CN108943719A - 一种用于打印碳纤维的3d打印机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及3D打印机技术领域，具体为一种用于打印碳纤维的3D打印机，包括机架体、打印平台、混合箱体、出料端、升降平台、电加热层、输送带、树脂储液盒和控制柜，机架体上安装有X轴导轨、Y轴导轨和Z轴导轨，X轴导轨、Y轴导轨于水平面垂直相交，打印平台位于X轴导轨和Y轴导轨所在的平面上，且打印平台可沿X轴导轨、Y轴导轨做往复运动，升降平台位于Z轴导轨上，且升降平台可沿Z轴导轨做往复运动，升降平台两端下侧传动连接有电动推杆，升降平台中部一侧安装有混合箱体，本发明通过输送带中部开设有输送槽，能够将碳纤维丝夹持在输送槽内进行输送，便于进行连续送料，不易出现断丝的现象。

Description

一种用于打印碳纤维的3D打印机
技术领域
本发明涉及3D打印机技术领域，具体是一种用于打印碳纤维的3D打印机。
背景技术
3D打印机(3D Printers)简称(3DP)是一位名为恩里科·迪尼(Enrico Dini)的发明家设计的一种神奇的打印机，不仅可以"打印"一幢完整的建筑，甚至可以在航天飞船中给宇航员打印任何所需的物品的形状。但是3D打印出来的是物体的模型，不能打印出物体的功能。2016年2月3日讯，中国科学院福建物质结构研究所3D打印工程技术研发中心林文 雄课题组在国内首次突破了可连续打印的三维物体快速成型关键技术，并开发出了一款超级快速的连续打印的数字投影(DLP)3D打印机。该3D打印机的速度达到了创记录的600mm/s，可以在短短6分钟内，从树脂槽中"拉"出一个高度为60mm的三维物体，而同样物体采用传统的立体光固化成型工艺(SLA)来打印则需要约10个小时，速度提高了足足有100倍！3D打印实现太空工业化。利用增材制造技术打印出的纤维增强复合材料制品，不仅具备高强度、高刚度、质量轻等特点，而且可以控制纤维的分布方向，从而控制制品的性能。纤维增强复合材料的增材制造技术无论是在民用还是军事上都具有重大的意义。例如，利用碳纤维复合材料制作汽车零部件，提升汽车性能并降低油耗；碳纤维复合材料产品涵盖航天光学遥感器的各个部位，如相机镜筒、相机支架、遮光罩、桁架等。依靠打印材料的快速发展和增材制造技术的日益成熟，基于纤维增强复合材料的增材制造技术将会应用到各行各业，推动制造产业的快速发展。
现有的3D打印机技术存在以下问题：现有的用于打印碳纤维的3D打印机，在打印过程输送碳纤维丝时，由于碳纤维丝表面沾有树脂液，不便于进行连续送料，易于输送装置相对移动打滑，影响输送效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于打印碳纤维的3D打印机，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于打印碳纤维的3D打印机，包括机架体、打印平台、混合箱体、出料端、升降平台、电加热层、输送带、树脂储液盒和控制柜，所述机架体上安装有X轴导轨、Y轴导轨和Z轴导轨，所述X轴导轨、Y轴导轨于水平面垂直相交，所述打印平台位于X轴导轨和Y轴导轨所在的平面上，且打印平台可沿X轴导轨、Y轴导轨做往复运动，所述升降平台位于Z轴导轨上，且升降平台可沿Z轴导轨做往复运动，所述升降平台两端下侧传动连接有电动推杆，所述升降平台中部一侧安装有混合箱体，所述混合箱体下侧安装有出料端，所述出料端下端安装有喷嘴，所述机架体上端安装有顶板，所述顶板上侧通过支架安装有绕线辊，所述绕线辊上缠绕有碳纤维丝，所述顶板和混合箱体上均开设有进线孔，所述碳纤维丝依次穿过混合箱体、出料端和喷嘴，所述出料端内部安装有输送带，所述输送带安装有两个，且输送带中部开设有输送槽，所述机架体上安装有控制柜，所述出料端通过连接座安装有激光器。
优选的，所述混合箱体内部开设有混合室，所述混合室两侧安装有电加热层。
优选的，所述混合箱体一侧通过输液管安装有树脂储液盒，所述树脂储液盒内储放有光敏树脂液体，所述输液管上安装有阀门。
优选的，所述输送带两端安装有输送轮，且两输送带竖直向下紧贴设置。
优选的，所述输送槽横截面呈半圆状，且输送槽内侧安装有橡胶层。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过输送带中部开设有输送槽，且输送槽的直径小于碳纤维丝的直径，能够将碳纤维丝夹持在输送槽内进行输送，便于进行连续送料，不易出现断丝的现象，而且输送槽横截面呈半圆状，且输送槽内侧安装有橡胶层，能够增加碳纤维丝与输送槽之间的摩擦力，不易于输送槽相对移动打滑，通过混合箱体内部开设有混合室，所述混合室两侧安装有电加热层，树脂可以与纤维很好的浸润，避免了热塑性树脂与纤维浸润不透的问题。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的混合箱体和出料端结构示意图；
图3为本发明的输送带结构俯视图。
图中：1、机架体；2、X轴导轨；3、Y轴导轨；4、Z轴导轨；5、打印平台；6、顶板；7、混合箱体；8、出料端；9、电动推杆；10、升降平台；11、支架；12、绕线辊；13、进线孔；14、碳纤维丝；15、混合室；16、电加热层；17、输送轮；18、输送带；19、喷嘴；20、树脂储液盒；21、输液管；22、阀门；23、输送槽；24、控制柜；25、激光器。
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。
请参阅图1-3，本发明实施例中，一种用于打印碳纤维的3D打印机，包括机架体1、打印平台5、混合箱体7、出料端8、升降平台10、电加热层16、输送带18、树脂储液盒20和控制柜24，机架体1上安装有X轴导轨2、Y轴导轨3和Z轴导轨4，X轴导轨2、Y轴导轨3于水平面垂直相交，打印平台5位于X轴导轨2和Y轴导轨3所在的平面上，便于打印平台5前后左右移动进行3D打印，且打印平台5可沿X轴导轨2、Y轴导轨3做往复运动，升降平台10位于Z轴导轨4上，便于驱动升降平台10上下移动从而对出料端8上下移动进行打印，且升降平台10可沿Z轴导轨4做往复运动，升降平台10两端下侧传动连接有电动推杆9，升降平台10中部一侧安装有混合箱体7，混合箱体7下侧安装有出料端8，出料端8下端安装有喷嘴19，机架体1上端安装有顶板6，顶板6上侧通过支架11安装有绕线辊12，用于储放碳纤维丝14，绕线辊12上缠绕有碳纤维丝14，顶板6和混合箱体7上均开设有进线孔13，碳纤维丝14依次穿过混合箱体7、出料端8和喷嘴19，出料端8内部安装有输送带18，输送带18安装有两个，且输送带18中部开设有输送槽23，且输送槽23的直径小于碳纤维丝14的直径，能够将碳纤维丝14夹持在输送槽23内进行输送，便于进行连续送料，机架体1上安装有控制柜24，控制柜24采用plc控制柜便于进行调控，出料端8通过连接座安装有激光器25，混合箱体7内部开设有混合室15，混合室15两侧安装有电加热层16，便于树脂可以与纤维很好的浸润，避免了热塑性树脂与纤维浸润不透的问题，混合箱体7一侧通过输液管21安装有树脂储液盒20，树脂储液盒20内储放有光敏树脂液体，输液管21上安装有阀门22，便于控制输液管21的输液多少，输送带18两端安装有输送轮17，且两输送带18竖直向下紧贴设置，输送槽23横截面呈半圆状，且输送槽23内侧安装有橡胶层，增加碳纤维丝14与输送槽23之间的摩擦力，更好的进行输送料。
工作原理：用本发明进行3D打印具体实物时，首先通过计算机设计出需要打印的三维固体实物的立体模型，并沿着与实际铅垂方向对应的计算机内部方向对三维固体实物的立体模型切片分层，得到每层的成型数据，随后通过计算机控制柜24控制喷嘴19运动并在同打印平台5对应的区域喷出光敏树脂液体，通过激光器25发射激光束进行激光加热固，进而在打印上得到三维固体实物的底层，打印喷头向上移动，然后逐层打印，最终打印出三维固体实物，通过输送带18中部开设有输送槽23，且输送槽23的直径小于碳纤维丝14的直径，能够将碳纤维丝14夹持在输送槽23内进行输送，便于进行连续送料，不易出现断丝的现象，而且输送槽23横截面呈半圆状，且输送槽23内侧安装有橡胶层，能够增加碳纤维丝14与输送槽23之间的摩擦力，不易与输送槽23相对移动打滑。
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 (5)

