CN108621412B - 一种具有湿度控制和防翘边功能的3d打印设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有湿度控制和防翘边功能的3D打印设备，包括主体，所述主体内设有PLC、打印箱、移动箱、升降箱和调节机构，升降箱内设有升降机构，移动箱内设有分离机构，调节机构包括鼓风机、干燥单元和加湿单元，该具有湿度控制和防翘边功能的3D打印设备，通过调节机构，能够使得该3D打印设备内部的空气的湿度保持在20％‑80％，防止由于湿度过大而使得该3D打印设备内出现结露现象，使得该3D打印设备短路，或者防止由于湿度过低产生静电干扰，造成该3D打印设备出现错误动作，不仅如此，通过升降机构，该3D打印设备能够在平台的上表面上喷涂水溶解胶，将产品的边缘黏住，防止产品的边缘翘起。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印设备领域，特别涉及一种具有湿度控制和防翘边功能的3D打印设备。
背景技术
3D打印，属于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(3D打印机)来实现的，主要用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造。
塑料冷却的过程中会收缩，当作业面积不大时，收缩造成的影响并不明显，但打印较大的产品时，每单位面积产生的收缩累积起来，向内产生的拉力，就变得相当强大，造成边缘翘起，不仅如此，现有的3D打印设备内的空气的相对湿度最高不宜超过80％，湿度过高会使得现有的3D打印设备内出现结露现象，造成现有的3D打印设备内的元件受潮变质，引起现有的3D打印设备由于短路而损坏，而且相对湿度也不能低于20％，否则会由于过分干燥而产生静电干扰，引起现有的3D打印设备出现错误动作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有湿度控制和防翘边功能的3D打印设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有湿度控制和防翘边功能的D打印设备，包括主体，所述主体内设有PLC、打印箱、移动箱、升降箱和调节机构，所述打印箱设置在主体内的中部，所述调节机构和移动箱分别设置在打印箱的两侧，所述升降箱设置在打印箱的上方，所述升降箱内设有升降机构，所述移动箱内设有分离机构，所述打印箱内设有平台、湿度传感器、行程杆、连通管和喷头，所述平台设置在打印箱内的底部，所述平台水平设置，所述湿度传感器设置在平台的上方，所述行程杆水平设置，所述行程杆设置在打印箱内的底部，所述行程杆穿过喷头，所述连通管与喷头连通，所述湿度传感器、调节机构、升降机构和分离机构均与PLC电连接；
所述调节机构包括鼓风机、干燥单元和加湿单元，所述干燥单元和加湿单元分别设置在鼓风机的上方和下方，所述鼓风机的一端与主体的外部连通，所述鼓风机的另一端与干燥单元和加湿单元连通；
所述干燥单元包括干燥管、第一电机和转筒，所述干燥管的一端与鼓风机连通，所述干燥管的另一端与打印箱连通，所述第一电机与转筒传动连接，所述干燥管内设有第一阀门，所述转筒内设有若干干燥室，所述干燥室的两端均与干燥管连通，所述干燥室内充满干燥剂；
所述加湿单元包括加湿管、第二电机、混合池和若干桨叶，所述加湿管的一端与鼓风机连通，所述加湿管的另一端与混合池的底部连通，所述第二电机设置在混合池的上方，各桨叶均设置在混合池内，各桨叶周向均匀分布在第二电机的输出轴的外周，所述第二电机与桨叶传动连接，所述加湿管内设有第二阀门，所述混合池内充满水；
所述升降机构包括第三电机、第一丝杆、第一螺母、升降杆、支撑杆、升降块、第四电机和毛刷，所述第三电机设置在升降箱内的顶部，所述第一丝杆竖向设置，所述第三电机与第一丝杆传动连接，所述第一螺母套设在第一丝杆上，所述第一螺母与第一丝杆匹配，所述第一螺母与升降杆固定连接，所述支撑杆的顶端与升降杆固定连接，所述支撑杆的底端与升降块固定连接，所述第四电机设置在升降块内，所述第四电机与毛刷的中心处固定连接，所述升降块内设有两个喷涂单元，两个喷涂单元分别设置在第四电机的两侧；
