，多个旋转轴404同时转动，在旋转轴404的转动作用下，旋转轴404末端的混合座405不断转动，从而带动混合座405表面的多个混料齿406转动，在限位筒401内部的耗材，在混合座405和混料齿406的作用下，使得限位筒401内部的耗材可以均匀向下排出，不仅有效防止在进料的时候出现堵塞，而且使得耗材的流通更加均匀，有利于实现耗材的均匀烘干，有效减少局部烘干不彻底的情况出现。
同时混合座405表面涂的特氟龙防粘涂层可以起到良好的防粘作用，有效减少混合座405上沾上过多的耗材碎屑。
如图1所示，所述装料筒1顶端连接有导向分料机构5，所述导向分料机构5包括安装在装料筒1顶端的导向座501，所述导向座501内部设置有空心槽502，所述空心槽502底端连接有若干个导流筒503，所述导流筒503底端连接有空心球形座504，所述空心球形座504表面均匀设置有若干个出料口505，且导向座501侧面安装有振动座506，所述振动座506通过弹簧垫507与装料筒1连接，同时装料筒1顶端通过安装的导向分料机构5对进入的耗材进行分料处理，从而提高耗材进入的效率，从而提高了整个耗材的烘干效率，实现耗材的快速烘干。
外部的耗材首先通过导向座501顶端的开口进入到内部的空心槽502，之后进入底部的导流筒503内部，通过底端的空心球形座504集中，同时空心球形座504表面均匀设置的若干个出料口505同时排料，使得耗材可以通过空心球形座504表面的多个出料口505将耗材排出，从而使得耗材可以从不同的方向快速排出，有效解决了单一方向排料导致的堵塞问题，同时将外部的耗材从不同方向排入到装料筒1内部，使得耗材之间可以相互分离，增大烘干接触面，提高整体的烘干效果。
另一方面，通过振动座506的振动作用，使得残留在导向座501的耗材可以掉落，不会出现残留的情况，同时振动座506通过弹簧垫507与装料筒1连接，利用弹簧垫507可以起到良好的缓冲作用。
如图1和图2所示，所述烘干筒2内部设置有分散式加热机构3，进入到烘干筒2内部的耗材通过内部的分散式加热机构3进行加热烘干，从而有效消除耗材中残留的水分，提高耗材的打印效果。
进一步说明的是，所述分散式加热机构3包括若干个安装在烘干筒2内壁的发热座301，所述发热座301表面均匀连接有若干个空心金属板302，所述空心金属板302末端设置有出风槽303，且出风槽303内壁连接有若干个导热片304，所述发热座301内部安装有若干个电阻片305，首先通过多个发热座301内部的电阻片305同时加热，在电阻片305的发热作用下，由于发热座301采用空心结构，热量通过空心金属板302和出风槽303向外排出，出风槽303内壁连接的多个导热片304加快热量传输，使得热量可以快速传输到整个烘干筒2内部进行烘干工作。
相邻的发热座301之间通过集热板306固定连接，所述集热板306内部设置有导风座307，且导风座307外部连接有竖直管308，且竖直管308底端连接有进气座309，所述进气座309内部安装有抽气风机，且相邻的导风座307之间通过连接架310固定连接，同时相邻的发热座301通过集热板306连接，在集热板306的作用下，进气座309内部的抽气风机 将空气抽入，通过竖直管308排入到集热板306内部的导风座307，通过导风座307之后的空 气分别进入到两侧的发热座301内部，经过发热的电阻片305、被加热的空心金属板302和导 热片304的分步加热，使得从出风槽303吹出的空气被充分加热，被加热的空气通过出风槽 303排出直接对整个烘干筒2内部的耗材进行烘干处理，通过气流加热的方式对耗材进行快 速烘干，从而有效提高整体的烘干效率，有效减少局部烘干不彻底的情况出现。
如图1所示，所述烘干筒2底端安装有旋转组件6，所述旋转组件6包括安装在烘干筒2底端的驱动轴601，所述驱动轴601底端连接有驱动座602，所述驱动座602通过连接固定底座603固定安装，通过旋转组件6带动烘干筒2转动，从而使得从而出风槽303排出的加热气流可以不断转动，从而对整个烘干筒2内部的耗材进行均匀烘干，实现耗材的高效烘干，通过对耗材进行高效烘干，有效的提高了3D打印效果。
