CN108859103B - 一种控制fdm打印体成型温度的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制FDM打印体成型温度的装置，包括工作台升降导杆、升降工作台、水箱、温度传感器、循环泵、散热器、喷头。所述水箱为无顶盖的壳体分为两个腔体，内腔为恒温水箱，外腔为循环水箱；工作台升降导杆带动升降工作台在恒温水箱内沿竖直方向上下移动；所述循环水箱设有散热器，所述散热器连接循环泵，所述循环泵连接引导管，所述引导管的末端设有喷头，所述喷头位于所述升降工作平台的上方用于喷射冷却液对所述升降工作台上的打印体降温；所述循环水箱内设有温度传感器，所述温度传感器连接并控制所述散热器工作。本发明可控制FDM打印体成型温度，使冷却液能够循环使用，装置简单，成本低廉，温度控制效果显著。

Description

一种控制FDM打印体成型温度的装置
技术领域
本发明涉及打印设备领域，尤其涉及一种FMD打印体成型温度控制领域。
背景技术
FDM打印体在打印成型过程中，打印材料挤出温度在170℃左右，这时热熔材料是半流体状态。这种状态下打印体无法形成稳定的空间结构,需要给材料及时散热降温。目前广泛采用的是办法有两种：一种是使用风冷即直接将压缩气体吹到打印体表面，通过加速空气流动降温，风冷方式冷却效率较慢，制约打印效率。另一种是浴水冷却是将打印体没入冷却液中，通过冷却液降温。公开号CN104816480A的专利文献“防止3D打印物件变形的恒温打印系统及方法”公开了一种浴水冷却的恒温系统，虽然也能保证浴水冷却，但液面无法自动控制，刚挤出打印体直接进入冷却液中，使得刚挤出的打印层与已完成打印层无法粘接。升降将工作台直接置于水中，需要增加相应防漏水设计，增加冷却装置成本。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种可实现循环控制FDM打印体成型温度装置，能够实现液面高度的自动控制，装置简单，成本低廉，温度控制效果显著。
一种控制FDM打印体成型温度的装置，其特征在于，包括工作台升降导杆3、升降工作台4、水箱1、温度传感器7、循环泵8、散热器9、喷头2。
进一步的，水箱1为无顶盖的壳体，所述水箱1分为两个腔体，内腔为恒温水箱6，外腔为循环水箱5，作为优选的水箱1为长方形壳体，进一步的恒温水箱6小于循环水箱5，作为优选的恒温水箱6周均被循环水箱5包围。
进一步的，工作台升降导杆3一端连接在升降机构上，工作台升降导杆3的另一端设有水平的升降工作台4；为了使得升降工作台4在竖直方向上能够灵活升降，升降工作台4的水平外轮廓小于恒温水箱6，作为优选的，升降工作台4水平截面为长方形。
进一步的，循环水箱5底部外侧设有循环管道10，循环管道10连接所述散热器9，散热器9连接循环泵8，循环泵8连接引导管11，引导管11的末端设有喷头2，喷头2位于所述升降工作平台的上方；循环泵8将循环水箱5中的液体抽至引导管11内，通过喷头2喷淋到位于工作台上打印的打印体14上，实现降温，同事循环水箱5内设有温度传感器7，温度传感器7连接并控制所述散热器9工作，当温度传感器7监测到循环水箱5温度高于设定温度时，所述散热器9开始工作，冷却流经散热器9的液体，保证喷头2喷淋到打印体上的液体温度符合设定要求。
进一步的，为了保证恒温水箱6与循环水箱5内冷却液温度接近一致，恒温水箱6与循环水箱5由传热的材料制成，如不锈钢等。
为了保证整个装置实现循环，恒温水箱6的高度低于循环水箱5的高度，随着打印体的逐层打印，升降工作台4会按照层高逐渐下降，喷头2喷淋的液体流入恒温水箱6，升降工作台4下降造成恒温水箱6的液体溢出至循环水箱5中。
进一步的，为了避免喷淋的液体淋到打印头12上，可以在打印头12上方设置一弧形打印头防护罩13。
本发明采用恒温、循环水箱5的巧妙设计，结合升降工作台4、散热器9与喷头2的使用，使得自动控制液面得以实现，冷却液面始终低于刚挤出打印体，有效解决打印体温度差问题，提升打印质量，喷淋与循环冷却实现快速冷却，有效提升打印体散热效率，显著提升打印效率，且装置结构简单、成本低廉。
附图说明
图1为一种控制FDM打印体成型温度的装置示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。请注意，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
图1为本发明一种控制FDM打印体成型温度的装置，如图1所示，包括工作台升降导杆3、升降工作台4、水箱1、温度传感器7、循环泵8、散热器9、喷头2。水箱1为无顶盖的壳体，所述水箱1分为两个腔体，内腔为恒温水箱6，外腔为循环水箱5，恒温水箱6小于循环水箱5，为了保证冷却效果作为优选的恒温水箱6周均被循环水箱5包围。工作台升降导杆3一端连接在升降机构上，工作台升降导杆3的另一端设有水平的升降工作台4；为了使得升降工作台4在竖直方向上能够灵活升降，升降工作台4的水平外轮廓小于恒温水箱6。循环水箱5底部外侧设有循环管道10，循环管道10连接所述散热器9，散热器9连接循环泵8，循环泵8连接引导管11，引导管11的末端设有喷头2，喷头2位于所述升降工作平台的上方；循环泵8将循环水箱5中的液体抽至引导管11内，通过喷头2喷淋到位于升降工作台4上打印的打印体14上，实现降温，同事循环水箱5内设有温度传感器7，温度传感器7连接并控制所述散热器9工作，当温度传感器7监测到循环水箱5温度高于设定温度时，所述散热器9开始工作，冷却流经散热器9的液体，保证喷头2喷淋到打印体14上的液体温度符合设定要求。
为了保证整个装置实现循环，恒温水箱6的高度低于循环水箱5的高度，随着打印体的逐层打印，升降工作台4会按照层高逐渐下降，喷头2喷淋的液体流入恒温水箱6，升降工作台4下降造成恒温水箱6的液体溢出至循环水箱5中。
进一步的，为了避免喷淋的液体淋到打印头12上，且为了保护刚挤出的打印材料不被喷淋，可以在打印头12上方设置一弧形打印头防护罩13。
如图1所示，在打印打印体14前，先将升降工作台4上升，使升降工作台4的顶面高于恒温水箱6顶部2-3mm；保证恒温水箱6的冷却液装满，将温度传感器7的温度设定为35℃。然后打印头12开始打印，先关闭循环泵8，使打印体先附着在升降工作台4上，当打印体14高度达到4-5mm时，打印体14的底部已经进入恒温水箱6中，此时打开循环泵8，喷头2不断的将冷却液喷淋到打印体上，因为有打印头12护罩的保护，打印头12和瞬间挤出的打印材料不会被喷淋，因而不影响与已冷却打印体的粘接性。
因水箱1由传热材料制成，当冷却液温度高于设定温度35℃时，位于循环水箱5内的温度传感器7监测到温度高的信号，将信号传递给散热器9，散热器9开始工作，强制将冷却液降温，使得通过喷头2喷淋出的液体温度始终处于设定温度，且水箱1内冷却液的温度略高但接近设定温度，喷淋出的冷却液流入恒温水箱6，当液面高度高于恒温水箱6时，自行溢入循环水箱5，循环泵8不断的将循环水箱5的液体抽送至引导管11通过喷头2喷出，实现了整个装置的完整循环。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面” 可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、 或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个 或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。

