CN109094010A - 一种防堵塞的具有定量功能的3d打印机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防堵塞的具有定量功能的3D打印机，包括主体、打印台、升降板、顶板、料盒、平面移动装置、平移板、出料装置和两个升降机构，出料装置包括收集机构、连接块、进气管、加热箱、喷嘴和升液管，进气管内设有压缩机构，压缩机构包括活塞、往复组件、吊杆、平板和两个封闭组件，该防堵塞的具有定量功能的3D打印机通过压缩机构压缩加热箱内的空气，使定量的材料通过升液管流入喷嘴，并从喷嘴喷出，提高了打印质量，不仅如此，在打印完成后，利用收集机构将收集盒移动至喷嘴的下方，通过压缩机构将喷嘴内部残留的材料挤出，防止喷嘴堵塞的同时避免了挤压的材料污染打印台和打印模型，提高了设备的实用性。

Description

一种防堵塞的具有定量功能的3D打印机

技术领域

本发明涉及3D打印设备领域，特别涉及一种防堵塞的具有定量功能的3D打印机。

背景技术

3D打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印装置被用来制造产品，通过逐层打印的方式来构造物体，将数据和原料放进3D打印装置中，机器会按照程序，把产品一层层制造出来。

3D打印机在运行时，需要将材料进行熔化后，再将液态的材料从喷嘴喷出，但是由于液态的材料具有一定的粘性，导致材料在喷嘴的开口位置容易发生粘附，使得材料流通不畅，不仅如此，在打印完成后，喷嘴内部容易残留部分材料，这些材料经过冷却后发生凝固，容易堵住喷嘴，导致喷嘴发生堵塞，进而降低了现有的3D打印机的实用性。

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，提供一种防堵塞的具有定量功能的3D打印机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种防堵塞的具有定量功能的3D打印机，包括主体、打印台、升降板、顶板、料盒、平面移动装置、平移板、出料装置、料管、两个升降机构和四个支柱，所述顶板的四角分别通过四个支柱固定在主体的上方，所述打印台固定在主体的上方，所述主体内设有PLC，所述升降板位于顶板和打印台之间，所述升降板套设在支柱上，所述平面移动装置位于升降板的下方，所述平面移动装置与平移板传动连接，所述出料装置设置在平移板的下方，所述出料装置通过料管与料盒连通，所述料盒固定在顶板的上方，所述料管内设有阀门，所述阀门与PLC电连接，两个升降机构分别位于料盒的两侧，所述升降机构与升降板传动连接；

所述出料装置包括收集机构、连接块、进气管、加热箱、喷嘴和升液管，所述加热箱通过连接块固定在平移板的下方，所述喷嘴固定在加热箱的下方，所述升液管的一端位于加热箱内的底部，所述升液管的另一端与喷嘴连通，所述进气管内设有压缩机构，所述加热箱内的底部设有加热块，所述加热块与PLC电连接；

所述压缩机构包括活塞、往复组件、吊杆、平板和两个封闭组件，所述活塞设置在进气管内，所述往复组件位于活塞的上方，所述平板通过吊杆固定在活塞的下方，两个封闭组件分别位于吊杆的两侧；

所述收集机构包括移动板、伸缩组件、收集盒、收集框、四个安装组件和两个移动组件，两个移动组件分别位于吊杆的两侧，所述移动组件与移动板传动连接，所述移动板通过伸缩组件与收集框连接，所述收集盒位于收集框的内侧，四个安装组件分别位于收集框的四侧，所述收集盒通过安装组件与收集框连接。

作为优选，为了带动升降板进行升降，所述升降机构包括第一电机、轴承、第一驱动轴、线盘和吊线，所述第一电机和轴承均固定在顶板的上方，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与第一驱动轴的一端传动连接，所述第一驱动轴的另一端设置在轴承内，所述线盘套设在第一驱动轴上，所述线盘通过吊线与升降板连接。

