CN109808177B - 一种具有回收和净化功能的3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有回收和净化功能的3D打印设备，包括外壳、底板、材料盒、导管、加热器、出料头和定位机构，还包括回收机构和净化机构，回收机构包括吸头、连接管、分离室、回收管、第二阀门和调节组件，调节组件包括第二丝杆、套管和限位单元，净化机构包括滤网、气管、气泵和净化器，定位机构包括横杆、气缸、第一电机、转动杆和两个升降组件，该具有回收和净化功能的3D打印设备通过回收机构将打印时用于支撑的材料粉末回收，节约了打印的材料，更加环保，不仅如此，通过净化机构吸收打印机工作时产生的异味，净化壳体内的空气，减轻刺激性气体对人体的危害，提高了安全性和实用性。

Description

一种具有回收和净化功能的3D打印设备

技术领域

本发明涉及3D打印设备领域，特别涉及一种具有回收和净化功能的3D打印设备。

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，它是一种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的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机的原理是把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。

现有的3D打印机在打印过程中有时会将一些原材料的粉末用作支撑物，(如打印倒挂状、空心的物体)，而支撑用的粉末不进行回收的话容易造成浪费，还可能污染环境，不仅如此，现有的3D打印机在工作过程中会产生一些有刺激性气味的有毒气体，会引起用户不适，危害人体健康，降低了实用性和安全性。

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，提供一种具有回收和净化功能的3D打印设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有回收和净化功能的3D打印设备，包括外壳、底板、材料盒、导管、加热器、出料头和定位机构，所述底板设置在外壳内的底部，所述材料盒设置在外壳的一侧，所述定位机构设置在外壳内，所述出料头与定位机构连接，所述加热器固定在出料头的上方，所述导管的一端穿过加热器与出料头连通，所述导管的另一端穿过外壳的内壁与材料盒连通，所述导管的靠近材料盒的一端设有第一阀门，还包括回收机构和净化机构，所述外壳内设有PLC，所述第一阀门、加热器和出料头均与PLC电连接；

所述回收机构包括吸头、连接管、分离室、回收管、第二阀门和调节组件，所述分离室固定在材料盒的上方，所述分离室的下方的一侧通过回收管与材料盒连通，所述第二阀门设置在回收管内，所述吸头通过调节组件与定位机构连接，所述吸头通过连接管与分离室连通，所述第二阀门与PLC电连接；

所述净化机构包括滤网、气管、气泵和净化器，所述滤网固定在分离室内,所述滤网位于回收管的远离连接管的一侧，所述净化器设置在材料盒的下方，所述气泵设置在净化器的一侧，所述气管的一端与分离室的远离连接管的一侧连通，所述气管的另一端穿过气泵与净化器连通，所述气泵和净化器均与PLC电连接。

作为优选，为了调节出料头的位置，所述定位机构包括横杆、气缸、第一电机、转动杆和两个升降组件，两个升降组件分别位于外壳内的两侧，所述横杆的两端分别与两个升降组件连接，所述气缸的缸体固定在横杆的一端上，所述气缸的气杆与第一电机固定连接，所述第一电机向下设置，所述转动杆水平设置，所述转动杆的一端与第一电机的输出轴固定连接，所述转动杆的另一端与加热器固定连接，所述第一电机与PLC电连接。

作为优选，为了升降横杆以便调整出料头的高度，所述升降组件包括第二电机、第一丝杆、移动块和挡板，所述第二电机固定在外壳内的底部，所述第一丝杆竖向设置，所述第一电机与第一丝杆的底端传动连接，所述挡板固定在第一丝杆的顶端，所述移动块套设在第一丝杆上，所述移动块的与第一丝杆的连接处设有与第一丝杆匹配的第一螺纹，所述横杆的两端分别与两个移动块固定连接，所述第二电机与PLC电连接。

