CN108856711B - 一种黄金耳环无焊接3d打印装置及其打印方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种黄金耳环无焊接3D打印装置，包括加工箱、机架、加工台、打印头和冷却机构，所述加工箱安装在机架上，加工箱内安装有X轴导轨，X轴导轨上滑动配合有滑块，X轴导轨内嵌入安装有X轴丝杆，X轴丝杆与滑块形成螺旋副传动，X轴丝杆由固定在加工箱一侧位置的X轴电机驱动转动，所述滑块的底部固定连接有Y轴导轨，本发明的有益效果是：其能高效的实现黄金耳环的打印，效率高，成型质量好。

Description

一种黄金耳环无焊接3D打印装置及其打印方法

技术领域

本发明涉及一种3D打印装置，具体是一种黄金耳环无焊接3D打印装置及其打印方法。

背景技术

黄金是化学元素金的单质形式，是一种软的，金黄色的，抗腐蚀的贵金属。金是较稀有、较珍贵和极被人看重的金属之一。1盎司的金可以拉成50里长，其延展性令它易于铸造，是制造首饰的佳选，因此黄金经常被加工成耳环、戒指等首饰。以黄金耳环为例，其加工方式一般有手工和及其加工两大类，不管是上述哪种加工方式，加工周期长，质量不稳定，产品一致性不强。

而随着3D打印技术的发展，其不仅在模具制造、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。因此，利用3D打印技术进行黄金耳环的加工必定会具有广阔的市场前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种黄金耳环无焊接3D打印装置及其打印方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种黄金耳环无焊接3D打印装置，包括加工箱、机架、加工台、打印头和冷却机构，所述加工箱安装在机架上，加工箱内安装有X轴导轨，X轴导轨上滑动配合有滑块，X轴导轨内嵌入安装有X轴丝杆，X轴丝杆与滑块形成螺旋副传动，X轴丝杆由固定在加工箱一侧位置的X轴电机驱动转动，所述滑块的底部固定连接有Y轴导轨，Y轴导轨上安装有与其滑动配合的打印头，打印头与设置在Y轴导轨上的Y轴丝杆形成螺旋副传动，Y轴丝杆由Y轴电机驱动转动，加工箱上设有滑道，机架的底部安装有Z轴电机，Z轴电机的输出端连接有伸入到加工箱内的Z轴丝杆，加工箱内设有水平的加工台，加工台与Z轴丝杆形成螺旋副传动，冷却机构安装在加工台的一侧位置处；所述打印头设有供金线穿过的空腔，打印头的外部绕有高频线圈，高频线圈的两端连接高频信号发生器，高频信号发生器、X轴电机、Y轴电机和Z轴电机均由PLC控制器控制工作。

作为本发明进一步的方案：所述加工箱内还设有保护气体输入管道。

作为本发明再进一步的方案：所述加工箱内通过导向座安装有多个导向光轴，导向光轴穿过加工台并与加工台滑动配合。

作为本发明再进一步的方案：所述打印头包括由上至下且一体制成的导料部、加热部和出料嘴，打印头采用耐高温材质制成，其中所述导料部内安装有受电机驱动的送料轮，所述加热部的外侧位置绕设有高频线圈，出料嘴为漏斗形结构。

作为本发明再进一步的方案：所述送料轮的截面为工字形，送料轮的轮面与金线接触。

作为本发明再进一步的方案：所述加工台上开设有凹槽，凹槽内放置有板体，，加工台的一侧位置固定有螺杆座，螺杆座内设有与其形成螺旋副传动的螺杆，螺杆的底部与联动杆连接，联动杆置于加工台的正下方，联动杆上固定连接有多根升降杆，每根所述升降杆的顶部均穿过加工台与板体固定连接。

作为本发明再进一步的方案：置于凹槽内的所述板体的顶部所在平面与加工台的顶部所在平面共面。

作为本发明再进一步的方案：所述螺杆的顶部固定连接有手轮。

一种黄金耳环无焊接3D打印装置的打印方法，其包括以下步骤：

S1，首先在打印工作开始前，通过保护气体输入管道向加工箱内输入氩气作为保护气体，直至加工箱内的氧气浓度小于50ppm；

S2，控制高频线圈发热，发热温度设置为1400℃，且送料轮同步运动进行送料，金线熔化成为液态或半液态的金液从打印头喷出；

S3，根据预先设定好的模型参数，打印头和加工台运动，流出的金液在加工台上冷却凝固沉积，最终成型为黄金耳环。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：其能高效的实现黄金耳环的打印，效率高，成型质量好。