作为优选，为了带动活塞移动，所述往复组件包括第二电机、第一连杆和第二连杆，所述第二电机固定在进气管内，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与活塞铰接。

作为优选，为了检测活塞的位置，所述第二电机的下方设有距离传感器，所述距离传感器与PLC电连接。

作为优选，为了实现活塞的平稳移动，所述第二电机的两侧均设有限位环和限位杆，所述限位环固定在进气管内，所述限位杆固定在活塞的上方，所述限位环套设在限位杆上。

作为优选，为了控制加热箱是否与外部连通，所述封闭组件包括通孔、堵块、弹簧和线圈，所述通孔设置在活塞上，所述堵块设置在通孔内，所述通孔通过弹簧设置在线圈的上方，所述线圈固定在平板的上方，所述线圈与PLC电连接，所述弹簧处于压缩状态，所述堵块内设有铁芯。

作为优选，为了固定堵块的移动方向，所述堵块的下方的两端设有定向杆，所述平板套设在定向杆上。

作为优选，为了带动移动板进行升降，所述移动组件包括气泵、气缸和气杆，所述气缸固定在平移板的下方，所述气泵固定在气缸上，所述气泵与PLC电连接，所述气杆的顶端设置在气缸内，所述气杆的底端与平移板固定连接。

作为优选，为了便于收集盒的拆装，所述安装组件包括安装板和安装杆，所述安装板固定在收集盒内，所述安装杆固定在收集框的上方，所述安装板套设在安装杆上。

作为优选，为了实现收集框的移动，所述伸缩组件包括第三电机和两个伸缩单元，两个伸缩单元分别位于第三电机的两侧，所述第三电机与PLC电连接，所述伸缩单元包括第三驱动轴、缓冲块、滑块和支杆，所述第三电机和缓冲块均固定在平移板上，所述第三驱动轴位于第三电机和缓冲块之间，所述第三电机与第三驱动轴传动连接，所述滑块套设在第三驱动轴上，所述滑块的与第三驱动轴的连接处设有与第三驱动轴匹配的螺纹，所述滑块通过支杆与收集框铰接。

本发明的有益效果是，该防堵塞的具有定量功能的3D打印机通过压缩机构压缩加热箱内的空气，使定量的材料通过升液管流入喷嘴，并从喷嘴喷出，提高了打印质量，与现有的压缩机构相比，该压缩机构结构灵活，运行可靠，通过活塞的位置可灵活控制加热箱是否与外部连通，不仅如此，在打印完成后，利用收集机构将收集盒移动至喷嘴的下方，通过压缩机构将喷嘴内部残留的材料挤出，防止喷嘴堵塞的同时避免了挤压的材料污染打印台和打印模型，与现有的收集机构相比，该收集机构可实现灵活的收缩，便于喷嘴的打印，同时收集盒装卸方便快捷，从而提高了设备的实用性。

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是本发明的防堵塞的具有定量功能的3D打印机的结构示意图；

图2是本发明的防堵塞的具有定量功能的3D打印机的出料装置的结构示意图；

图3是图2的A部放大图；

图4是本发明的防堵塞的具有定量功能的3D打印机的伸缩组件与收集框的连接结构示意图；

图中：1.主体，2.打印台，3.升降板，4.料盒，5.平移板，6.料管，7.支柱，8.连接块，9.进气管，10.加热箱，11.喷嘴，12.升液管，13.加热块，14.活塞，15.吊杆，16.平板，17.移动板，18.收集盒，19.收集框，20.第一电机，21.轴承，22.第一驱动轴，23.线盘，24.吊线，25.第二电机，26.第一连杆，27.第二连杆，28.距离传感器，29.限位环，30.限位杆，31.堵块，32.弹簧，33.线圈，34.铁芯，35.定向杆，36.气泵，37.气缸，38.气杆，39.安装板，40.安装杆，41.第三电机，42.第三驱动轴，43.缓冲块，44.滑块，45.支杆，46.顶板。