作为优选，为了调节吸头的高度，所述调节组件包括第二丝杆、套管和限位单元，所述第二丝杆竖向设置，所述第一电机与第二丝杆的顶端传动连接，所述套管套设在第二丝杆上，所述套管的与第二丝杆的连接处设有与第二丝杆匹配的第二螺纹，所述套管的底端与吸头固定连接。

作为优选，为了限制套管移动的方向和距离，所述限位单元包括限位杆、限位环和限位板，所述限位杆竖向设置，所述限位杆的顶端与第一电机固定连接，所述限位板固定在限位杆的底端，所述限位环套设在限位杆上，所述限位环与限位杆滑动连接，所述限位环与套管固定连接。

作为优选，为了便于更换滤网，所述分离室的顶部设有更换口，所述更换口内设有密封盖，所述密封盖与更换口的内壁密封连接。

作为优选，为了便于将打印好的工件取出，所述外壳的一侧的下方设有开口，所述开口处设有盖板，所述盖板与开口匹配，所述盖板的顶端与开口的上方的内壁铰接。

作为优选，为了便于打开盖板，所述盖板的远离外壳的一侧的中心处设有把手，所述把手与盖板固定连接。

作为优选，为了将打印好的工件传送到外壳内的靠近开口的一侧，所述底板的下方的两侧均设有传送带，所述传送带与底板传动连接，所述传送带与PLC电连接。

作为优选，为了限制滤网的位置，所述滤网的两侧均设有固定块，两个固定块的相互靠近的一侧均与滤网抵靠，两个固定块的另一侧均与分离室固定连接。

本发明的有益效果是，该具有回收和净化功能的3D打印设备通过回收机构将打印时用于支撑的材料粉末回收，避免打印材料的浪费，与现有的回收机构相比，操作简便，更加环保，不仅如此，通过净化机构去除打印机工作时产生的有刺激性气味的有毒气体，减轻对人体的危害，与现有的净化机构相比，提高了安全性和实用性。

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是本发明的具有回收和净化功能的3D打印设备的结构示意图；

图2是本发明的具有回收和净化功能的3D打印设备的定位机构的结构示意图；

图3是本发明的具有回收和净化功能的3D打印设备的净化机构的结构示意图；

图4是图1的A部放大图；

1.外壳，2.底板，3.加热器，4.出料头，5.导管，6.材料盒，7.连接管，8.分离室，9.吸头，10.回收管，11.密封板，12.滤网，13.气管，14.气泵，15.净化器，16.转动杆，17.第一电机，18.气缸，19.横杆，20.第二电机，21.第一丝杆，22.移动块，23.挡板，24.盖板，25.把手，26.传送带，27.冷凝器，28.第二丝杆，29.套管，30.限位杆，31.限位环，32.限位板。

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，一种具有回收和净化功能的3D打印设备，包括外壳1、底板2、材料盒6、导管5、加热器3、出料头4和定位机构，所述底板2设置在外壳1内的底部，所述材料盒6设置在外壳1的一侧，所述定位机构设置在外壳1内，所述出料头4与定位机构连接，所述加热器3固定在出料头4的上方，所述导管5的一端穿过加热器3与出料头4连通，所述导管5的另一端穿过外壳1的内壁与材料盒6连通，所述导管5的靠近材料盒6的一端设有第一阀门，还包括回收机构和净化机构，所述外壳1内设有PLC，所述第一阀门、加热器3和出料头4均与PLC电连接；

该具有回收和净化功能的3D打印设备在使用时，通过定位机构调整加热器3和出料头4的位置，PLC启动第一阀门打开，材料从材料盒6流入导管5，PLC再启动加热器3给材料加热，然后材料从出料头4流出落到底板2上，经冷却后成型，在此过程中，净化机构净化外壳1内的空气，减轻有毒气体对人体的危害，提高设备的安全性，打印完毕后，回收机构对作为支撑物的材料粉末进行回收再利用，避免了材料的浪费，提高了实用性。

