CN109367007A - 一种增材制造设备供墨系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增材制造设备供墨系统，包括用于盛装打印材料的容器，所述容器底部设有出液口，所述出液口固定连接有控制阀，所述容器通过所述控制阀活动连接于供墨阀体，所述供墨阀体设有与所述控制阀相配合的连通机构，所述容器放置在所述连通机构上打开所述控制阀，从而实现所述容器内部与所述供墨阀体的连通，所述供墨系统通过供墨管路将所述容器内打印材料传输到打印喷头实现增材制造。供墨阀体内的连通机构可卡住和松开容器尾部的控制阀，方便容器的放入和取出，可以使容器稳定连接供墨阀体。连通机构可打开控制阀，使容器内的打印材料流入供墨阀体内。

Description

一种增材制造设备供墨系统

技术领域

本发明属于增材制造领域，具体涉及一种增材制造设备供墨系统。

背景技术

3D打印机通过增材制造方法构建三维模型。蜡型3D打印机属于增材制造设备的一种，它以蓝蜡为打印材料，以白蜡为支撑材料，将高温加热的蜡喷射到打印平台，通过层层堆叠建造模型。由于喷蜡3D打印模型具有高精度和表面光滑等优势，喷蜡3D打印机广泛应用于珠宝饰品、航空航天、发动机等制造行业。喷蜡3D打印机所使用的打印材料为白蜡和蓝蜡，蜡装在容器中，将容器装入供墨组件，容器中的蓝蜡流入供墨组件，经过高温加热流入喷头，喷头将蜡一层层打印至打印面板上，构建三维模型。

专利CN201721919403.1公开了一种蜡型3D打印机的打印装置，其供墨组件为设置在喷头上方的蜡箱。这种蜡箱所能容纳的蜡较少，无法一次性打印的大型物体。而且由于蜡箱设置在喷头上方，喷头较为笨重，会影响打印精度。而若将蜡箱装在水平高度低于喷头的位置，蜡箱中的蜡容易倒流。

发明内容

本发明针对现有技术的不足而提供一种增材制造供墨系统，盛装打印材料的容器尾部设有控制阀，控制阀通过与供墨阀体相互配合构成容器与供墨阀体内部的连通，供墨系统内的供墨管路将容器内的打印材料传输到打印喷头实现增材制造。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种增材制造设备供墨系统，其特征在于：包括用于盛装打印材料的容器，容器底部设有出液口，出液口固定连接有控制阀，容器通过控制阀活动连接于供墨阀体，供墨阀体设有与控制阀相配合的连通机构，容器放置在连通机构上打开控制阀，从而实现容器内部与供墨阀体的连通，供墨系统通过供墨管路将容器内打印材料传输到打印喷头实现增材制造。

进一步，控制阀为单向阀，连通机构包括单向阀组件，单向阀底部与单向阀组件的阀顶相互匹配，单向阀组件打开单向阀，使容器内的打印材料单向流入供墨阀体内。

进一步，单向阀底部设有阀盖，阀盖上方设有阀芯，阀芯外设有阀芯支撑杆，阀芯和阀芯支撑杆之间设有阀芯弹簧，阀芯弹簧的一端连接阀盖的上表面，阀芯弹簧另一端连接阀芯支撑杆，阀芯通过阀芯弹簧的收缩和反弹实现上下移动。移动容器的过程中，在打印材料的重量作用下，阀盖密封在单向阀底部，容器内的打印材料不会从单向阀中流出。当容器安装到供墨阀体内，单向阀的阀盖被单向阀组件顶住，阀芯弹簧收缩，阀盖向上移动，容器内打印材料通过单向阀流入单向阀组件。

进一步，单向阀组件包括设有阀顶、轴芯、阀座，轴芯贯穿阀顶和阀座，轴芯设有轴芯小弹簧，阀顶和阀座之间设有轴芯大弹簧，阀顶的顶部和底部均设有密封圈；单向阀组件的轴芯顶住单向阀的阀盖，使单向阀与单向阀组件相连通。安装容器时，单向阀向下挤压压单向阀组件，单向阀组件的阀顶向下移动，挤压单向阀组件的轴芯大弹簧，打印材料从阀顶和轴芯之间流入供墨管道。移开容器时，阀体通过轴芯大弹簧的反弹回归原位，与轴芯形成一个封闭的表面，防止打印材料的溢出。

