CN109521045A - 一种3d打印仿真模拟用金属材料热收缩参数测量装置 - Google Patents

Abstract

一种3D打印仿真模拟用金属材料热收缩参数测量装置，包括热收缩发生组件、热收缩参数收集组件、控制器、连接管、水泵、储液箱、水平测定设备和底座；热收缩发生组件包括外筒体、内筒体、加热件、活塞、进/出料管、出水管和进水管；热收缩发生组件安装在底座上；热收缩参数收集组件设置在热收缩发生组件上端；设置在热收缩发生组件外围的控制器、水泵和储液箱设置在底座上；水泵、储液箱和热收缩发生组件通过连接管连接。本发明装置操作灵活，利用冷却液作用和加热件交替作用，可以分别模拟出升温和降温条件对金属材料体积的影响，同时配合温度监控，得到的数据参考价值大，准确度高。

Description

一种3D打印仿真模拟用金属材料热收缩参数测量装置

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印仿真模拟用金属材料热收缩参数测量装置。

背景技术

3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术现有技术中存在的技术问题，3D打印过程中，金属材料快速熔化，因其固有的热膨胀率而产生的体积变化，体积变化的大小关系到金属3D打印过程中显微组织控制、内部缺陷形成以及3D打印制件变形开裂等问题，传统的金属材料热收缩参数测量装置测量功能单一，测量准确度不高。

为解决上述问题，本申请中提出一种3D打印仿真模拟用金属材料热收缩参数测量装置。

发明内容

(一)发明目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种3D打印仿真模拟用金属材料热收缩参数测量装置，本装置操作灵活，利用冷却液作用和加热件交替作用，可以分别模拟出升温和降温条件对金属材料体积的影响，同时配合温度监控，得到的数据参考价值大，准确度高。

(二)技术方案

为解决上述问题，一种3D打印仿真模拟用金属材料热收缩参数测量装置，包括热收缩发生组件、热收缩参数收集组件、控制器、连接管、水泵、储液箱、水平测定设备和底座；热收缩发生组件包括外筒体、内筒体、加热件、活塞、进/出料管、出水管和进水管；外筒体设置在底座上；内筒体设置在外筒体内部，且两者之间设置有冷却仓；冷却仓内装有冷却液；加热件设置在内筒体靠近外筒体的一端；活塞沿竖直方向滑动连接内筒体内壁，且两者之间形成密封结构；活塞上端的腔室内装有收集液；进/出料管设置在外筒体上，且与活塞下端的腔室连通；出水管和进水管分别设置在外筒体的上端和下端，且均与冷却仓连通；热收缩参数收集组件包括观察套筒和水位感应装置；观察套筒上下端均敞口，观察套筒竖直设置在热收缩发生组件的顶端，且与活塞上端的腔室连通；水位感应装置设置在观察套筒的内部；储液箱设置在底座上；水泵设置在储液箱上；连接管设置多组；水泵、储液箱、出水管和进水管之间分别通过连接管连接；控制器设置在底座上，控制器内部设置有单片机，控制器与水位感应装置通讯连接；用于检测收集液水平度的水平测定设备设置在底座上。

优选的，底座上设置有安装组件；安装组件包括支撑杆、固定件、水平调节件、伸缩件和安装件；支撑杆上设置有外螺纹；底座上设置有与支撑杆匹配的第一螺纹孔；支撑杆沿竖直方向设置，且螺纹连接底座；固定件上设置有与支撑杆匹配的第二螺纹孔，固定件通过第二螺纹孔螺纹连接支撑杆，并位于底座的上端；水平调节件位于支撑杆的下端；水平设置的伸缩件靠近支撑杆的一端套接在支撑杆上，另一端转动连接安装件。

