CN110549605A - 一种自带冷却装置的3d打印机 - Google Patents

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黄继霖
郑力铭
吴春蕾
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Abstract

本发明属于3D打印技术领域，公开了一种自带冷却装置的3D打印机，该冷却装置包括冷却室(2)和冷源(3)，冷源(3)安装在冷却室(2)的内部顶端，冷却室(2)的上部和打印室(1)的上部通过热气出气口(4)相通，冷却室(2)的底部和打印室(1)的底部通过冷气进气口(5)相通。本发明应用空气对流原理，在冷源(3)的作用下打印室(1)内的热空气进入冷却室(2)的上部，在冷源(3)的作用下冷却后从冷却室(2)的底部回到打印室(1)，完成对打印室(1)的降温，与现有技术相比本发明不仅解决了打印室(1)的冷却问题，而且结构简单。

Description

一种自带冷却装置的3D打印机
技术领域
本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种自带冷却装置的3D打印机。
背景技术
激光3D打印是一种以激光为热源对粉末压坯进行烧结的3D打印技术。利用可实现高熔点的金属和陶瓷等粉末材料的烧结黏连制造设备，与其他快速成型技术相比，烧结制备的部件，具有性能好、制作速度快、材料多样化，成本低等特点。
但是在烧结过程中，对粉末材料的烧结会产生大量的热量，使整个打印室内的温度变得相当的高，长时间过高的温度会损坏打印室内的零部件，影响打印质量。在烧结完成后需要等到成型件冷却到室温后再将烧结件取出，自然状态下的冷却少则半小时多则一个多小时，严重影响打印效率。而在打印过程中打印室必须为密封状态，以防止烧结产生的烟雾影响环境，密封状态下使得散热更加缓慢，大大降低了打印效率。
在对打印室的降温问题中，申请公布号为CN107718538A的中国发明专利申请“一种SLS3D打印机液冷装置”公开了一种包括冷水机、进水支路、出水支路和散热装置的液冷装置，由冷水机提供冷源，通过进出水支路将冷水送入散热装置后对打印头和打印室进行降温。该发明专利解决了粉末打印不能用风冷的问题，同时达到很好的制冷效果。但是，需要在打印室内安装其散热装置等设备，结构复杂，成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种自带冷却装置的3D打印机，解决现有技术中存在的散热装置结构复杂的问题，同时达到很好的散热效果。
为解决上述问题，本发明的构思是在3D打印机的打印室侧壁上装有冷却室，冷却室的上部和打印室的上部相通，冷却室的下部和打印室的下部相通，在所述冷却室的上部装有冷源，在冷源的作用下，热空气进入冷却室上部在冷源的作用下冷却后在冷却室内向下流动后进入打印室，以此完成对打印室的降温。
本发明的技术方案是，一种自带冷却装置的3D打印机，包括打印室，所述打印室的外壁上设置有冷却室，所述冷却室的顶部设置有冷源，所述冷却室的顶部和打印室的顶部通过热气出口相通，所述冷却室的下部和打印室的下部通过冷气进口相通。
进一步的，所述冷却室的热气出气口和冷气进气口之间设置有气体净化装置。
进一步的，所述气体净化装置从上至下依次为初效过滤棉、HEPA中效过滤芯和高效活性炭过滤芯。
进一步的，所述冷气进口处设置有气体干燥器，冷却室内的气体通过气体干燥器后进入打印室。
进一步的，所述冷源为半导体制冷片，半导体制冷片包括热端和冷端，所述冷却室的内部顶端设置有制冷鳍片，所述冷却室的顶部开有安装半导体制冷片的安装口，所述半导体制冷片的冷端与所述制冷鳍片的顶部无缝连接；所述冷却室的外部顶端设置有散热鳍片，所述半导体制冷片的热端和所述散热鳍片的底端无缝连接,所述散热鳍片的顶端设置有散热风扇，散热风扇固定安装在散热鳍片的顶端。
进一步的，所述冷却室有两个，冷却室安装在打印室相对的两侧外壁上。
实际使用时：在冷源的作用下打印室内的热气体从热气出口进入冷却室，经过冷源的冷却后，冷却的气体向下运动，经过气体净化器净化后，到达冷却室的底部，从冷气进口进入打印室，完成打印室的冷却。净化器可对冷却后的气体净化，气体干燥器可对冷却后的气体干燥，降低打印室内的水含量，半导体制冷片结构简单。
本发明公开的3D打印机，在打印室的侧壁设置冷却室，打印室的上部和冷却室的上部相通，打印室的底部和冷却室的底部相通，通过在冷却室的上部设置冷源，利用空气对流原理实现打印室内的气体和冷却室内的气体的交换，气体在冷却室内冷却，与现有技术相比，本发明具有结构简单、散热效果好等特点。同时冷却室内设置气体净化装置，在气体冷却的时候可以实现净化。气体干燥器的安装在冷却室和打印室之间，可对冷却后的气体实现干燥，降低打印室内的水含量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域的技术人员来说在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图得到其他附图。
图1是本发明结构示意图。
图中所示：1、打印室 2、冷却室 3、冷源 3-1、散热鳍片 3-2、半导体制冷片 3-3、制冷鳍片 3-4、散热风扇 3-5、隔热垫 4、热气出口 5、冷气进口 6、气体净化装置 6-1、初效过滤棉 6-2、HEPA中效过滤芯 6-3、高效活性炭过滤芯。