进一步，连通机构包括固定板，固定板连接有往复装置，往复装置的往复运动实现控制阀与固定板的活动连接。通过控制阀与固定板的活动连接实现容器的安装与取出。

进一步，固定板设有限位孔，控制阀设有控制阀颈部，限位孔与控制阀颈部相互匹配，限位孔卡住控制阀，从而实现容器与供墨阀体的紧密相连。控制阀贯穿限位孔，限位孔通过控制阀颈部卡住控制阀。

进一步，往复装置包括压紧杆、弹性件和压紧部件，压紧杆外设有弹性件，压紧杆活动连接压紧部件，压紧杆位于供墨阀体内的一端设有压紧杆颈部，固定板的端部设有固定板凸起，固定板凸起与压紧杆颈部相匹配，压紧部件的压紧和弹性件的回弹实现压紧杆的往复运动。通过压紧部件压紧和弹性件回弹的过程实现压紧杆的往复运动，从而带动固定板的移动。

进一步，弹性件为压紧杆弹簧，压紧杆位于供墨阀体外的一端设有压紧杆固定块，压紧杆弹簧的一端与供墨阀体外部相连，压紧杆弹簧的另一端与压紧杆固定块相连。往复机构通过压紧杆弹簧的收缩和反弹实现压紧杆的往复运动，从而带动固定板的移动。

进一步，压紧部件包括手柄、操作杆、压紧杠杆，操作杆顶部与手柄的支点相铰接，手柄的一端铰接有手柄固定板，操作杆底部与压紧杠杆的一端相铰接，压紧杠杆的支点铰接有杠杆固定板，压紧杠杆另一端活动连接压紧杆，手柄固定板和杠杆固定板均固定于同一平面。容器在供墨阀体内的取放由手柄控制，手柄沿着手柄固定板向上旋转，操作杆向上移动，压紧杠杆沿着支点旋转，压紧杠杆压紧压紧杆，带动固定板移动，容器底部的控制阀可贯穿限位孔，实现容器在供墨阀体内的放入和取出。手柄沿着手柄固定板向下旋转，操作杆向下移动，压紧杠杆离开压紧杆，压紧杆弹簧回弹，压紧杆在压紧杆弹簧的作用下带动限位板卡住容器底部的控制阀，实现容器与供墨阀体的稳定连接。

进一步，容器外表面设有加热机构，加热机构包括加热桶体和硅胶温控加热器，容器放置在加热桶体内，硅胶温控加热器对容器进行加热，从而降低打印材料粘度使其便于打印。

进一步，连通机构下方设有过滤器。过滤器可过滤打印材料中的杂质。

进一步，供墨阀体内设有储墨池，储墨池与容器通过供墨管路连通，储墨池内设有液位传感器，供墨管路内设有电磁阀，电磁阀和液位传感器共同作用，实现控制打印材料在供墨阀体内的流动。储墨池可以暂时存放一定的打印材料，同时将打印材料通过供墨管路传递到打印喷头。当液位传感器探测到所储存的打印材料高于一定值时，电磁阀关闭，打印材料停止流入储墨池；当低液位传感器探测到所储存的打印材料低于一定值时,电磁阀开启，打印材料开始流入储墨池。

进一步，供墨阀体设有两个连通机构。一个供墨阀体内可放置两个容器，当一个容器内的打印材料用完时，这侧的电磁阀关闭，另一侧的电磁阀开启，另一个容器的打印材料可以流入储墨池，减少容器更换的次数。

