CN109332684B - 一种具有3d控制单元的金属3d打印设备 - Google Patents

一种具有3d控制单元的金属3d打印设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有3D控制单元的金属3D打印设备，包括3D打印机，3D打印机前表面下方中间位置处固定有显示屏，3D打印机前表面中间位置处靠近显示屏上方固定有透明玻璃板，3D打印机内部下表面固定有工作台；通过抽风机和塑形软管的设置，使3D打印机工作过程中释放的大量有毒超微细粒子在抽风机的作用下，沿塑形软管的引导至有毒超微细粒子处理设备，使有毒的超微细粒子得到处理后排放，保证环境和人体的安全，通过抽风机、三通管和滤网的设置，使由抽风机抽取形成的气流中存在的灰尘和碎屑被倾斜的滤网过滤下来，滤网过滤下来的灰尘和碎屑沿倾斜的滤网下滑，活动滑杆上涂覆有一层耐磨层，减少更换活动滑杆的频率。

Description

一种具有3D控制单元的金属3D打印设备
技术领域
本发明属于3D打印机技术领域，具体涉及一种具有3D控制单元的金属3D打印设备。
背景技术
3D打印机是一种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，通过打印一层层的粘合材料来制造三维物体的设备。
现有的技术存在以下问题：
1、3D打印机一般安装在室内，且3D打印机未设有相应的防护设备，使3D打印机工作过程中释放的大量有毒超微细粒子易被工作人员吸入，有毒超微细粒子在人体内的过度积聚可能会引发肺病、血液及神经系统疾病，甚至导致工作人员死亡；
2、3D打印机在工作过程中会产生较多的碎屑和灰尘，碎屑和灰尘在空气中四处飞舞，不便于工作人员对3D打印机的清理，且易造成环境的污染，四处飞舞的碎屑和灰尘易导致加工头喷枪的堵塞，使3D打印机无法正常工作；
3、3D打印机中打印喷头连接的滑动单元因为成型原理的需要，喷头需要在滑动单元上不停地高速滑动，磨损较为严重。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种具有3D控制单元的金属3D打印设备，具有保护工作人员身体健康、废料清理、耐磨的特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有3D控制单元的金属3D打印设备，包括3D打印机，3D打印机前表面下方中间位置处固定有显示屏，3D打印机前表面中间位置处靠近显示屏上方固定有透明玻璃板，3D打印机内部下表面固定有工作台，工作台上表面中间位置处固定有基材，3D打印机内部上方滑动连接有活动滑杆，活动滑杆外侧壁一端滑动连接有加工头，加工头顶端固定有光纤，3D打印机上表面开设有凹槽，凹槽上方固定有凸块，凸块顶端固定有集料斗，集料斗顶端固定有抽风机，抽风机顶端固定有管道，管道外侧壁一端固定有塑形软管，管道外侧壁一端靠近塑形软管一侧固定有三通管，三通管内侧壁固定有滤网。
为了平衡3D打印机内外气压，作为本发明的优选技术方案，3D打印机外侧壁一端开设有透气孔。
为了便于外接设备与3D打印机进行连接，作为本发明的优选技术方案，凹槽内侧壁开设有卡扣凹槽。
为了便于集料斗的固定，作为本发明的优选技术方案，凸块外侧壁一端固定有固定扣。
为了碎屑废料的收集，作为本发明的优选技术方案，滤网为倾斜角设计，且滤网的倾斜角度为45度。
为了便于将碎屑废料进行集中，作为本发明的优选技术方案，滤网底端固定有出料漏斗。
为了将集中后的碎屑废料导向废料容器，作为本发明的优选技术方案，出料漏斗底端固定有出料管。
为了防止3D打印过程中，设备发生偏移，作为本发明的优选技术方案，3D打印机的底部设有防滑橡胶垫。
为了减缓活动滑杆的磨损，延长其使用寿命，减少更换活动滑杆的频率，作为本发明的优选技术方案，活动滑杆上涂覆有一层耐磨层，耐磨层的制备方法是：
取以下以重量计各组分原料备用：环氧树脂21.2-23.5份、硅油3.6-3.8份、DH-4塑料增强剂1.1-1.3份、钛酸酯偶联剂0.9-1.2份、氢化松香甘油酯0.6-0.7份、氯化聚丙烯0.4-0.5份、聚醛树脂11.5-12.8份、氧化铜粉末2.1-2.3份、铁粉3.5-6.7份。