如图1-2所示，所述回收机构包括吸头9、连接管10、分离室、分离室7、第二阀门和调节组件，所述分离室固定在材料盒6的上方，所述分离室的下方的一侧通过分离室7与材料盒6连通，所述第二阀门设置在分离室7内，所述吸头9通过调节组件与定位机构连接，所述吸头9通过连接管10与分离室连通，所述第二阀门与PLC电连接；

打印完毕后，PLC驱动气缸18的气杆移动，带动调节组件在水平方向上平移，同时PLC控制调节组件调整吸头9的高度，使吸头9靠近底板2，将多余的材料粉末和有毒气体吸入连接管10，再进入分离室进行分离，PLC控制第二阀门打开，材料粉末顺着分离室7流入材料盒6,以便下一次使用，实现了设备的回收功能，节约了材料，提高了实用性。

如图3所示，所述净化机构包括滤网12、气管13、气泵14和净化器15，所述滤网12固定在分离室内,所述滤网12位于分离室7的远离连接管10的一侧，所述净化器15设置在材料盒6的下方，所述气泵14设置在净化器15的一侧，所述气管13的一端与分离室的远离连接管10的一侧连通，所述气管13的另一端穿过气泵14与净化器15连通，所述气泵14和净化器15均与PLC电连接。

打印完毕后，PLC启动气泵14吸气，等到材料粉末和气体被吸入分离室后，滤网12使气体通过，拦截住粉末，气体顺着气管13经过气泵14进入净化器15然后被净化，减轻了有毒气体对人体的危害，提高了安全性。

作为优选，为了调节出料头4的位置，所述定位机构包括横杆19、气缸18、第一电机17、转动杆16和两个升降组件，两个升降组件分别位于外壳1内的两侧，所述横杆19的两端分别与两个升降组件连接，所述气缸18的缸体固定在横杆19的一端上，所述气缸18的气杆与第一电机17固定连接，所述第一电机17向下设置，所述转动杆16水平设置，所述转动杆16的一端与第一电机17的输出轴固定连接，所述转动杆16的另一端与加热器3固定连接，所述第一电机17与PLC电连接。

PLC通过两个升降组件调节横杆19的高度，同时PLC启动气缸18使气杆带动第一电机17平移，PLC启动第一电机17使转动杆16转动，气缸18和第一电机17配合调整加热器3和出料头4的水平位置。

作为优选，为了升降横杆19以便调整出料头4的高度，所述升降组件包括第二电机20、第一丝杆21、移动块22和挡板23，所述第二电机20固定在外壳1内的底部，所述第一丝杆21竖向设置，所述第一电机17与第一丝杆21的底端传动连接，所述挡板23固定在第一丝杆21的顶端，所述移动块22套设在第一丝杆21上，所述移动块22的与第一丝杆21的连接处设有与第一丝杆21匹配的第一螺纹，所述横杆19的两端分别与两个移动块22固定连接，所述第二电机20与PLC电连接。

PLC驱动第二电机20转动，第一丝杆21转动，移动块22上下移动，带动横杆19升降，从而实现定位机构的升降功能，调整加热器3和出料头4的高度，挡板23可防止因移动块22上移距离过大而脱离第一丝杆21的情况发生。

作为优选，为了调节吸头9的高度，所述调节组件包括第二丝杆28、套管29和限位单元，所述第二丝杆28竖向设置，所述第一电机17与第二丝杆28的顶端传动连接，所述套管29套设在第二丝杆28上，所述套管29的与第二丝杆28的连接处设有与第二丝杆28匹配的第二螺纹，所述套管29的底端与吸头9固定连接。