具体转动时，通过驱动座602内部的电机带动驱动轴601转动，从而使得整个烘干筒2转动，在烘干筒2转动的时候，烘干筒2内部的出风槽303不断转动并从不同的角度吹出热风进烘干处理，另一方面，在烘干筒2转动的时候，由于烘干筒2顶端的限位筒401底端通过轴承环402与烘干筒2连接，在烘干筒2转动的时候，通过轴承环402的润滑作用，使得烘干筒2可以正常转动而不会影响限位筒401和装料筒1的使用。
所述轴承环402外壁设置有密封垫407，所述轴承环402上下两端均连接有橡胶垫片408，同时利用轴承环402外壁的密封垫407进一步提高整体的密封效果，而且轴承环402通过两端的橡胶垫片408可以起到良好的保护作用，在发生振动作用的时候起到缓冲效果。
如图1和图3所示，所述装料筒1内部设置有预热座7，所述预热座7一端通过转动柱701与装料筒1内壁连接，所述转动柱701末端贯穿装料筒1并连接有电机座702，所述转动柱701表面均匀连接有若干个金属杆703，所述金属杆703内部设置有电加热柱704，所述金属杆703表面均匀连接有若干个导热片705，所述导热片705采用弯折机构，同时在耗材进入到装料筒1的时候，首先通过预热座7对耗材进行初步预热，方便后续的烘干处理，提高整体的烘干效果。
当耗材进入到预热座7之后，首先通过转动柱701表面的若干个金属杆703进行加热，金属杆703内部的电加热柱704同时通电加热，在加热作用下，热量通过导热片705传输到装料筒1内部，同时电机座702内部的电机带动转动柱701转动，从而使得多个发热的金属杆703在装料筒1内部转动并对耗材进行搅拌混合，使得耗材可以被充分预热，提高后续的烘干质量。
需要补充说明的是，如图1所示，所述烘干筒2侧面连接有排气组件8，所述排气组件8包括若干个连接在烘干筒2上的排气管801，所述排气管801均匀设置在相邻的发热座301之间，所述排气管801末端连接有冷凝座802，所述冷凝座802内部设置有冷凝槽803，所述冷凝槽803内壁均匀安装有若干个冷凝翅片804，所述冷凝翅片804末端贯穿冷凝座802，且冷凝座802底端连接有收集管805，首先在烘干筒2对耗材烘干之后，耗材好中携带的水分被蒸发为水蒸气，携带热量的水蒸气沿着烘干筒2外侧的多个排气管801排出进入到冷凝座802内部，之后的热蒸汽在冷凝槽803内壁的冷凝翅片804的作用下进行冷却，从而冷凝翅片804将热量吸收，失去热量的水蒸气液化为液体并流入冷凝座802底部的收集管805，从而对耗材中的水分进行处理和回收。
作为优选的实施方式，所述冷凝座802顶端连接有出气管806，且出气管806顶端安装有金属网807和高分子膜808，失去热量的气体通过出气管806排出，通过金属网807和高分子膜808起到过滤作用，防止水流出，所述冷凝翅片804表面设置有集热座809，所述集热座809顶端连接有回收管810，所述回收管810末端连接有锥形座811，所述锥形座811安装在装料筒1外壁，且所述锥形座811通过导热板812与装料筒1内部连接，另一方面，在冷凝座802对热蒸汽进行冷凝的时候，水蒸气的热量通过冷凝翅片804传输到外部的集热座809，对集热座809内部的冷却液加热，吸收热量的冷却液受热蒸发上升，则集热座809的内部的冷却液蒸汽过回收管810传输到锥形座811，锥形座811通过导热板812将热量传输到装料筒1内部，从而将多余的热量回收利用对装料筒1内部的耗材进行预热，失去热量的冷却液蒸汽液化，沿着回收管810重新回流进入到集热座809，从而实现热量的回收利用，提高了整体的热量利用率。
如图1和图5所示，所述烘干筒2底端连接有出料机构9，所述出料机构9包括连接在烘干筒2底端的分级筒901，所述分级筒901底端侧面连接有若干个排料管902，且分级筒901底端安装有封口座903，所述封口座903顶端连接有搅拌轴904，所述搅拌轴904顶端连接有螺旋送料轴905，在耗材经过烘干之后，通过出料机构9将耗材排出，通过分级筒901侧面的多个排料管902排出，同时在排出的时候，利用搅拌轴904带动螺旋送料轴905转动，不仅防止分级筒901内部出现堵塞，而且可以使得物料加快排出，提高了整个烘干过程的效率。