所述喷涂单元包括存储箱和水泵，所述存储箱内充满水溶解胶，所述水泵的一端与存储箱连通，所述水泵的另一端与升降块的外部连通。
作为优选，为了增强干燥效果，所述干燥剂为活性氧化铝填料。
作为优选，为了增强空气与水的混合效果，所述桨叶上设有若干通孔。
作为优选，为了增大空气的湿度，所述混合池内设有若干挡板，各挡板周向均匀分布在混合池的内壁上。
作为优选，为了增强空气与水的混合效果，所述混合池内的底部设有空气分布器，所述空气分布器与加湿管连通。
作为优选，为了精确控制第一阀门和第二阀门的开关，所述第一阀门和第二阀门均为电磁阀。
作为优选，为了使得第一电机、第二电机、第三电机和第四电机能够长时间精确稳定工作，所述第一电机、第二电机、第三电机和第四电机均为伺服电机。
作为优选，为了减小第一螺母与第一丝杆之间的传动损耗，所述第一螺母与第一丝杆之间涂有润滑油。
作为优选，为了将产品从平台上取下，所述分离机构包括第五电机、第二丝杆、第二螺母、移动杆和刮板，所述第五电机与第二丝杆传动连接，所述第二丝杆水平设置，所述第二螺母套设在第二丝杆上，所述移动杆的顶端与第二螺母固定连接，所述移动杆的底端与刮板固定连接，所述刮板水平设置，所述移动杆内设有水管，所述水管设置在刮板的上方。
作为优选，为了便于将产品从平台上取下，所述刮板的竖向截面的形状为三角形。
本发明的有益效果是，该具有湿度控制和防翘边功能的3D打印设备，通过调节机构，能够使得该3D打印设备内部的空气的湿度保持在20％-80％，防止由于湿度过大而使得该3D打印设备内出现结露现象，使得该3D打印设备短路，又防止由于湿度过低产生静电干扰，造成该3D打印设备出现错误动作，与现有的调节机构相比，该调节机构的湿度调节速度较快，湿度调节效果较好，不仅如此，通过升降机构，该3D打印设备能够在平台的上表面上喷涂水溶解胶，将产品的边缘黏住，防止产品的边缘翘起，与现有的升降机构相比，该升降机构的喷涂速度较快，喷涂的水溶解胶均匀。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的具有湿度控制和防翘边功能的3D打印设备的结构示意图；
图2是本发明的具有湿度控制和防翘边功能的3D打印设备的调节机构的结构示意图；
图3是本发明的具有湿度控制和防翘边功能的3D打印设备的升降机构的结构示意图；
图4是本发明的具有湿度控制和防翘边功能的3D打印设备的分离机构的结构示意图；
图中：1.主体，2.打印箱，3.移动箱，4.升降箱，5.平台，6.湿度传感器，7.行程杆，8.连通管，9.喷头，10.鼓风机，11.干燥管，12.第一阀门，13.第一电机，14.转筒，15.干燥室，16.加湿管，17.第二阀门，18.第二电机，19.混合池，20.桨叶，21.通孔，22.挡板，23.空气分布器，24.第三电机，25.第一丝杆，26.第一螺母，27.升降杆，28.支撑杆，29.存储箱，30.水泵，31.第四电机，32.毛刷，33.第五电机，34.第二丝杆，35.第二螺母，36.移动杆，37.水管，38.刮板，39.升降块。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种具有湿度控制和防翘边功能的3D打印设备，包括主体1，所述主体1内设有PLC、打印箱2、移动箱3、升降箱4和调节机构，所述打印箱2设置在主体1内的中部，所述调节机构和移动箱3分别设置在打印箱2的两侧，所述升降箱4设置在打印箱2的上方，所述升降箱4内设有升降机构，所述移动箱3内设有分离机构，所述打印箱2内设有平台5、湿度传感器6、行程杆7、连通管8和喷头9，所述平台5设置在打印箱2内的底部，所述平台5水平设置，所述湿度传感器6设置在平台5的上方，所述行程杆7水平设置，所述行程杆7设置在打印箱2内的底部，所述行程杆7穿过喷头9，所述连通管8与喷头9连通，所述湿度传感器6、调节机构、升降机构和分离机构均与PLC电连接；