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，一种防堵塞的具有定量功能的3D打印机，包括主体1、打印台2、升降板3、顶板46、料盒4、平面移动装置、平移板5、出料装置、料管6、两个升降机构和四个支柱7，所述顶板46的四角分别通过四个支柱7固定在主体1的上方，所述打印台2固定在主体1的上方，所述主体1内设有PLC，所述升降板3位于顶板46和打印台2之间，所述升降板3套设在支柱7上，所述平面移动装置位于升降板3的下方，所述平面移动装置与平移板5传动连接，所述出料装置设置在平移板5的下方，所述出料装置通过料管6与料盒4连通，所述料盒4固定在顶板46的上方，所述料管6内设有阀门，所述阀门与PLC电连接，两个升降机构分别位于料盒4的两侧，所述升降机构与升降板3传动连接；

该3D打印机中，通过主体1可连接外部设备，便于确定打印模型，由四个支柱7对顶板46进行支撑，顶板46的上方，料盒4用于存放打印的材料，通过打开阀门，可将料盒4中的材料输送至出料装置内，通过出料装置将材料打印在打印台2上，利用平面移动装置带动平移板5和平移板5下方的出料装置移动，实现单层的打印，通过升降机构可控制升降板3沿着支柱7的轴线进行升降，从而实现了逐层打印。

如图2所示，所述出料装置包括收集机构、连接块8、进气管9、加热箱10、喷嘴11和升液管12，所述加热箱10通过连接块8固定在平移板5的下方，所述喷嘴11固定在加热箱10的下方，所述升液管12的一端位于加热箱10内的底部，所述升液管12的另一端与喷嘴11连通，所述进气管9内设有压缩机构，所述加热箱10内的底部设有加热块13，所述加热块13与PLC电连接；

出料装置中，由连接块8将加热箱10固定在平移板5的下方，PLC控制加热箱10内的加热块13通电，可对进入加热箱10中的材料进行加热，使得材料熔化变成液态，而后通过进气管9内的压缩机构压缩加热箱10内的空气，使得空气挤压液态的材料，材料通过升液管12流入喷嘴11，并从喷嘴11喷出，实现打印功能，打印完成后，继续压缩加热箱10内的空气，使得喷嘴11内的残留溶液喷出，并通过收集机构收集从喷嘴11喷出的残留材料，避免材料弄脏打印台2和打印台2上的模型。

如图3所示，所述压缩机构包括活塞14、往复组件、吊杆15、平板16和两个封闭组件，所述活塞14设置在进气管9内，所述往复组件位于活塞14的上方，所述平板16通过吊杆15固定在活塞14的下方，两个封闭组件分别位于吊杆15的两侧；

压缩机构运行时，通过往复组件可带动活塞14在竖直方向上进行往复移动，当活塞14向下移动时，封闭组件堵住活塞14，使得加热箱10与外部隔绝，便于活塞14向下移动时通过挤压空气，使得液态的打印材料通过升液管12输送至喷嘴11中，而当活塞14向上移动时，封闭组件运行，使得加热箱10通过进气管9与外部连通，便于外部空气进入加热箱10内，以供压缩使用。

如图2和图4所示，所述收集机构包括移动板17、伸缩组件、收集盒18、收集框19、四个安装组件和两个移动组件，两个移动组件分别位于吊杆15的两侧，所述移动组件与移动板17传动连接，所述移动板17通过伸缩组件与收集框19连接，所述收集盒18位于收集框19的内侧，四个安装组件分别位于收集框19的四侧，所述收集盒18通过安装组件与收集框19连接。

当3D打印完成后，压缩机构继续压缩加热箱10内的空气，空气通过升液管12输送至喷嘴11内，使得喷嘴11内部的残留的材料被挤压出来，同时移动组件控制移动板17下降至喷嘴11的下方，而后通过伸缩组件带动收集框19移动，使得收集框19内侧的收集盒18位于喷嘴11的下方，收集喷嘴11内被挤压的材料，通过安装组件可方便收集盒18的安装拆卸，便于与对收集盒18进行清洁。