第一电机17启动时，第二丝杆28转动，限位单元防止套管29跟着转动，套管29上下移动，带动吸头9升降。

作为优选，为了限制套管29移动的方向和距离，所述限位单元包括限位杆30、限位环31和限位板32，所述限位杆30竖向设置，所述限位杆30的顶端与第一电机17固定连接，所述限位板32固定在限位杆30的底端，所述限位环31套设在限位杆30上，所述限位环31与限位杆30滑动连接，所述限位环31与套管29固定连接。

限位杆30和限位环31限制套管29移动的方向，限位板32限制套管29移动的距离。

作为优选，为了便于更换滤网12，所述分离室的顶部设有更换口，所述更换口内设有密封盖11，所述密封盖11与更换口的内壁密封连接。

长时间使用后，滤网12的过滤效果可能会变差，此时，用户可打开密封盖11，然后更换滤网12。

作为优选，为了便于将打印好的工件取出，所述外壳1的一侧的下方设有开口，所述开口处设有盖板24，所述盖板24与开口匹配，所述盖板24的顶端与开口的上方的内壁铰接。

用户将盖板24往外翻，然后将打印好的工件从开口内取出。

作为优选，为了便于打开盖板24，所述盖板24的远离外壳1的一侧的中心处设有把手25，所述把手25与盖板24固定连接。

用户拉把手25打开盖板24，把手25更方便用户抓取，便于用户打开盖板24。

作为优选，为了将打印好的工件传送到外壳1内的靠近开口的一侧，所述底板2的下方的两侧均设有传送带26，所述传送带26与底板2传动连接，所述传送带26与PLC电连接。

PLC驱动传送带26，将打印好的工件传送到外壳1内的靠近开口的一侧

作为优选，为了限制滤网12的位置，所述滤网12的两侧均设有固定块27，两个固定块27的相互靠近的一侧均与滤网12抵靠，两个固定块27的另一侧均与分离室固定连接。

用户更换滤网12时，将新的滤网12插入两个固定块27之间，使滤网12竖直放置。

用户在使用该打印机时，先通过定位机构调整加热器3和出料头4的位置，再启动加热器3给材料加热，出料头4出料，同时，净化机构吸收有毒气体，净化外壳1内的空气，提高设备的安全性，打印完毕后，回收机构对作为支撑物的材料粉末进行回收再利用，节约了材料，降低了打印成本。

与现有技术相比，该具有回收和净化功能的3D打印设备通过回收机构将打印时用于支撑的材料粉末回收，避免打印材料的浪费，与现有回收机构相比，操作简便，更加环保，不仅如此，通过净化机构去除打印机工作时产生的有刺激性气味的毒气，减轻对人体的危害，与现有净化机构相比，提高了安全性和实用性。

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 (7)

1.一种具有回收和净化功能的3D打印设备，包括外壳(1)、底板(2)、材料盒(6)、导管(5)、加热器(3)、出料头(4)和定位机构，所述底板(2)设置在外壳(1)内的底部，所述材料盒(6)设置在外壳(1)的一侧，所述定位机构设置在外壳(1)内，所述出料头(4)与定位机构连接，所述加热器(3)固定在出料头(4)的上方，所述导管(5)的一端穿过加热器(3)与出料头(4)连通，所述导管(5)的另一端穿过外壳(1)的内壁与材料盒(6)连通，所述导管(5)的靠近材料盒(6)的一端设有第一阀门，其特征在于，还包括回收机构和净化机构，所述外壳(1)内设有PLC，所述第一阀门、加热器(3)和出料头(4)均与PLC电连接；

所述回收机构包括吸头(9)、连接管(10)、分离室(8)、回收管(7)、第二阀门和调节组件，所述分离室(8)固定在材料盒(6)的上方，所述分离室(8)的下方的一侧通过回收管(7)与材料盒(6)连通，所述第二阀门设置在回收管(7)内，所述吸头(9)通过调节组件与定位机构连接，所述吸头(9)通过连接管(10)与分离室(8)连通，所述第二阀门与PLC电连接；