进一步，供墨阀体至少为两个，容器至少为两个，两个容器分别盛装打印时用于构建模型的模型材料和用于支撑模型的支撑材料。增材制造设备工作时，可打印两种不同的打印材料。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明提供了增材制造设备供墨系统，包括容器和供墨阀体，通过往复机构带动供墨阀体内固定板的移动，可卡住和松开容器尾部的控制阀，方便容器的放入和取出。向上转动手柄，容器可装入供墨阀体；向下转动手柄，限位板卡住控制阀，使容器稳定连接供墨阀体。控制阀可以是单向阀，供墨阀体内设有单向阀组件，单向阀和单向阀组件相互匹配，容器内的打印材料通过单向阀和单向阀组件流入供墨阀体，防止供墨阀体内的打印材料倒流和溢出。容器外设有加热机构，加热机构加热容器内的打印材料，使其粘度降低，便于打印。供墨阀体内设有储墨池和电磁阀，储墨池内设有液位感应器。液位感应器和电磁阀控制供墨阀体内打印材料是否流入储墨池，从而控制储墨池内打印材料的容量。供墨阀体内可以同时放入两个容器，当一个容器内的打印材料用完时，另一个容器的打印材料可以直接使用，从而减少更换容器次数，方便打印过程。供墨系统中的供墨阀体至少为两个，每个供墨阀体各连有一个盛放不同打印材料的容器，使得增材制造的过程中可以使用两种不同打印材料。供墨阀体内设有的过滤器过滤打印材料中的杂质。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明中容器装入供墨阀体的立体图；

图2为本发明中容器的立体图；

图3为本发明中供墨阀体的立体图；

图4为本发明中单向阀的立体图；

图5为本发明中单向阀另一角度的立体图；

图6为本发明中单向阀组件的立体图；

图7为本发明中单向阀组件的爆炸图；

图8为本发明中压紧机构压紧压紧杆时供墨阀体侧面剖视图；

图9为图8A处放大图；

图10为本发明中压紧机构松开压紧杆时供墨阀体侧面剖视图；

图11为图10B处放大图；

图12为本发明中加热机构的立体图；

图13为本发明中供墨阀体未安装固定板和单向阀组件时的俯视图；

图14为本发明中过滤器的立体图。

图中：1-容器；2-出液口；3-单向阀；301-单向阀颈部；302-阀盖；303-阀芯；304-阀芯支撑杆；305-阀芯弹簧；4-供墨阀体；5-单向阀组件；501-阀顶；502-轴芯；503-阀座；504-密封圈；505-轴芯大弹簧；506-轴芯小弹簧；6-固定板；601-限位孔；602-固定板凸起；7-压紧杆；701-压紧杆颈部；702-压紧杆固定块；8-压紧杆弹簧；9-手柄；10-操作杆；11-压紧杠杆；12-手柄固定板；13-杠杆固定杆；14-加热桶体；15-硅胶温控加热器；16-电线；17-小孔；18-储墨池；19-液位传感器；20-过滤器；21-过滤器安装位置；22-电磁阀安装位置；23-供墨管道。

具体实施方式

如图1至图3所示，一种3D打印机供墨系统，包括容器1和供墨阀体4。容器1底部设有出液口2，出液口2连有控制阀，控制阀可以是单向阀3，供墨阀体4内设有固定板6和单向阀组件5。单向阀3底部与单向阀组件5顶部相互匹配。单向阀3设有单向阀颈部301，固定板6中心设有限位孔601。单向阀颈部301与限位孔601前端相互匹配。固定板6连有压紧杆7，压紧杆7外设有压紧杆弹簧8，压紧杆7连有压紧机构。压紧机构包括手柄9、操作杆10、压紧杠杆11、手柄固定板12和杠杆固定杆13。手柄9的支点与操作杆10的顶部相铰接，手柄9的一端铰接于手柄固定板12，压紧杠杆11的支点铰接于杠杆固定杆13，手柄固定板12和杠杆固定杆13固定于同一平面。压紧杠杆11的一端与操作杆10底部相铰接，另一端与压紧杆7活动相连。

单向阀3的结构如图5和图6所示，单向阀3底部设有阀盖302，阀盖302固定连接有阀芯303，阀芯303外设有阀芯支撑杆304，阀芯弹簧305设于阀芯303和阀芯支撑杆304之间，阀芯弹簧305一端连接阀芯支撑杆304，另一端连接阀盖302。单向阀组件5的结构如图6和图7所示，单向阀组件5设有阀顶501、轴芯502、阀座503、密封圈504、轴芯大弹簧505和轴芯小弹簧506。阀顶501的顶部与轴芯502的顶部形成一个密封的平面。当容器1装入供墨阀体4时，单向阀3底部与单向阀组件5的阀顶501相互匹配，单向阀组件5的轴芯大弹簧505向下压缩，轴芯502顶住单向阀3底部的阀盖302，阀盖302向上移动，压缩阀芯弹簧305。容器1内的打印材料从单向阀3流入单向阀组件5。移开容器1时，单向阀3底部的阀盖302在阀芯弹簧305的作用下向下移动，密封单向阀3的底部，使容器1内的打印材料不会流出。单向阀组件5的阀顶501在轴芯大弹簧505的作用下向上移动，与轴芯502一起密封单向阀组件5的顶部，防止供墨阀体4内的打印材料溢出和倒流。