如图1所示，所述升降机构包括第一电机20、轴承21、第一驱动轴22、线盘23和吊线24，所述第一电机20和轴承21均固定在顶板46的上方，所述第一电机20与PLC电连接，所述第一电机20与第一驱动轴22的一端传动连接，所述第一驱动轴22的另一端设置在轴承21内，所述线盘23套设在第一驱动轴22上，所述线盘23通过吊线24与升降板3连接。

PLC控制第一电机20启动，带动第一驱动轴22旋转，第一驱动轴22带动线盘23转动，使得吊线24收紧或者放松，从而带动升降板3进行升降。

如图3所示，所述往复组件包括第二电机25、第一连杆26和第二连杆27，所述第二电机25固定在进气管9内，所述第二电机25与PLC电连接，所述第二电机25与第一连杆26传动连接，所述第一连杆26通过第二连杆27与活塞14铰接。

PLC控制第二电机25启动，带动第一连杆26做圆周运动的同时，第一连杆26通过第二连杆27作用在活塞14上，使得活塞14在竖直方向上进行往复移动。

作为优选，为了检测活塞14的位置，所述第二电机25的下方设有距离传感器28，所述距离传感器28与PLC电连接。利用距离传感器28检测第二电机25与活塞14之间的距离，并将距离数据反馈给PLC，PLC根据距离数据可确定活塞14的位置，从而控制封闭组件运行。

作为优选，为了实现活塞14的平稳移动，所述第二电机25的两侧均设有限位环29和限位杆30，所述限位环29固定在进气管9内，所述限位杆30固定在活塞14的上方，所述限位环29套设在限位杆30上。利用位置固定的限位环29固定了限位杆30的移动方向，使得限位杆30沿着限位环29的轴线进行升降，从而实现了活塞14的平稳移动。

如图3所示，所述封闭组件包括通孔、堵块31、弹簧32和线圈33，所述通孔设置在活塞14上，所述堵块31设置在通孔内，所述通孔通过弹簧32设置在线圈33的上方，所述线圈33固定在平板16的上方，所述线圈33与PLC电连接，所述弹簧32处于压缩状态，所述堵块31内设有铁芯34。

当PLC控制线圈33通电时，线圈33产生磁性，吸引堵块31内的铁芯34，使得堵块31向下移动，通孔打开，便于加热箱10与外部连通，而当线圈33断电后，线圈33失去磁性，受压缩的弹簧32的推力影响，堵块31向上移动，堵住通孔，从而使加热箱10与外部隔绝，便于活塞14向下移动时，压缩加热箱10内部的材料溶液。

作为优选，为了固定堵块31的移动方向，所述堵块31的下方的两端设有定向杆35，所述平板16套设在定向杆35上。由于平板16套设在定向杆35上，而平板16通过吊杆15固定在活塞14的下方，使得定向杆35和堵块31进行移动时以定向杆35的轴线进行平移。

如图2所示，所述移动组件包括气泵36、气缸37和气杆38，所述气缸37固定在平移板5的下方，所述气泵36固定在气缸37上，所述气泵36与PLC电连接，所述气杆38的顶端设置在气缸37内，所述气杆38的底端与平移板5固定连接。

PLC控制气泵36启动，改变气缸37内的气压，根据气压的变化，带动气缸37进行升降，从而实现了移动板17的升降。

作为优选，为了便于收集盒18的拆装，所述安装组件包括安装板39和安装杆40，所述安装板39固定在收集盒18内，所述安装杆40固定在收集框19的上方，所述安装板39套设在安装杆40上。将安装板39套设在安装杆40上，从而固定了收集盒18的位置，当安装板39向上移动时，可将安装板39脱离安装杆40，实现了收集盒18的拆卸，便于对收集盒18的内部进行清理。