附图说明

图1为一种黄金耳环无焊接3D打印装置的结构示意图。

图2为一种黄金耳环无焊接3D打印装置中打印头的结构示意图。

图3为一种黄金耳环无焊接3D打印装置中加工台的结构示意图。

图中：1-加工箱、2-机架、3-X轴电机、4-X轴导轨、5-X轴丝杆、6-导向光轴、7-加工台、8-打印头、9-滑道、10-Z轴丝杆、11-导向座、12-滑块、13-Y轴导轨、14-Z轴电机、15-金线、701-板体、702-手轮、703-螺杆座、704-联动杆、705-升降杆、706-螺杆、801-导料部、802-加热部、803-出料嘴、804-高频线圈、805-送料轮。

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。

实施例1

请参阅图1，本发明实施例中，一种黄金耳环无焊接3D打印装置，包括加工箱1、机架2、加工台7、打印头8和冷却机构，所述加工箱1安装在机架2上，加工箱1内安装有X轴导轨4，X轴导轨4上滑动配合有滑块12，X轴导轨4内嵌入安装有X轴丝杆5，X轴丝杆5与滑块12形成螺旋副传动，X轴丝杆5由固定在加工箱1一侧位置的X轴电机3驱动转动，当X轴电机3转动时，能带动X轴丝杆5的转动，进而实现滑块12在X向的运动，所述滑块12的底部固定连接有Y轴导轨13，Y轴导轨13上安装有与其滑动配合的打印头8，该打印头8与设置在Y轴导轨13上的Y轴丝杆形成螺旋副传动，Y轴丝杆由Y轴电机驱动转动，并且加工箱1上设有滑道9，在滑块12沿着X轴运动时，不会造成干涉的现象，机架2的底部安装有Z轴电机14，Z轴电机14的输出端连接有伸入到加工箱1内的Z轴丝杆10，加工箱1内设有水平的加工台7，加工台7与Z轴丝杆10形成螺旋副传动，用于实现加工台7在Z轴方向上的运动，冷却机构安装在加工台7的一侧位置处，由于冷却机构属于常用的现有技术，不在此处多做叙述；所述打印头8设有供金线15穿过的空腔，打印头8的外部绕有高频线圈804，高频线圈804的两端连接高频信号发生器，同时高频线圈804的直径、线径、圈数、冷却方式等由高频频率、熔融的金属量和熔融速度等参数决定，在此不对其进行多余的描述，高频信号发生器、X轴电机3、Y轴电机和Z轴电机14均由PLC控制器控制工作。

所述加工箱1内还设有保护气体输入管道，具体的，保护气体可以为氩气。

具体的，本申请的工作原理如下：通过PLC控制器设定好高频信号发生器、X轴电机3、Y轴电机和Z轴电机14的各项参数及启停时间后，金线15被输入到打印头8内，并被高频线圈804加热成液态或半液态的金属，并从打印头8输出，当液态或半液态的金属与加工台7接触时，受到冷却机构的作用，温度急速下降并固化，上层的热熔金属接触到下层固化后的低温金属时也能够快速降温固化，金属材料一层一层地固化堆叠，最终形成需要打印的模型，打印效率快，成型效果好。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例讲进一步的进行功能优化，具体如下：

请参阅图1，所述加工箱1内通过导向座11安装有多个导向光轴6，优选的，导向光轴6的数量为四个，导向光轴6穿过加工台7并与加工台7滑动配合，用于在加工台7沿Z轴运动时对加工台7进行导向作用，使其运动更加平稳。

请参阅图2，所述打印头8包括由上至下且一体制成的导料部801、加热部802和出料嘴803，打印头8采用耐高温材质制成，其中所述导料部801内安装有受电机驱动的送料轮805，送料轮805的截面为工字形，在送料轮805转动时，能将与其轮面接触的金线15输入到加热部802内，所述加热部802的外侧位置绕设有高频线圈804，出料嘴803为漏斗形结构，用于将液态或半液态的金液输出。

请参阅图3，所述加工台7上开设有凹槽，凹槽内放置有板体701，3D打印时可以在板体701上进行，加工台7的一侧位置固定有螺杆座703，螺杆座703内设有与其形成螺旋副传动的螺杆706，螺杆706的底部与联动杆704连接，实际上，联动杆704的端部套设在联动杆704底端，且配合处不设有螺纹，联动杆704与螺杆706之间安装有轴承，联动杆704置于加工台7的正下方，联动杆704上固定连接有多根升降杆705，每根所述升降杆705的顶部均穿过加工台7与板体701固定连接，在戒指3D打印完成后，转动螺杆706，使得板体701相对于加工台7上升，然后将加工完成的戒指或将戒指连同板体701一同取下即可。