Claims (2)

1.一种控制FDM打印体成型温度的装置，其特征在于，主要包括工作台升降导杆（3）、升降工作台（4）、水箱（1）、温度传感器（7）、循环泵（8）、散热器（9）、喷头（2）；
所述水箱（1）上部开口，所述水箱（1）分为两个腔体，中间的腔体为恒温水箱（6），恒温水箱外周的腔体为循环水箱（5）；
所述工作台升降导杆（3）一端连接在升降机构上，所述工作台升降导杆（3）的另一端设有水平的升降工作台（4）；所述升降工作台（4）设置在恒温水箱（6）中，且在恒温水箱（6）内沿竖直方向上下移动；所述循环水箱（5）底部通过循环管道（10）与所述散热器（9）连通，循环管道上设置有循环泵（8），循环管道的另一端设置在恒温水箱上方，且安装有喷头（2）；所述喷头（2）位于所述升降工作台（4）的上方；
所述恒温水箱（6）的高度低于所述循环水箱（5）的高度，使得所述恒温水箱（6）溢出的液体能够溢入所述循环水箱（5）中，实现整个装置的循环；
所述循环水箱（5）内设有温度传感器（7），所述温度传感器（7）连接所述散热器（9）；所述水箱（1）的材质为传热材料；
在打印头（12）上方设有打印头防护罩（13），所述打印头防护罩（13）用于保护打印头（12）。
2.根据权利要求1所述的一种控制FDM打印体成型温度的装置，其特征在于，所述温度传感器（7）通过PLC控制所述散热器（9）工作。
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