A、按量将环氧树脂和聚醛树脂加入搅拌机，慢机400-600r/min搅拌3-8min，直到外观无明显粗颗粒。
B、加入DH-4塑料增强剂和钛酸酯偶联剂使环氧树脂和聚醛树脂完全溶解，然后加入硅油继续慢机搅拌均匀。
C、待物料完全混匀之后投入氯化聚丙烯，然后以1300-1600r/min的速度搅拌15-30min。
D、以500-700r/min的转速下加入氢化松香甘油酯搅拌均匀后，然后加入氧化铜粉末搅拌8-12min，紧接着加入铁粉，最后用调整粘度到90-100KU，即得到耐磨涂料。
E、将耐磨涂料通过静电涂覆的方式涂覆到活动滑杆上，将得到的活动滑杆在通风处静置9-10h。
其中，所述步骤C完成的细度要求为45μm。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的防护结构示意图；
图3为本发明的清理结构示意图；
图中：1、3D打印机；2、显示屏；3、透明玻璃板；4、工作台；5、基材；6、活动滑杆；7、加工头；8、光纤；9、透气孔；10、凹槽；11、卡扣凹槽；12、凸块；13、固定扣；14、集料斗；15、抽风机；16、管道；17、塑形软管；18、三通管；19、滤网；20、出料漏斗；21、出料管。
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
请参阅图1-3，本发明提供以下技术方案：
实施例1
一种具有3D控制单元的金属3D打印设备，包括3D打印机1，3D打印机1前表面下方中间位置处通过螺栓固定有显示屏2，3D打印机1前表面中间位置处靠近显示屏2上方通过螺栓固定有透明玻璃板3，3D打印机1内部下表面通过螺栓固定有工作台4，工作台4上表面中间位置处通过胶水粘贴固定有基材5，3D打印机1内部上方通过容腔滑动连接有活动滑杆6，活动滑杆6外侧壁一端通过滑槽滑动连接有加工头7，加工头7顶端通过容腔固定有光纤8，3D打印机1上表面开设有凹槽10，凹槽10上方通过焊接固定有凸块12，凸块12顶端通过螺栓固定有集料斗14，集料斗14顶端通过螺栓固定有抽风机15，抽风机15顶端通过螺栓固定有管道16，管道16外侧壁一端通过螺栓固定有塑形软管17，管道16外侧壁一端靠近塑形软管17一侧通过螺栓固定有三通管18，三通管18内侧壁通过螺栓固定有滤网19。
进一步地，3D打印机1外侧壁一端开设有透气孔9。
进一步地，凹槽10内侧壁开设有卡扣凹槽11。
进一步地，凸块12外侧壁一端通过焊接固定有固定扣13。
进一步地，滤网19为倾斜角设计，且滤网19的倾斜角度为45度。
进一步地，滤网19底端通过螺栓固定有出料漏斗20。
进一步地，出料漏斗20底端通过螺栓固定有出料管21。
进一步地，3D打印机1底部设有防滑橡胶垫。
本实施例中3D打印机1、显示屏2和光纤8为深圳市极光尔沃科技有限公司销售，型号为极光尔沃Z-603S型3D打印机；集料斗14和出料漏斗20为湖南成功钢铁贸易有限公司销售，品牌为成功钢铁的料斗；抽风机15为上海风耀通风实力卖场销售，型号为SE-150A型抽风机；塑形软管17为嵘鑫通风设备源头厂家销售，型号为RX-820型的通风管；三通管18为江山红叶塑胶源头厂家销售，材质为PVC的三通管；出料管21为临颍县华美机械厂销售，品牌为华美的硅胶管。
本发明的工作原理及使用流程：本发明通过抽风机15和塑形软管17的设置，使3D打印机1工作过程中释放的大量有毒超微细粒子在抽风机15的作用下，沿塑形软管17的引导至有毒超微细粒子处理设备，使有毒的超微细粒子得到处理后排放，不会造成环境的污染和对工作人员的身体健康造成不良影响，通过抽风机15、三通管18和滤网19的设置，使由抽风机15抽取形成的气流中存在的灰尘和碎屑被倾斜的滤网19过滤下来，滤网19过滤下来的灰尘和碎屑在重力和气流推动力的作用下沿倾斜的滤网19下滑，从三通管18下方落下，经出料漏斗20收集后从出料管21排出，使3D打印机1内部保持洁净，防止导致加工头7的堵塞，影响3D打印机1的正常工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过抽风机15和塑形软管17的设置，使3D打印机1工作过程中释放的大量有毒超微细粒子在抽风机15的作用下，沿塑形软管17的引导至有毒超微细粒子处理设备，使有毒的超微细粒子得到处理后排放，不会造成环境的污染和对工作人员的身体健康造成不良影响；