湿度传感器6测量打印箱2内的空气的湿度，并将数据传输给PLC，PLC经过计算控制调节机构工作，调节打印箱2内的空气的湿度，PLC控制升降机构工作，在平台5上喷涂水溶解胶，喷头9沿着行程杆7移动，将连通管8内的原料喷至平台5上，进行打印工作。
如图2所示，所述调节机构包括鼓风机10、干燥单元和加湿单元，所述干燥单元和加湿单元分别设置在鼓风机10的上方和下方，所述鼓风机10的一端与主体1的外部连通，所述鼓风机10的另一端与干燥单元和加湿单元连通；
所述干燥单元包括干燥管11、第一电机13和转筒14，所述干燥管11的一端与鼓风机10连通，所述干燥管11的另一端与打印箱2连通，所述第一电机13与转筒14传动连接，所述干燥管11内设有第一阀门12，所述转筒14内设有若干干燥室15，所述干燥室15的两端均与干燥管11连通，所述干燥室15内充满干燥剂；
所述加湿单元包括加湿管16、第二电机18、混合池19和若干桨叶20，所述加湿管16的一端与鼓风机10连通，所述加湿管16的另一端与混合池19的底部连通，所述第二电机18设置在混合池19的上方，各桨叶20均设置在混合池19内，各桨叶20周向均匀分布在第二电机18的输出轴的外周，所述第二电机18与桨叶20传动连接，所述加湿管16内设有第二阀门17，所述混合池19内充满水；
湿度传感器6测量打印箱2内的空气的湿度，并将数据传输给PLC，PLC经过计算控制调节机构工作，当打印箱2内的空气的湿度高于80％时，干燥单元工作，鼓风机10将外界空气压入干燥管11，空气经过干燥室12内的干燥剂干燥后压入打印箱2内，使得打印箱2内的空气的湿度降低，当打印箱2内的空气的湿度低于20％时，加湿单元工作，鼓风机10通过加湿管16将外界空气压入混合池19，第二电机18驱动桨叶20转动，将混合池19内的水与空气进行混合，使得进入打印箱2的空气的湿度增加，从而增加打印箱2内的空气的湿度。
通过调节机构，能够使得该3D打印设备内部的空气的湿度保持在20％-80％，防止由于湿度过大而使得该3D打印设备内出现结露现象，使得该3D打印设备短路，防止由于湿度过低产生静电干扰，造成该3D打印设备出现错误动作，与现有的调节机构相比，该调节机构的湿度调节速度较快，湿度调节效果较好。
如图3所示，所述升降机构包括第三电机24、第一丝杆25、第一螺母26、升降杆27、支撑杆28、升降块39、第四电机31和毛刷32，所述第三电机24设置在升降箱4内的顶部，所述第一丝杆25竖向设置，所述第三电机24与第一丝杆25传动连接，所述第一螺母26套设在第一丝杆25上，所述第一螺母26与第一丝杆25匹配，所述第一螺母26与升降杆27固定连接，所述支撑杆28的顶端与升降杆27固定连接，所述支撑杆28的底端与升降块39固定连接，所述第四电机31设置在升降块39内，所述第四电机31与毛刷32的中心处固定连接，所述升降块39内设有两个喷涂单元，两个喷涂单元分别设置在第四电机31的两侧；
所述喷涂单元包括存储箱29和水泵30，所述存储箱29内充满水溶解胶，所述水泵30的一端与存储箱29连通，所述水泵30的另一端与升降块39的外部连通。
PLC控制升降机构工作，第三电机24驱动第一丝杆25转动，带动第一螺母26沿着第一丝杆25向下移动，通过升降杆27和支撑杆28和升降块39使得毛刷32与平台5抵靠，接着喷涂单元工作，水泵30将存储箱29内的水溶解胶喷至平台5的上表面上，同时第四电机31驱动毛刷32转动，将平台5的上表面上的水溶解胶涂抹均匀，从而将产品的边缘黏住，防止产品的边缘翘起。
通过升降机构，该3D打印设备能够在平台5的上表面上喷涂水溶解胶，将产品的边缘黏住，防止产品的边缘翘起，与现有的升降机构相比，该升降机构的喷涂速度较快，喷涂的水溶解胶均匀。
作为优选，为了增强干燥效果，所述干燥剂为活性氧化铝填料。活性氧化铝填料的吸湿性能较好，而且活性氧化铝填料在吸收水后不会膨胀。
作为优选，为了增强空气与水的混合效果，所述桨叶20上设有若干通孔21。通孔21能够使得桨叶20的两侧的水和空气混合均匀，加快空气吸湿的速度。