如图4所示，所述伸缩组件包括第三电机41和两个伸缩单元，两个伸缩单元分别位于第三电机41的两侧，所述第三电机41与PLC电连接，所述伸缩单元包括第三驱动轴42、缓冲块43、滑块44和支杆45，所述第三电机41和缓冲块43均固定在平移板5上，所述第三驱动轴42位于第三电机41和缓冲块43之间，所述第三电机41与第三驱动轴42传动连接，所述滑块44套设在第三驱动轴42上，所述滑块44的与第三驱动轴42的连接处设有与第三驱动轴42匹配的螺纹，所述滑块44通过支杆45与收集框19铰接。

PLC控制第三电机41启动，带动第三驱动轴42旋转，第三驱动轴42通过螺纹作用在滑块44上，使得滑块44沿着第三驱动轴42的轴线进行移动，滑块44通过支杆45带动收集框19移动，从而调节了收集盒18的位置。

该3D打印机在打印时，通过往复组件带动活塞14的移动，活塞14向下移动时，封闭组件中的堵板堵住通孔，通过活塞14压缩加热箱10内部的空气，使得材料顺着升液管12进入喷嘴11中，并从喷嘴11喷出，活塞14向上移动时，堵块31脱离通孔，便于外部空气进入加热箱10内，由于往复组件带动活塞14的移动范围固定，使得活塞14每次压缩的空气量不变，进而使得材料的流通量不变，从而便于设备进行定量打印，提高打印精度，不仅如此，在打印完成后，移动机构带动移动板17向下移动，而后伸缩组件带动收集框19移动，使得收集盒18位于喷嘴11的下方，通过压缩空气将喷嘴11内残留的材料挤压到收集盒18内，防止喷嘴11内残留的材料凝固后造成喷嘴11的堵塞，从而提高了设备的实用性。

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)

1.一种防堵塞的具有定量功能的3D打印机，其特征在于，包括主体(1)、打印台(2)、升降板(3)、顶板(46)、料盒(4)、平面移动装置、平移板(5)、出料装置、料管(6)、两个升降机构和四个支柱(7)，所述顶板(46)的四角分别通过四个支柱(7)固定在主体(1)的上方，所述打印台(2)固定在主体(1)的上方，所述主体(1)内设有PLC，所述升降板(3)位于顶板(46)和打印台(2)之间，所述升降板(3)套设在支柱(7)上，所述平面移动装置位于升降板(3)的下方，所述平面移动装置与平移板(5)传动连接，所述出料装置设置在平移板(5)的下方，所述出料装置通过料管(6)与料盒(4)连通，所述料盒(4)固定在顶板(46)的上方，所述料管(6)内设有阀门，所述阀门与PLC电连接，两个升降机构分别位于料盒(4)的两侧，所述升降机构与升降板(3)传动连接；

所述出料装置包括收集机构、连接块(8)、进气管(9)、加热箱(10)、喷嘴(11)和升液管(12)，所述加热箱(10)通过连接块(8)固定在平移板(5)的下方，所述喷嘴(11)固定在加热箱(10)的下方，所述升液管(12)的一端位于加热箱(10)内的底部，所述升液管(12)的另一端与喷嘴(11)连通，所述进气管(9)内设有压缩机构，所述加热箱(10)内的底部设有加热块(13)，所述加热块(13)与PLC电连接；

所述压缩机构包括活塞(14)、往复组件、吊杆(15)、平板(16)和两个封闭组件，所述活塞(14)设置在进气管(9)内，所述往复组件位于活塞(14)的上方，所述平板(16)通过吊杆(15)固定在活塞(14)的下方，两个封闭组件分别位于吊杆(15)的两侧；

所述收集机构包括移动板(17)、伸缩组件、收集盒(18)、收集框(19)、四个安装组件和两个移动组件，两个移动组件分别位于吊杆(15)的两侧，所述移动组件与移动板(17)传动连接，所述移动板(17)通过伸缩组件与收集框(19)连接，所述收集盒(18)位于收集框(19)的内侧，四个安装组件分别位于收集框(19)的四侧，所述收集盒(18)通过安装组件与收集框(19)连接。