优选的，安装件上设置有安装孔。

优选的，水平调节件包括调节件和支撑件；调节件为环状结构，环内壁上设置有与支撑杆匹配的内螺纹；支撑件为上下端敞口的喇叭状结构，支撑件的上端连接调节件。

优选的，内筒体的底部设置有连接杆；连接杆的顶端设置有温度感应装置；温度感应装置与控制器通讯连接。

优选的，内筒体的内壁上对应活塞的运动轨迹设置有限位件。

优选的，连通套筒为透明材料制成，外壁上设置有刻度；收集液内添加有显色成分，

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

1、本装置操作灵活，利用冷却液作用和加热件交替作用，可以分别模拟出升温和降温条件对金属材料体积的影响，同时配合温度监控，得到的数据参考价值大，准确度高。

2、装置工作前，对内筒体进行预热，以避免熔化的金属材料一遇到冰冷的筒壁快速降温，影响收缩参数测量的准确性。

3、通过转动支撑杆和调节件，来调节装置的水平，以保证测量结果的准确性。

附图说明

图1为本发明提出的一种3D打印仿真模拟用金属材料热收缩参数测量装置的结构示意图。

图2为本发明提出的一种3D打印仿真模拟用金属材料热收缩参数测量装置中热收缩发生组件的结构示意图。

图3为本发明提出的一种3D打印仿真模拟用金属材料热收缩参数测量装置中安装组件的结构示意图。

附图标记：1、热收缩发生组件；2、热收缩参数收集组件；3、控制器；4、连接管；5、水泵；6、储液箱；7、底座；8、安装组件；9、外筒体；10、内筒体；11、冷却仓；12、加热件；13、活塞；14、连接杆；15、温度感应装置；16、限位件；17、进/出料管；18、出水管；19、进水管；20、水平测定设备；21、支撑件；22、支撑杆；23、固定件；24、水平调节件；25、伸缩件；26、安装件；27、调节件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

图1为本发明提出的一种3D打印仿真模拟用金属材料热收缩参数测量装置的结构示意图。

图2为本发明提出的一种3D打印仿真模拟用金属材料热收缩参数测量装置中热收缩发生组件的结构示意图。

如图1-2所示，一种3D打印仿真模拟用金属材料热收缩参数测量装置，其特征在于，包括热收缩发生组件1、热收缩参数收集组件2、控制器3、连接管4、水泵5、储液箱6、水平测定设备20和底座7；热收缩发生组件1包括外筒体9、内筒体10、加热件12、活塞13、进/出料管17、出水管18和进水管19；外筒体9设置在底座7上；内筒体10设置在外筒体9内部，且两者之间设置有冷却仓11；冷却仓11内装有冷却液；加热件12设置在内筒体10靠近外筒体9的一端；活塞13沿竖直方向滑动连接内筒体10内壁，且两者之间形成密封结构；活塞13上端的腔室内装有收集液；进/出料管17设置在外筒体9上，且与活塞13下端的腔室连通；出水管18和进水管19分别设置在外筒体9的上端和下端，且均与冷却仓11连通；热收缩参数收集组件2包括观察套筒和水位感应装置；观察套筒上下端均敞口，观察套筒竖直设置在热收缩发生组件1的顶端，且与活塞13上端的腔室连通；水位感应装置设置在观察套筒的内部；储液箱6设置在底座7上；水泵5设置在储液箱6上；连接管4设置多组；水泵5、储液箱6、出水管18和进水管19之间分别通过连接管4连接；控制器3设置在底座7上，控制器3内部设置有单片机，控制器3与水位感应装置通讯连接；用于检测收集液水平度的水平测定设备20设置在底座7上。

在一个可选的实施例中，内筒体10的底部设置有连接杆14；连接杆14的顶端设置有温度感应装置15；温度感应装置15与控制器3通讯连接。

在一个可选的实施例中，内筒体10的内壁上对应活塞13的运动轨迹设置有限位件16。

在一个可选的实施例中，连通套筒为透明材料制成，外壁上设置有刻度；收集液内添加有显色成分。

本发明中，装置工作前需要开启加热件12，对内筒体10进行预热，以避免熔化的金属材料一遇到冰冷的筒壁快速降温，影响收缩参数测量的准确性，同时提前抽去内筒体10中活塞13下端腔室内的空气，接着利用负压吸入熔化的金属材料，随着液体体积逐渐增大，活塞13上移，收集液的液面逐渐上升，加至合适体积后，即可估读收集液的初始刻度，同时水位感应装置准确记录收集液位置，然后利用冷却液作用和加热件12配合作用，对金属材料进行冷却和加热，温度感应装置15伸入金属材料内部，记录温度变化，水位感应装置同时记录收集液体积的变化，最后控制器3收集数据，并进行处理，得到金属材料热收缩参数，本装置操作灵活，利用冷却液作用和加热件12交替作用，可以分别模拟出升温和降温条件对金属材料体积的影响，同时配合温度监控，得到的数据参考价值大，准确度高。

图3为本发明提出的一种3D打印仿真模拟用金属材料热收缩参数测量装置中安装组件的结构示意图。

如图3所示，底座7上设置有安装组件8；安装组件8包括支撑杆22、固定件23、水平调节件24、伸缩件25和安装件26；支撑杆22上设置有外螺纹；底座7上设置有与支撑杆22匹配的第一螺纹孔；支撑杆22沿竖直方向设置，且螺纹连接底座7；固定件23上设置有与支撑杆22匹配的第二螺纹孔，固定件23通过第二螺纹孔螺纹连接支撑杆22，并位于底座7的上端；水平调节件24位于支撑杆22的下端；水平设置的伸缩件25靠近支撑杆22的一端套接在支撑杆22上，另一端转动连接安装件26。