2、本发明通过抽风机15、三通管18和滤网19的设置，使由抽风机15抽取形成的气流中存在的灰尘和碎屑被倾斜的滤网19过滤下来，滤网19过滤下来的灰尘和碎屑在重力和气流推动力的作用下沿倾斜的滤网19下滑，从三通管18下方落下，经出料漏斗20收集后从出料管21排出，使3D打印机1内部保持洁净，防止导致加工头7的堵塞，影响3D打印机1的正常工作。
实施例2
与实施例1的不同之处在于，活动滑杆6上涂覆有一层耐磨层，耐磨层的制备方法是：
取以下以重量计各组分原料备用：环氧树脂21.2份、硅油3.6份、DH-4塑料增强剂1.1份、钛酸酯偶联剂0.9份、氢化松香甘油酯0.6份、氯化聚丙烯0.4份、聚醛树脂11.5份、氧化铜粉末2.1份、铁粉3.5份。
A、按量将环氧树脂和聚醛树脂加入搅拌机，慢机500r/min搅拌6min，直到外观无明显粗颗粒。
B、加入DH-4塑料增强剂和钛酸酯偶联剂使环氧树脂和聚醛树脂完全溶解，然后加入硅油继续慢机搅拌均匀。
C、待物料完全混匀之后投入氯化聚丙烯，然后以1400r/min的速度搅拌20min。
D、以600r/min的转速下加入氢化松香甘油酯搅拌均匀后，然后加入氧化铜粉末搅拌10min，紧接着加入铁粉，最后用调整粘度到95KU，即得到耐磨涂料。
E、将耐磨涂料通过静电涂覆的方式涂覆到活动滑杆6上，将得到的活动滑杆6在通风处静置10h。
其中，所述步骤C完成的细度要求为45μm。
本实施例中，加工头7在活动滑杆6上往复移动，实现对产品的打印成型，长此以往，活动滑杆6难免会有磨损，当磨损十分明显或者到达一定使用时限之后，需要进行更换，在活动滑杆6表面涂覆有一层耐磨层，可以有效缓解活动滑杆6的磨损情况，大大延长活动滑杆6的使用寿命，减少更换活动滑杆6的频率。
实施例3
与实施例2的不同之处在于，对配方的比重进行了修改，修改后的配方是：
取以下以重量计各组分原料备用：环氧树脂23.5份、硅油3.8份、DH-4塑料增强剂1.3份、钛酸酯偶联剂1.2份、氢化松香甘油酯0.7份、氯化聚丙烯0.5份、聚醛树脂12.8份、氧化铜粉末2.3份、铁粉6.7份。
A、按量将环氧树脂和聚醛树脂加入搅拌机，慢机500r/min搅拌6min，直到外观无明显粗颗粒。
B、加入DH-4塑料增强剂和钛酸酯偶联剂使环氧树脂和聚醛树脂完全溶解，然后加入硅油继续慢机搅拌均匀。
C、待物料完全混匀之后投入氯化聚丙烯，然后以1400r/min的速度搅拌20min。
D、以600r/min的转速下加入氢化松香甘油酯搅拌均匀后，然后加入氧化铜粉末搅拌10min，紧接着加入铁粉，最后用调整粘度到95KU，即得到耐磨涂料。
E、将耐磨涂料通过静电涂覆的方式涂覆到活动滑杆6上，将得到的活动滑杆6在通风处静置10h。
其中，所述步骤C完成的细度要求为45μm。
本实施例中，对配方比重进行修改，留作比较，以便得出最优配方。
实施例4
与实施例2的不同之处在于，对配方的比重进行了修改，修改后的配方是：
取以下以重量计各组分原料备用：环氧树脂22.3份、硅油3.7份、DH-4塑料增强剂1.2份、钛酸酯偶联剂1.1份、氢化松香甘油酯0.7份、氯化聚丙烯0.5份、聚醛树脂12.1份、氧化铜粉末2.2份、铁粉5.1份。
A、按量将环氧树脂和聚醛树脂加入搅拌机，慢机500r/min搅拌6min，直到外观无明显粗颗粒。
B、加入DH-4塑料增强剂和钛酸酯偶联剂使环氧树脂和聚醛树脂完全溶解，然后加入硅油继续慢机搅拌均匀。
C、待物料完全混匀之后投入氯化聚丙烯，然后以1400r/min的速度搅拌20min。
D、以600r/min的转速下加入氢化松香甘油酯搅拌均匀后，然后加入氧化铜粉末搅拌10min，紧接着加入铁粉，最后用调整粘度到95KU，即得到耐磨涂料。
E、将耐磨涂料通过静电涂覆的方式涂覆到活动滑杆6上，将得到的活动滑杆6在通风处静置10h。
其中，所述步骤C完成的细度要求为45μm。
本实施例中，对配方比重进行修改，留作比较，以便得出最优配方。
对实施例1、2、3、4中涂覆有不同配方比重的耐磨涂料的活动滑杆6进行耐磨强度和剥离强度的测试，为了便于比较，所有实施例的数据基于实施例1的数据进行归一化。
表1
耐磨强度 剥离强度