所述净化机构包括滤网(12)、气管(13)、气泵(14)和净化器(15)，所述滤网(12)固定在分离室(8)内,所述滤网(12)位于回收管(7)的远离连接管(10)的一侧，所述净化器(15)设置在材料盒(6)的下方，所述气泵(14)设置在净化器(15)的一侧，所述气管(13)的一端与分离室(8)的远离连接管(10)的一侧连通，所述气管(13)的另一端穿过气泵(14)与净化器(15)连通，所述气泵(14)和净化器(15)均与PLC电连接；

所述定位机构包括横杆(19)、气缸(18)、第一电机(17)、转动杆(16)和两个升降组件，两个升降组件分别位于外壳(1)内的两侧，所述横杆(19)的两端分别与两个升降组件连接，所述气缸(18)的缸体固定在横杆(19)的一端上，所述气缸(18)的气杆与第一电机(17)固定连接，所述第一电机(17)向下设置，所述转动杆(16)水平设置，所述转动杆(16)的一端与第一电机(17)的输出轴固定连接，所述转动杆(16)的另一端与加热器(3)固定连接，所述第一电机(17)与PLC电连接；

所述调节组件包括第二丝杆(28)、套管(29)和限位单元，所述第二丝杆(28)竖向设置，所述第一电机(17)与第二丝杆(28)的顶端传动连接，所述套管(29)套设在第二丝杆(28)上，所述套管(29)的与第二丝杆(28)的连接处设有与第二丝杆(28)匹配的第二螺纹，所述套管(29)的底端与吸头(9)固定连接；

所述限位单元包括限位杆(30)、限位环(31)和限位板(32)，所述限位杆(30)竖向设置，所述限位杆(30)的顶端与第一电机(17)固定连接，所述限位板(32)固定在限位杆(30)的底端，所述限位环(31)套设在限位杆(30)上，所述限位环(31)与限位杆(30)滑动连接，所述限位环(31)与套管(29)固定连接。

2.如权利要求1所述的具有回收和净化功能的3D打印设备，其特征在于，所述升降组件包括第二电机(20)、第一丝杆(21)、移动块(22)和挡板(23)，所述第二电机(20)固定在外壳(1)内的底部，所述第一丝杆(21)竖向设置，所述第一电机(17)与第一丝杆(21)的底端传动连接，所述挡板(23)固定在第一丝杆(21)的顶端，所述移动块(22)套设在第一丝杆(21)上，所述移动块(22)的与第一丝杆(21)的连接处设有与第一丝杆(21)匹配的第一螺纹，所述横杆(19)的两端分别与两个移动块(22)固定连接，所述第二电机(20)与PLC电连接。

3.如权利要求1所述的具有回收和净化功能的3D打印设备，其特征在于，所述分离室(8)的顶部设有更换口，所述更换口内设有密封盖(11)，所述密封盖(11)与更换口的内壁密封连接。

4.如权利要求1所述的具有回收和净化功能的3D打印设备，其特征在于，所述外壳(1)的一侧的下方设有开口，所述开口处设有盖板(24)，所述盖板(24)与开口匹配，所述盖板(24)的顶端与开口的上方的内壁铰接。

5.如权利要求4所述的具有回收和净化功能的3D打印设备，其特征在于，所述盖板(24)的远离外壳(1)的一侧的中心处设有把手(25)，所述把手(25)与盖板(24)固定连接。

6.如权利要求4所述的具有回收和净化功能的3D打印设备，其特征在于，所述底板(2)的下方的两侧均设有传送带(26)，所述传送带(26)与底板(2)传动连接，所述传送带(26)与PLC电连接。

7.如权利要求1所述的具有回收和净化功能的3D打印设备，其特征在于，所述滤网(12)的两侧均设有限位块(27)，两个限位块(27)的相互靠近的一侧均与滤网(12)抵靠，两个限位块(27)的另一侧均与分离室(8)固定连接。

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