作为优选，为了增大空气的湿度，所述混合池19内设有若干挡板22，各挡板22周向均匀分布在混合池19的内壁上。挡板22可以避免混合池19内出现漩涡，使得空气在水中停留的时间延长，从而增大空气的湿度。
作为优选，为了增强空气与水的混合效果，所述混合池19内的底部设有空气分布器23，所述空气分布器23与加湿管16连通。空气分布器23可以将空气分成多股小气流通入混合池，加大空气与水的接触面积，从而增强空气与水的混合效果，增大空气的湿度。
作为优选，为了精确控制第一阀门12和第二阀门17的开关，所述第一阀门12和第二阀门17均为电磁阀。
作为优选，为了使得第一电机13、第二电机18、第三电机24和第四电机31能够长时间精确稳定工作，所述第一电机13、第二电机18、第三电机24和第四电机31均为伺服电机。
作为优选，为了减小第一螺母26与第一丝杆25之间的传动损耗，所述第一螺母26与第一丝杆25之间涂有润滑油。
如图4所示，所述分离机构包括第五电机33、第二丝杆34、第二螺母35、移动杆36和刮板38，所述第五电机33与第二丝杆34传动连接，所述第二丝杆34水平设置，所述第二螺母35套设在第二丝杆34上，所述移动杆36的顶端与第二螺母35固定连接，所述移动杆36的底端与刮板38固定连接，所述刮板38水平设置，所述移动杆36内设有水管37，所述水管37设置在刮板38的上方。PLC控制第五电机33驱动第二丝杆34转动，带动第二螺母35沿着第二丝杆34移动，通过移动杆36将刮板38推出移动箱3，同时水管37将水通至刮板38上，将产品底部的水溶解胶溶解，通过刮板38将产品从平台5上取下。
作为优选，为了便于将产品从平台5上取下，所述刮板38的竖向截面的形状为三角形。刮板38可以将尖端插入平台5与产品之间，使得产品抬起，便于水流入产品与平台5之间，溶解剩余的水溶解胶，从而便于刮板38将产品从平台5上取下。
该具有湿度控制和防翘边功能的3D打印设备的工作原理：湿度传感器6测量打印箱2内的空气的湿度，并将数据传输给PLC，PLC经过计算控制调节机构工作，调节打印箱2内的空气的湿度，PLC控制升降机构工作，在平台5上喷涂水溶解胶，喷头9沿着行程杆7移动，将连通管8内的原料喷至平台5上，进行打印工作。
与现有技术相比，该具有湿度控制和防翘边功能的3D打印设备，通过调节机构，能够使得该3D打印设备内部的空气的湿度保持在20％-80％，防止由于湿度过大而使得该3D打印设备内出现结露现象，使得该3D打印设备短路，或者防止由于湿度过低产生静电干扰，造成该3D打印设备出现错误动作，与现有的调节机构相比，该调节机构的湿度调节速度较快，湿度调节效果较好，不仅如此，通过升降机构，该3D打印设备能够在平台5的上表面上喷涂水溶解胶，将产品的边缘黏住，防止产品的边缘翘起，与现有的升降机构相比，该升降机构的喷涂速度较快，喷涂的水溶解胶均匀。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种具有湿度控制和防翘边功能的3D打印设备，其特征在于，包括主体(1)，所述主体(1)内设有PLC、打印箱(2)、移动箱(3)、升降箱(4)和调节机构，所述打印箱(2)设置在主体(1)内的中部，所述调节机构和移动箱(3)分别设置在打印箱(2)的两侧，所述升降箱(4)设置在打印箱(2)的上方，所述升降箱(4)内设有升降机构，所述移动箱(3)内设有分离机构，所述打印箱(2)内设有平台(5)、湿度传感器(6)、行程杆(7)、连通管(8)和喷头(9)，所述平台(5)设置在打印箱(2)内的底部，所述平台(5)水平设置，所述湿度传感器(6)设置在平台(5)的上方，所述行程杆(7)水平设置，所述行程杆(7)设置在打印箱(2)内的底部，所述行程杆(7)穿过喷头(9)，所述连通管(8)与喷头(9)连通，所述湿度传感器(6)、调节机构、升降机构和分离机构均与PLC电连接；
所述调节机构包括鼓风机(10)、干燥单元和加湿单元，所述干燥单元和加湿单元分别设置在鼓风机(10)的上方和下方，所述鼓风机(10)的一端与主体(1)的外部连通，所述鼓风机(10)的另一端与干燥单元和加湿单元连通；