压紧杆7位于供墨阀体4内的一端设有压紧杆颈部701，压紧杆7位于供墨阀体4外的一端设有压紧杆固定块702，压紧杆弹簧8位于供墨阀体4外侧和压紧杆固定块702之间，固定板6的一端设有固定板凸起602，压紧杆颈部701与固定板凸起602相连。如图8和图9所示，当压紧机构压紧压紧杆7时，手柄9绕着手柄固定板12向上旋转，操作杆10向上移动，压紧杠杆11挤压压紧杆固定块702，压紧杆7向左移动，压紧杆弹簧8收缩，压紧杆颈部701右侧面抵住固定板凸起602的右侧面，固定板6向左移动，单向阀3可以贯穿限位孔601，容器1可以放入供墨阀体4内。

如图10和图11所示，当压紧机构松开压紧杆7时，手柄9绕着手柄固定板12向下旋转，操作杆10向下移动，压紧杠杆11松开压紧杆固定块702，压紧杆弹簧8回弹，压紧杆7向右移动，压紧杆颈部701左侧面抵住固定板凸起602的左侧面，固定板6向右移动，限位孔601与单向阀颈部301相匹配，固定板6卡住单向阀3，从而使容器1与供墨阀体4稳定相连。

如图12所示，容器1外设有加热机构，包括加热桶体14、硅胶温控加热器15、电线16。加热桶体14用来盛放桶体1，硅胶温控加热器15通过电线16对容器1进行电加热，使容器1内的打印材料从固体变为液体，打印材料粘度降低，便于打印材料在供墨阀体4内的流动。

如图8至图11所示，供墨阀体4内设有供墨管道23，单向阀组件5下方设有过滤器安装位置21，过滤器安装位置21连通有电磁阀安装位置22，过滤器20如图14所示。如图13所示，单向阀组件5底部设有小孔17，打印材料流入单向阀组件5后从小孔17流入供墨管道23，经过过滤器20过滤打印材料中的杂质。打印材料流入电磁阀，电磁阀可以控制打印材料的流动。如图14所示，供墨阀体4设有储墨池18。当电磁阀打开时，打印材料通过供墨管道23流入储墨池18，储墨池18内设有液位传感器19，当液位传感器19监测到储墨池18中的打印材料低于某个数值时，开启电磁阀，打印材料流入储墨池18；当液位传感器19监测到储墨池18中的打印材料高于某个数值时，电磁阀关闭，打印材料停止流入储墨池18。储墨池18中的打印材料最终通过供墨管道23流入打印喷头。

供墨阀体4内设有两个连通机构，可放入两个容器1。当供墨阀体4内有两个容器1的时候，一侧的电磁阀开启，另一侧的电磁阀关闭，该侧容器1内的打印材料流入供墨阀体4内，最终流入打印喷头。当该侧电磁阀开启一定时间后，液位传感器19检测到储墨池18内打印材料的液位没有变化，该侧电磁阀关闭，另一侧的电磁阀开启，另一侧容器1内的打印材料开始流入供墨阀体4。

供墨系统设有至少两个供墨阀体4，每个供墨阀体4连有容器1，两个容器1分别盛装打印时用于构建模型的模型材料和用于支撑模型的支撑材料，使得增材制造的过程中可以打印两种不同的材料。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (14)

1.一种增材制造设备供墨系统，其特征在于：包括用于盛装打印材料的容器，所述容器底部设有出液口，所述出液口固定连接有控制阀，所述容器通过所述控制阀活动连接于供墨阀体，所述供墨阀体设有与所述控制阀相配合的连通机构，所述容器放置在所述连通机构上打开所述控制阀，从而实现所述容器内部与所述供墨阀体的连通，所述供墨系统通过供墨管路将所述容器内打印材料传输到打印喷头实现增材制造。