具体实施方式：
下面将结合附图对本发明进行清楚、完整的描述。
实施例1：
本实施例提供一种自带冷却装置的3D打印机，包括打印室1和冷却室2，冷却室2安装在打印室1的侧壁上，冷却室1的内部顶端安装有冷源3，冷却室2的上部和打印室1的上部通过热气出口4相通，冷却室2的下部和打印室1的下部通过冷气进口5相通。
在本实施例中，冷却室2的顶部装有冷源3，打印室1的热气在冷源3的作用下由热气出口4进入冷却室2，在冷却室2中冷却后下降至冷却室2的底部，在气压作用下由冷气进口5进入打印室2，达到对打印室1的冷却降温。
在本实施例的可选方案中，热气出口4和冷气进口5之间设有气体净化装置6。
在本实施例中，气体净化装置6的进气口连接冷却室2的上部，气体净化装置6的出气口连接冷却室2的底部，冷却后的气体经过气体净化装置6后由冷气进口5进入打印室1，在冷却的同时可对打印室1内的气体进行净化。
在本实施例的可选方案中，气体净化装置6为从上至下，顺气流方向安装的初效过滤棉6-1、HEPA中效过滤芯6-2和高效活性炭过滤芯6-3。
在本实施例的可选方案中，冷气进口5设置有气体干燥器，气体干燥器的进气口连接冷却室2的底部，气体干燥器的出气口连接打印室1的底部。
在本实施例中，冷却后的气体经过气体干燥器后进入打印室1，可降低打印室1内的水含量。
在本实施例的可选方案中，冷源3为半导体制冷片3-2，冷却室2的顶部开有和该半导体制冷片3-2对应的安装孔，半导体制冷片3-2安装在该制冷孔内。冷却室的内部顶端安装有制冷鳍片3-3，半导体制冷片3-2的冷端和制冷鳍片3-3通过导热硅脂无缝连接。半导体制冷片3-2的热端通过导热硅脂和散热鳍片3-1无缝连接，散热鳍片3-1和制冷鳍片3-3之间安装有隔热垫3-5。散热鳍片3-1的顶端安装有散热风扇3-4。
在本实施例中，半导体制冷片3-2通过制冷鳍片3-3制冷，热端通过散热鳍片3-1和散热风扇3-4散热，半导体制冷结构简单，制冷效果好。
在本实施例的可选方案中，冷却室2有两个，分别安装在打印室1相对两侧的外壁上。
在本实施例中，相对安装的两个冷却室2的制冷效果更好。
上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制。本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示意的准确结构，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，做出的各种改变和变形，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种自带冷却装置的3D打印机，包括打印室(1)，其特征在于：所述打印室(1)的外壁上设置有冷却室(2)，所述冷却室(2)的上部设置有冷源(3)，所述冷却室(2)的上部和打印室(1)的上部通过热气出口(4)相通，所述冷却室(2)的底部和打印室(1)的底部通过冷气进口(5)相通。
2.根据权利要求1所述的自带冷却装置的3D打印机，其特征在于：所述冷却室(2)的热气出气口(4)和冷气进气口(5)之间设置有气体净化装置(6)。
3.根据权利要求2所述的自带冷却装置的3D打印机，其特征在于：所述气体净化装置(6)从上至下依次为初效过滤棉(6-1)、HEPA中效过滤芯(6-2)和高效活性炭过滤芯(6-3)。
4.根据权利要求1-3任一所述的自带冷却装置的3D打印机，其特征在于：所述冷气进口(5)处设置有气体干燥器。
5.根据权利要求1-3任一所述的自带冷却装置的3D打印机，其特征在于：所述冷源(3)为半导体制冷片(3-2)，所述冷却室(2)的内部顶端设置有制冷鳍片(3-3)，所述半导体制冷片(3-2)的冷端与所述制冷鳍片(3-3)的顶部无缝连接；所述冷却室(2)的外部顶端设置有散热鳍片(3-1)，所述半导体制冷片(3-2)的热端和所述散热鳍片(3-1)的底端无缝连接,所述散热鳍片(3-1)的顶端设置有散热风扇(3-4)，散热风扇(3-4)固定安装在散热鳍片(3-1)的顶端。
6.根据权利要求4所述的自带冷却装置的3D打印机，其特征在于：所述冷源(3)为半导体制冷片(3-2)，所述冷却室(2)的内部顶端设置有制冷鳍片(3-3)，所述半导体制冷片(3-2)的冷端与所述制冷鳍片(3-3)的顶部无缝连接；所述冷却室(2)的外部顶端设置有散热鳍片(3-1)，所述半导体制冷片(3-2)的热端和所述散热鳍片(3-1)的底端无缝连接,所述散热鳍片(3-1)的顶端设置有散热风扇(3-4)，散热风扇(3-4)固定安装在散热鳍片(3-1)的顶端。
7.根据权利要求1-3任一所述的自带冷却装置的3D打印机，其特征在于：所述冷却室(2)有两个，冷却室(2)安装在打印室(1)相对的两侧外壁上。
8.根据权利要求4所述的自带冷却装置的3D打印机，其特征在于：所述冷却室(2)有两个，冷却室(2)安装在打印室(1)相对的两侧外壁上。
9.根据权利要求5所述的自带冷却装置的3D打印机，其特征在于：所述冷却室(2)有两个，冷却室(2)安装在打印室(1)相对的两侧外壁上。
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