所述干燥单元包括干燥管(11)、第一电机(13)和转筒(14)，所述干燥管(11)的一端与鼓风机(10)连通，所述干燥管(11)的另一端与打印箱(2)连通，所述第一电机(13)与转筒(14)传动连接，所述干燥管(11)内设有第一阀门(12)，所述转筒(14)内设有若干干燥室(15)，所述干燥室(15)的两端均与干燥管(11)连通，所述干燥室(15)内充满干燥剂；
所述加湿单元包括加湿管(16)、第二电机(18)、混合池(19)和若干桨叶(20)，所述加湿管(16)的一端与鼓风机(10)连通，所述加湿管(16)的另一端与混合池(19)的底部连通，所述第二电机(18)设置在混合池(19)的上方，各桨叶(20)均设置在混合池(19)内，各桨叶(20)周向均匀分布在第二电机(18)的输出轴的外周，所述第二电机(18)与桨叶(20)传动连接，所述加湿管(16)内设有第二阀门(17)，所述混合池(19)内充满水；
所述升降机构包括第三电机(24)、第一丝杆(25)、第一螺母(26)、升降杆(27)、支撑杆(28)、升降块(39)、第四电机(31)和毛刷(32)，所述第三电机(24)设置在升降箱(4)内的顶部，所述第一丝杆(25)竖向设置，所述第三电机(24)与第一丝杆(25)传动连接，所述第一螺母(26)套设在第一丝杆(25)上，所述第一螺母(26)与第一丝杆(25)匹配，所述第一螺母(26)与升降杆(27)固定连接，所述支撑杆(28)的顶端与升降杆(27)固定连接，所述支撑杆(28)的底端与升降块(39)固定连接，所述第四电机(31)设置在升降块(39)内，所述第四电机(31)与毛刷(32)的中心处固定连接，所述升降块(39)内设有两个喷涂单元，两个喷涂单元分别设置在第四电机(31)的两侧；
所述喷涂单元包括存储箱(29)和水泵(30)，所述存储箱(29)内充满水溶解胶，所述水泵(30)的一端与存储箱(29)连通，所述水泵(30)的另一端与升降块(39)的外部连通。
2.如权利要求1所述的具有湿度控制和防翘边功能的3D打印设备，其特征在于，所述干燥剂为活性氧化铝填料。
3.如权利要求1所述的具有湿度控制和防翘边功能的3D打印设备，其特征在于，所述桨叶(20)上设有若干通孔(21)。
4.如权利要求1所述的具有湿度控制和防翘边功能的3D打印设备，其特征在于，所述混合池(19)内设有若干挡板(22)，各挡板(22)周向均匀分布在混合池(19)的内壁上。
5.如权利要求1所述的具有湿度控制和防翘边功能的3D打印设备，其特征在于，所述混合池(19)内的底部设有空气分布器(23)，所述空气分布器(23)与加湿管(16)连通。
6.如权利要求1所述的具有湿度控制和防翘边功能的3D打印设备，其特征在于，所述第一阀门(12)和第二阀门(17)均为电磁阀。
7.如权利要求1所述的具有湿度控制和防翘边功能的3D打印设备，其特征在于，所述第一电机(13)、第二电机(18)、第三电机(24)和第四电机(31)均为伺服电机。
8.如权利要求1所述的具有湿度控制和防翘边功能的3D打印设备，其特征在于，所述第一螺母(26)与第一丝杆(25)之间涂有润滑油。
9.如权利要求1所述的具有湿度控制和防翘边功能的3D打印设备，其特征在于，所述分离机构包括第五电机(33)、第二丝杆(34)、第二螺母(35)、移动杆(36)和刮板(38)，所述第五电机(33)与第二丝杆(34)传动连接，所述第二丝杆(34)水平设置，所述第二螺母(35)套设在第二丝杆(34)上，所述移动杆(36)的顶端与第二螺母(35)固定连接，所述移动杆(36)的底端与刮板(38)固定连接，所述刮板(38)水平设置，所述移动杆(36)内设有水管(37)，所述水管(37)设置在刮板(38)的上方。
10.如权利要求9所述的具有湿度控制和防翘边功能的3D打印设备，其特征在于，所述刮板(38)的竖向截面的形状为三角形。
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