2.根据权利要求1所述一种增材制造设备供墨系统，其特征在于：所述控制阀为单向阀，所述连通机构包括单向阀组件，所述单向阀底部与所述单向阀组件的阀顶相互匹配，所述单向阀组件打开所述单向阀，使所述容器内的打印材料单向流入供墨阀体内。

3.根据权利要求2所述一种增材制造设备供墨系统，其特征在于：所述单向阀底部设有阀盖，所述阀盖上方设有阀芯，所述阀芯外设有阀芯支撑杆，所述阀芯和所述阀芯支撑杆之间设有阀芯弹簧，所述阀芯弹簧的一端连接所述阀盖的上表面，所述阀芯弹簧另一端连接所述阀芯支撑杆，所述阀芯通过所述阀芯弹簧的收缩和反弹实现上下移动。

4.根据权利要求3所述一种增材制造设备供墨系统，其特征在于：所述单向阀组件包括设有阀顶、轴芯、阀座，所述轴芯贯穿所述阀顶和所述阀座，所述轴芯设有轴芯小弹簧，所述阀顶和所述阀座之间设有轴芯大弹簧，所述阀顶的顶部和底部均设有密封圈；所述单向阀组件的所述轴芯顶住所述单向阀的所述阀盖，使所述单向阀与所述单向阀组件相连通。

5.根据权利要求1所述一种增材制造设备供墨系统，其特征在于：所述连通机构包括固定板，所述固定板连接有往复装置，所述往复装置的往复运动实现所述控制阀与所述固定板的活动连接。

6.根据权利要求5所述一种增材制造设备供墨系统，其特征在于：所述固定板设有限位孔，所述控制阀设有控制阀颈部，所述限位孔与所述控制阀颈部相互匹配，所述限位孔卡住所述控制阀，从而实现所述容器与所述供墨阀体的紧密相连。

7.根据权利要求5所述一种增材制造设备供墨系统，其特征在于：所述往复装置包括压紧杆、弹性件和压紧部件，所述压紧杆外设有弹性件，所述压紧杆活动连接压紧部件，所述压紧杆位于所述供墨阀体内的一端设有压紧杆颈部，所述固定板的端部设有固定板凸起，所述固定板凸起与所述压紧杆颈部相匹配，所述压紧部件的压紧和所述弹性件的回弹实现所述压紧杆的往复运动。

8.根据权利要求7所述一种增材制造设备供墨系统，其特征在于：所述弹性件为压紧杆弹簧，所述压紧杆位于所述供墨阀体外的一端设有压紧杆固定块，所述压紧杆弹簧的一端与所述供墨阀体外部相连，所述压紧杆弹簧的另一端与所述压紧杆固定块相连。

9.根据权利要求7所述一种增材制造设备供墨系统，其特征在于：所述压紧部件包括手柄、操作杆、压紧杠杆，所述操作杆顶部与所述手柄的支点相铰接，所述手柄的一端铰接有手柄固定板，所述操作杆底部与所述压紧杠杆的一端相铰接，所述压紧杠杆的支点铰接有杠杆固定板，所述压紧杠杆另一端活动连接所述压紧杆，所述手柄固定板和所述杠杆固定板均固定于同一平面。

10.根据权利要求1所述一种增材制造设备供墨系统，其特征在于：所述容器外表面设有加热机构，所述加热机构包括加热桶体和硅胶温控加热器，所述容器放置在所述加热桶体内，所述硅胶温控加热器对所述容器进行加热，从而降低所述打印材料粘度使其便于打印。

11.根据权利要求1所述一种增材制造设备供墨系统，其特征在于：所述连通机构下方设有过滤器。

12.根据权利要求1所述一种增材制造设备供墨系统，其特征在于：所述供墨阀体内设有储墨池，所述储墨池与所述容器通过所述供墨管路连通，所述储墨池内设有液位传感器，所述供墨管路内设有电磁阀，所述电磁阀和所述液位传感器共同作用，实现控制所述打印材料在所述供墨阀体内的流动。

13.根据权利要求12中所述一种增材制造设备供墨系统，其特征在于：所述供墨阀体设有两个所述连通机构。

14.根据权利要求1所述一种增材制造设备供墨系统，其特征在于：所述供墨阀体至少为两个，所述容器至少为两个，两个所述容器分别盛装打印时用于构建模型的模型材料和用于支撑模型的支撑材料。