实施例1 100％ 100％
实施例2 196％ 165％
实施例3 199％ 159％
实施例4 201％ 163％
加工头7在活动滑杆6上往复移动，实现对产品的打印成型，长此以往，活动滑杆6难免会有磨损，当磨损十分明显或者到达一定使用时限之后，需要进行更换，在活动滑杆6表面涂覆有一层耐磨层，可以有效缓解活动滑杆6的磨损情况，大大延长活动滑杆6的使用寿命，减少更换活动滑杆6的频率。从表中数据可以看出，涂覆耐磨材料后，活动滑杆6的耐磨强度有了明显的增强，而实施例4明显效果最佳，所以确定的最优原料配方是：环氧树脂22.3份、硅油3.7份、DH-4塑料增强剂1.2份、钛酸酯偶联剂1.1份、氢化松香甘油酯0.7份、氯化聚丙烯0.5份、聚醛树脂12.1份、氧化铜粉末2.2份、铁粉5.1份。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有3D控制单元的金属3D打印设备，包括3D打印机（1），所述3D打印机（1）前表面下方中间位置处固定有显示屏（2），所述3D打印机（1）前表面中间位置处靠近所述显示屏（2）上方固定有透明玻璃板（3），所述3D打印机（1）内部下表面固定有工作台（4），所述工作台（4）上表面中间位置处固定有基材（5），所述3D打印机（1）内部上方滑动连接有活动滑杆（6），所述活动滑杆（6）外侧壁一端滑动连接有加工头（7），所述加工头（7）顶端固定有光纤（8），其特征在于：所述3D打印机（1）上表面开设有凹槽（10），所述凹槽（10）上方固定有凸块（12），所述凸块（12）顶端固定有集料斗（14），所述集料斗（14）顶端固定有抽风机（15），所述抽风机（15）顶端固定有管道（16），所述管道（16）外侧壁一端固定有塑形软管（17），所述管道（16）外侧壁一端靠近所述塑形软管（17）一侧固定有三通管（18），所述三通管（18）内侧壁固定有滤网（19）；所述滤网（19）为倾斜角设计，且所述滤网（19）的倾斜角度为45度；所述滤网（19）底端固定有出料漏斗（20）。
2.根据权利要求1所述的一种具有3D控制单元的金属3D打印设备，其特征在于：所述3D打印机（1）外侧壁一端开设有透气孔（9）。
3.根据权利要求1所述的一种具有3D控制单元的金属3D打印设备，其特征在于：所述凹槽（10）内侧壁开设有卡扣凹槽（11）。
4.根据权利要求1所述的一种具有3D控制单元的金属3D打印设备，其特征在于：所述凸块（12）外侧壁一端固定有固定扣（13）。
5.根据权利要求1所述的一种具有3D控制单元的金属3D打印设备，其特征在于：所述出料漏斗（20）底端固定有出料管（21）。
6.根据权利要求1所述的一种具有3D控制单元的金属3D打印设备，其特征在于：所述3D打印机（1）底部设有防滑橡胶垫。
7.根据权利要求1所述的一种具有3D控制单元的金属3D打印设备，其特征在于：所述活动滑杆（6）上涂覆有一层耐磨层，所述耐磨层的配方是：
取以下以重量计各组分原料备用：环氧树脂21.2-23.5份、硅油3.6-3.8份、DH-4塑料增强剂1.1-1.3份、钛酸酯偶联剂0.9-1.2份、氢化松香甘油酯0.6-0.7份、氯化聚丙烯0.4-0.5份、聚醛树脂11.5-12.8份、氧化铜粉末2.1-2.3份、铁粉3.5-6.7份。
8.根据权利要求7所述的一种具有3D控制单元的金属3D打印设备，其特征在于：所述耐磨层的制作步骤是：
A、按量将环氧树脂和聚醛树脂加入搅拌机，慢机400-600r/min搅拌3-8min，直到外观无明显粗颗粒；
B、加入DH-4塑料增强剂和钛酸酯偶联剂使环氧树脂和聚醛树脂完全溶解，然后加入硅油继续慢机搅拌均匀；
C、待物料完全混匀之后投入氯化聚丙烯，然后以1300-1600r/min的速度搅拌15-30min；
D、以500-700r/min的转速下加入氢化松香甘油酯搅拌均匀后，然后加入氧化铜粉末搅拌8-12min，紧接着加入铁粉，最后调整粘度到90-100KU，即得到耐磨涂料；
E、将耐磨涂料通过静电涂覆的方式涂覆到活动滑杆（6）上，将得到的活动滑杆（6）在通风处静置9-10h；
其中，所述步骤C完成的细度要求为45μm。
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