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 (1)

1.一种用于3D打印的耗材高效率烘干装置，其特征在于：包括装料筒(1)和烘干筒(2)，所述烘干筒(2)内部设置有分散式加热机构(3)，所述装料筒(1)通过导通机构(4)与烘干筒(2)连接； 所述分散式加热机构(3)包括若干个安装在烘干筒(2)内壁的发热座(301)，所述发热座(301)表面均匀连接有若干个空心金属板(302)，所述空心金属板(302)末端设置有出风槽(303)，且出风槽(303)内壁连接有若干个导热片(304)，所述发热座(301)内部安装有若干个电阻片(305)，且相邻的发热座(301)之间通过集热板(306)固定连接，所述集热板(306)内部设置有导风座(307)，且导风座(307)外部连接有竖直管(308)，且竖直管(308)底端连接有进气座(309)，所述进气座(309)内部安装有抽气风机，且相邻的导风座(307)之间通过连接架(310)固定连接，所述烘干筒(2)底端安装有旋转组件(6)；所述导通机构(4)包括连接在装料筒(1)底端的限位筒(401)，所述限位筒(401)底端通过轴承环(402)与烘干筒(2)连接，所述限位筒(401)内壁安装有若干个侧边座(403)，所述侧边座(403)表面均连接有旋转轴(404)，所述旋转轴(404)末端连接有混合座(405)，所述混合座(405)表面安装有若干个混料齿(406)，且混合座(405)表面涂有特氟龙防粘涂层；所述装料筒(1)顶端连接有导向分料机构(5)，所述导向分料机构(5)包括安装在装料筒(1)顶端的导向座(501)，所述导向座(501)内部设置有空心槽(502)，所述空心槽(502)底端连接有若干个导流筒(503)，所述导流筒(503)底端连接有空心球形座(504)，所述空心球形座(504)表面均匀设置有若干个出料口(505)，且导向座(501)侧面安装有振动座(506)，所述振动座(506)通过弹簧垫(507)与装料筒(1)连接；所述旋转组件(6)包括安装在烘干筒(2)底端的驱动轴(601)，所述驱动轴(601)底端连接有驱动座(602)，所述驱动座(602)通过连接固定底座(603)固定安装；所述轴承环(402)外壁设置有密封垫(407)，所述轴承环(402)上下两端均连接有橡胶垫片(408)；所述装料筒(1)内部设置有预热座(7)，所述预热座(7)一端通过转动柱(701)与装料筒(1)内壁连接，所述转动柱(701)末端贯穿装料筒(1)并连接有电机座(702)，所述转动柱(701)表面均匀连接有若干个金属杆(703)，所述金属杆(703)内部设置有电加热柱(704)，所述金属杆(703)表面均匀连接有若干个导热片(705)，所述导热片(705)采用弯折机构；所述烘干筒(2)侧面连接有排气组件(8)，所述排气组件(8)包括若干个连接在烘干筒(2)上的排气管(801)，所述排气管(801)均匀设置在相邻的发热座(301)之间，所述排气管(801)末端连接有冷凝座(802)，所述冷凝座(802)内部设置有冷凝槽(803)，所述冷凝槽(803)内壁均匀安装有若干个冷凝翅片(804)，所述冷凝翅片(804)末端贯穿冷凝座(802)，且冷凝座(802)底端连接有收集管(805)，冷凝座(802)顶端连接有出气管(806)，且出气管(806)顶端安装有金属网(807)和高分子膜(808)，所述冷凝翅片(804)表面设置有集热座(809)，所述集热座(809)顶端连接有回收管(810)，所述回收管(810)末端连接有锥形座(811)，所述锥形座(811)安装在装料筒(1)外壁，且所述锥形座(811)通过导热板(812)与装料筒(1)内部连接；所述烘干筒(2)底端连接有出料机构(9)，所述出料机构(9)包括连接在烘干筒(2)底端的分级筒(901)，所述分级筒(901)底端侧面连接有若干个排料管(902)，且分级筒(901)底端安装有封口座(903)，所述封口座(903)顶端连接有搅拌轴(904)，所述搅拌轴(904)顶端连接有螺旋送料轴(905)。
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