1.一种用于打印碳纤维的3D打印机，包括机架体(1)、打印平台(5)、混合箱体(7)、出料端(8)、升降平台(10)、电加热层(16)、输送带(18)、树脂储液盒(20)和控制柜(24)，其特征在于:所述机架体(1)上安装有X轴导轨(2)、Y轴导轨(3)和Z轴导轨(4)，所述X轴导轨(2)、Y轴导轨(3)于水平面垂直相交，所述打印平台(5)位于X轴导轨(2)和Y轴导轨(3)所在的平面上，且打印平台(5)可沿X轴导轨(2)、Y轴导轨(3)做往复运动，所述升降平台(10)位于Z轴导轨(4)上，且升降平台(10)可沿Z轴导轨(4)做往复运动，所述升降平台(10)两端下侧传动连接有电动推杆(9)，所述升降平台(10)中部一侧安装有混合箱体(7)，所述混合箱体(7)下侧安装有出料端(8)，所述出料端(8)下端安装有喷嘴(19)，所述机架体(1)上端安装有顶板(6)，所述顶板(6)上侧通过支架(11)安装有绕线辊(12)，所述绕线辊(12)上缠绕有碳纤维丝(14)，所述顶板(6)和混合箱体(7)上均开设有进线孔(13)，所述碳纤维丝(14)依次穿过混合箱体(7)、出料端(8)和喷嘴(19)，所述出料端(8)内部安装有输送带(18)，所述输送带(18)安装有两个，且输送带(18)中部开设有输送槽(23)，所述机架体(1)上安装有控制柜(24)，所述出料端(8)通过连接座安装有激光器(25)。
2.根据权利要求1所述的一种用于打印碳纤维的3D打印机，其特征在于：所述混合箱体(7)内部开设有混合室(15)，所述混合室(15)两侧安装有电加热层(16)。
3.根据权利要求1所述的一种用于打印碳纤维的3D打印机，其特征在于：所述混合箱体(7)一侧通过输液管(21)安装有树脂储液盒(20)，所述树脂储液盒(20)内储放有光敏树脂液体，所述输液管(21)上安装有阀门(22)。
4.根据权利要求1所述的一种用于打印碳纤维的3D打印机，其特征在于：所述输送带(18)两端安装有输送轮(17)，且两输送带(18)竖直向下紧贴设置。
5.根据权利要求1所述的一种用于打印碳纤维的3D打印机，其特征在于：所述输送槽(23)横截面呈半圆状，且输送槽(23)内侧安装有橡胶层。
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