置于凹槽内的所述板体701的顶部所在平面与加工台7的顶部所在平面共面。

所述螺杆706的顶部固定连接有手轮702。

实施例3

本实施例主要是对其3D打印的具体方法进行描述，其包括以下步骤：

S1，首先在打印工作开始前，通过保护气体输入管道向加工箱1内输入氩气作为保护气体，直至加工箱1内的氧气浓度小于50ppm；

S2，控制高频线圈发热，发热温度设置为1400℃，且送料轮同步运动进行送料，金线熔化成为液态或半液态的金液从打印头喷出；

S3，根据预先设定好的模型参数，打印头和加工台运动，流出的金液在加工台上冷却凝固沉积，最终成型为黄金耳环。

需要特别说明的是，本技术方案中，加工箱1、机架2、加工台7、打印头8和冷却机构等均为现有技术的应用，而打印头8和加工台7的设置为本申请的创新点，其能高效的实现黄金耳环的打印，效率高，成型质量好。

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。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种黄金耳环无焊接3D打印装置，包括加工箱（1）、机架（2）、加工台（7）、打印头（8）和冷却机构，其特征在于，所述加工箱（1）安装在机架（2）上，加工箱（1）内安装有X轴导轨（4），X轴导轨（4）上滑动配合有滑块（12），X轴导轨（4）内嵌入安装有X轴丝杆（5），X轴丝杆（5）与滑块（12）形成螺旋副传动，X轴丝杆（5）由固定在加工箱（1）一侧位置的X轴电机（3）驱动转动，所述滑块（12）的底部固定连接有Y轴导轨（13），Y轴导轨（13）上安装有与其滑动配合的打印头（8），打印头（8）与设置在Y轴导轨（13）上的Y轴丝杆形成螺旋副传动，Y轴丝杆由Y轴电机驱动转动，加工箱（1）上设有滑道（9），机架（2）的底部安装有Z轴电机（14），Z轴电机（14）的输出端连接有伸入到加工箱（1）内的Z轴丝杆（10），加工箱（1）内设有水平的加工台（7），加工台（7）与Z轴丝杆（10）形成螺旋副传动，冷却机构安装在加工台（7）的一侧位置处；所述打印头（8）设有供金线（15）穿过的空腔，打印头（8）的外部绕有高频线圈（804），高频线圈（804）的两端连接高频信号发生器，高频信号发生器、X轴电机（3）、Y轴电机和Z轴电机（14）均由PLC控制器控制工作，所述加工箱（1）内还设有保护气体输入管道，所述加工箱（1）内通过导向座（11）安装有多个导向光轴（6），导向光轴（6）穿过加工台（7）并与加工台滑动配合所述打印头包括由上至下且一体制成的导料部（801）、加热部（802）和出料嘴（803），打印头（8）采用耐高温材质制成，其中所述导料部（801）内安装有受电机驱动的送料轮（805），所述加热部（802）的外侧位置绕设有高频线圈（804），出料嘴（803）为漏斗形结构，所述送料轮（805）的截面为工字形，送料轮（805）的轮面与金线（15）接触，所述加工台（7）上开设有凹槽，凹槽内放置有板体（701），加工台（7）的一侧位置固定有螺杆座（703），螺杆座（703）内设有与其形成螺旋副传动的螺杆（706），螺杆（706）的底部与联动杆（704）连接，联动杆（704）置于加工台（7）的正下方，联动杆（704）上固定连接有多根升降杆（705），每根所述升降杆（705）的顶部均穿过加工台（7）与板体（701）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种黄金耳环无焊接3D打印装置，其特征在于，置于凹槽内的所述板体（701）的顶部所在平面与加工台（7）的顶部所在平面共面。

3.根据权利要求1所述的一种黄金耳环无焊接3D打印装置，其特征在于，所述螺杆（706）的顶部固定连接有手轮（702）。

4.一种如权利要求1-3任一所述的黄金耳环无焊接3D打印装置的打印方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，首先在打印工作开始前，通过保护气体输入管道向加工箱内输入氩气作为保护气体，直至加工箱内的氧气浓度小于50ppm；

S2，控制高频线圈发热，发热温度设置为1400℃，且送料轮同步运动进行送料，金线熔化成为液态或半液态的金液从打印头喷出；

S3，根据预先设定好的模型参数，打印头和加工台运动，流出的金液在加工台上冷却凝固沉积，最终成型为黄金耳环。