2.如权利要求1所述的防堵塞的具有定量功能的3D打印机，其特征在于，所述升降机构包括第一电机(20)、轴承(21)、第一驱动轴(22)、线盘(23)和吊线(24)，所述第一电机(20)和轴承(21)均固定在顶板(46)的上方，所述第一电机(20)与PLC电连接，所述第一电机(20)与第一驱动轴(22)的一端传动连接，所述第一驱动轴(22)的另一端设置在轴承(21)内，所述线盘(23)套设在第一驱动轴(22)上，所述线盘(23)通过吊线(24)与升降板(3)连接。

3.如权利要求1所述的防堵塞的具有定量功能的3D打印机，其特征在于，所述往复组件包括第二电机(25)、第一连杆(26)和第二连杆(27)，所述第二电机(25)固定在进气管(9)内，所述第二电机(25)与PLC电连接，所述第二电机(25)与第一连杆(26)传动连接，所述第一连杆(26)通过第二连杆(27)与活塞(14)铰接。

4.如权利要求3所述的防堵塞的具有定量功能的3D打印机，其特征在于，所述第二电机(25)的下方设有距离传感器(28)，所述距离传感器(28)与PLC电连接。

5.如权利要求3所述的防堵塞的具有定量功能的3D打印机，其特征在于，所述第二电机(25)的两侧均设有限位环(29)和限位杆(30)，所述限位环(29)固定在进气管(9)内，所述限位杆(30)固定在活塞(14)的上方，所述限位环(29)套设在限位杆(30)上。

6.如权利要求1所述的防堵塞的具有定量功能的3D打印机，其特征在于，所述封闭组件包括通孔、堵块(31)、弹簧(32)和线圈(33)，所述通孔设置在活塞(14)上，所述堵块(31)设置在通孔内，所述通孔通过弹簧(32)设置在线圈(33)的上方，所述线圈(33)固定在平板(16)的上方，所述线圈(33)与PLC电连接，所述弹簧(32)处于压缩状态，所述堵块(31)内设有铁芯(34)。

7.如权利要求6所述的防堵塞的具有定量功能的3D打印机，其特征在于，所述堵块(31)的下方的两端设有定向杆(35)，所述平板(16)套设在定向杆(35)上。

8.如权利要求1所述的防堵塞的具有定量功能的3D打印机，其特征在于，所述移动组件包括气泵(36)、气缸(37)和气杆(38)，所述气缸(37)固定在平移板(5)的下方，所述气泵(36)固定在气缸(37)上，所述气泵(36)与PLC电连接，所述气杆(38)的顶端设置在气缸(37)内，所述气杆(38)的底端与平移板(5)固定连接。

9.如权利要求1所述的防堵塞的具有定量功能的3D打印机，其特征在于，所述安装组件包括安装板(39)和安装杆(40)，所述安装板(39)固定在收集盒(18)内，所述安装杆(40)固定在收集框(19)的上方，所述安装板(39)套设在安装杆(40)上。

10.如权利要求1所述的防堵塞的具有定量功能的3D打印机，其特征在于，所述伸缩组件包括第三电机(41)和两个伸缩单元，两个伸缩单元分别位于第三电机(41)的两侧，所述第三电机(41)与PLC电连接，所述伸缩单元包括第三驱动轴(42)、缓冲块(43)、滑块(44)和支杆(45)，所述第三电机(41)和缓冲块(43)均固定在平移板(5)上，所述第三驱动轴(42)位于第三电机(41)和缓冲块(43)之间，所述第三电机(41)与第三驱动轴(42)传动连接，所述滑块(44)套设在第三驱动轴(42)上，所述滑块(44)的与第三驱动轴(42)的连接处设有与第三驱动轴(42)匹配的螺纹，所述滑块(44)通过支杆(45)与收集框(19)铰接。