在一个可选的实施例中，安装件26上设置有安装孔。

在一个可选的实施例中，水平调节件24包括调节件27和支撑件21；调节件27为环状结构，环内壁上设置有与支撑杆22匹配的内螺纹；支撑件21为上下端敞口的喇叭状结构，支撑件21的上端连接调节件27。

需要说明的是，在安装装置时，将支撑杆22安装在底座7上，调节支撑杆22下端的长度以保证装置的高度合适，接着旋紧固定件23，支撑杆22固定，然后调节伸缩件25的长度，并利用安装件26和固定钉配合作用实现装置的固定安装，安装、拆卸操作简单，且灵活性强，装置安装在非水平区域时，金属液体和收集液液面会出现倾斜，影响测量结果的准确性，因此，通过转动支撑杆22和调节件27，来调节装置的水平，以保证测量结果的准确性。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (7)

1.一种3D打印仿真模拟用金属材料热收缩参数测量装置，其特征在于，包括热收缩发生组件(1)、热收缩参数收集组件(2)、控制器(3)、连接管(4)、水泵(5)、储液箱(6)、水平测定设备(20)和底座(7)；

热收缩发生组件(1)包括外筒体(9)、内筒体(10)、加热件(12)、活塞(13)、进/出料管(17)、出水管(18)和进水管(19)；外筒体(9)设置在底座(7)上；内筒体(10)设置在外筒体(9)内部，且两者之间设置有冷却仓(11)；冷却仓(11)内装有冷却液；加热件(12)设置在内筒体(10)靠近外筒体(9)的一端；活塞(13)沿竖直方向滑动连接内筒体(10)内壁，且两者之间形成密封结构；活塞(13)上端的腔室内装有收集液；进/出料管(17)设置在外筒体(9)上，且与活塞(13)下端的腔室连通；出水管(18)和进水管(19)分别设置在外筒体(9)的上端和下端，且均与冷却仓(11)连通；

热收缩参数收集组件(2)包括观察套筒和水位感应装置；观察套筒上下端均敞口，观察套筒竖直设置在热收缩发生组件(1)的顶端，且与活塞(13)上端的腔室连通；水位感应装置设置在观察套筒的内部；

储液箱(6)设置在底座(7)上；水泵(5)设置在储液箱(6)上；连接管(4)设置多组；水泵(5)、储液箱(6)、出水管(18)和进水管(19)之间分别通过连接管(4)连接；

控制器(3)设置在底座(7)上，控制器(3)内部设置有单片机，控制器(3)与水位感应装置通讯连接；

用于检测收集液水平度的水平测定设备(20)设置在底座(7)上。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印仿真模拟用金属材料热收缩参数测量装置，其特征在于，底座(7)上设置有安装组件(8)；安装组件(8)包括支撑杆(22)、固定件(23)、水平调节件(24)、伸缩件(25)和安装件(26)；支撑杆(22)上设置有外螺纹；底座(7)上设置有与支撑杆(22)匹配的第一螺纹孔；支撑杆(22)沿竖直方向设置，且螺纹连接底座(7)；固定件(23)上设置有与支撑杆(22)匹配的第二螺纹孔，固定件(23)通过第二螺纹孔螺纹连接支撑杆(22)，并位于底座(7)的上端；水平调节件(24)位于支撑杆(22)的下端；水平设置的伸缩件(25)靠近支撑杆(22)的一端套接在支撑杆(22)上，另一端转动连接安装件(26)。

3.根据权利要求2所述的一种3D打印仿真模拟用金属材料热收缩参数测量装置，其特征在于，安装件(26)上设置有安装孔。

4.根据权利要求2所述的一种3D打印仿真模拟用金属材料热收缩参数测量装置，其特征在于，水平调节件(24)包括调节件(27)和支撑件(21)；调节件(27)为环状结构，环内壁上设置有与支撑杆(22)匹配的内螺纹；支撑件(21)为上下端敞口的喇叭状结构，支撑件(21)的上端连接调节件(27)。

5.根据权利要求1所述的一种3D打印仿真模拟用金属材料热收缩参数测量装置，其特征在于，内筒体(10)的底部设置有连接杆(14)；连接杆(14)的顶端设置有温度感应装置(15)；温度感应装置(15)与控制器(3)通讯连接。

6.根据权利要求1所述的一种3D打印仿真模拟用金属材料热收缩参数测量装置，其特征在于，内筒体(10)的内壁上对应活塞(13)的运动轨迹设置有限位件(16)。

7.根据权利要求1所述的一种3D打印仿真模拟用金属材料热收缩参数测量装置，其特征在于，连通套筒为透明材料制成，外壁上设置有刻度；收集液内添加有显色成分。