CN111136910B - 一种3d打印机近程送料组合装置 - Google Patents

一种3d打印机近程送料组合装置 Download PDF

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Abstract

本发明一种3D打印机近程送料组合装置，包括机体、挤料系统、送料头和打印喷头，挤料系统设在机体内部，包括挤料电机、传动轴和挤出件，挤料电机的输出轴安装有第一传动齿轮，两根传动轴分别设在送料电机的输出轴的上方和下方，两根传动轴一端均安装有与第一传动齿轮啮合的第二传动齿轮，中部均安装有主动辊，挤出件顶部和底部均安装有随主动辊转动的从动辊，挤出机设有上下贯通的挤料孔，挤料孔设在主动辊和从动辊间，通过挤料电机带动第一传动齿轮转动带动两个第二传动齿轮转动，进而带动两根传动轴转动，从而带动两组主动辊和从动辊转动，既可实现精准送料，又可以增大扭矩、增大挤出机挤料动力。

Description

一种3D打印机近程送料组合装置
技术领域
本发明涉及3D打印机技术领域，具体涉及一种3D打印机近程送料组合装置。
背景技术
近几年来，3D打印技术的发展如火如荼。而其中的熔融沉积技术是3D打印技术中发展最快的技术种类之一，基于FDM技术开发的3D打印机因其具有制造成本低、设备轻便、工作环境要求低等特点，被人们广泛熟知。
现有技术中，FDM型3D打印机的挤出机直接是通过在步进电机的输出轴上套设进料齿轮来挤料，但是，打印材料在输入时由于不断磨损容易出现切料现象，若采用单个进料齿轮进行挤料，往往会出现动力不足导致出料不均匀或无法出料的现象。
发明内容
根据现有技术的不足，本发明的目的是提供一种3D打印机近程送料组合装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种3D打印机近程送料组合装置，包括：
机体，包括固定板、固定在所述固定板左侧的传动机壳和固定在所述传动机壳左侧的挤出机壳，所述风扇支撑架设在所述挤出机壳下方并安装有风扇；
挤料系统，包括挤料电机、传动轴和挤出件，所述挤料电机安装在固定板右侧，所述挤料电机的输出轴伸进所述传动机壳且安装有第一传动齿轮，两根所述传动轴设在所述传动机壳和所述挤出机壳内且分别设在送料电机的输出轴的上方和下方，两根所述传动轴一端均安装有与所述第一传动齿轮啮合的第二传动齿轮，两根所述传动轴的中部均安装有设在所述挤出机壳内的主动辊，所述挤出件安装在所述挤出机壳内且设在两根所述传动轴间内，所述挤出件顶部和底部安装有随所述主动辊转动的从动辊，所述挤出机设有上下贯通的挤料孔，所述挤料孔设在所述主动辊和所述从动辊间；
送料头，安装在所述挤出机壳顶部，所述送料头顶部连接有送料管，底部连接有伸进所述挤出机壳内的第一喉管；
打印喷头，安装在所述挤出机壳底部且设在风扇支撑架中部，包括自上而下设置的散热器、加热块和喷嘴。
进一步的，所述第二传动齿轮的齿数大于所述第一传动齿轮的齿数。
进一步的，所述送料头为铁氟龙管接头。
进一步的，所述挤出机壳左侧和右侧均设有滑槽，所述挤出件左侧和右侧分别设有在两个滑槽内滑动的滑块，所述挤出件前侧和所述挤出机壳间设有第一弹簧，所述挤出件后侧设有伸出所述挤出机壳的挤出按钮。
进一步的，所述第一弹簧的数量为2到3个。
进一步的，所述打印喷头顶部设有弹簧卡盘，所述弹簧卡盘包括盘体和固定管，多根所述固定管均匀分布在所述盘体上且外壁光滑，内壁设有螺纹，所述固定管通过螺钉固定在所述挤出机壳底部，所述固定管上套设有第二弹簧，所述第二弹簧一端在所述挤出机壳底面，另一端抵靠在所述盘体顶面。
进一步的，所述弹簧卡盘上设有导料件，所述导料件底部固定在所述盘体上，所述导料件上设有伸进所述挤出机壳内部的导料管，所述导料管与所述挤料孔同轴设置。
进一步的，所述打印喷头底部设有加热块，所述加热块内设有电热管，两根所述电热管相对于所述打印喷头对称设置。
进一步的，所述固定板底部设有调平测距装置，所述调平测距装置为接近开关。
进一步的，所述固定板左侧固定有滑块，所述滑块可拆卸的与3D打印机连接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
1.本发明所述的一种3D打印机近程送料组合装置，挤料系统包括第一传动齿轮和两个第二传动齿轮，通过挤料电机带动第一传动齿轮转动带动两个第二传动齿轮转动，进而带动两根传动轴转动，从而带动两组主动辊和从动辊转动，既可实现精准送料，又可以增大扭矩、增大挤出机挤料动力。
2.本发明所述的一种3D打印机近程送料组合装置，两根传动轴上均设有主动辊，两个主动辊分别设置在挤出件顶部和底部，且挤出件顶部和底部安装有随主动辊转动的从动辊，同时对打印材料提供挤出动力，与一组主动辊和从动辊相比，两组主动辊和从动辊尽可能避免切料而导致挤料动力不足的缺点，在其中一组主动辊和从动辊处发生切料现象时，另一组主动辊和从动辊可以继续送料。
3.本发明所述的一种3D打印机近程送料组合装置，第二传动齿轮的齿数大于第一传动齿轮的齿数，可以增大扭矩、增大挤出机挤料动力。
4.本发明所述的一种3D打印机近程送料组合装置，设置两个风扇，可实现对散热器的全方位冷却功能。
5.本发明所述的一种3D打印机近程送料组合装置，设置第一弹簧和挤出按钮，更加方便的接入打印材料。
6.本发明所述的一种3D打印机近程送料组合装置，设有弹簧卡盘，在打印平台挤压喷嘴时，弹簧卡盘会带着打印喷头向上移动，防止打印平台对喷嘴进行挤压，从而避免损坏喷嘴；另外，弹簧卡盘上套设有第二弹簧，第二弹簧一端抵靠在在挤出机壳底面，另一端抵靠在弹簧卡盘的盘体顶面，可以夹紧打印喷头，使打印喷头固定在挤出机壳底部。
7.本发明所述的一种3D打印机近程送料组合装置，设有导料件，方便打印材料从挤料孔底部输出时，通过导料管送入打印喷头，保证打印材料接入的连续性。
8.本发明所述的一种3D打印机近程送料组合装置，加热块内设有两根电热管，两根电热管相对于打印喷头对称设置，与单个电热管加热相比，双侧加热管同时加热可保证中间流过的丝料受热均匀，挤出更流畅。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明内部结构示意图。
图3为本发明的剖视图。
图4为本发明挤料系统的结构示意图。
图5为本发明挤出件的结构示意图。
图6为本发明挤出件、从动辊、第一弹簧和挤出按钮连接的结构示意图。
图7为本发明弹簧卡盘的结构示意图。
图8为本发明导料件的结构示意图。
其中：100、机体；110、固定板；120、传动机壳；130、挤出机壳；131、挤出机主壳；132、右背板；133、左背板；140、风扇支撑架；150、左外壳；160、右外壳；170、滑块；
200、挤料系统；210、挤料电机；220、传动轴；230、挤出件；231、挤料孔；232、滑块；240、第一传动齿轮；250、第二传动齿轮；260；主动辊；270、从动辊；280、第一弹簧；290、挤出按钮；
300、送料头；310、送料管；320、第一喉管；
400、风扇；
500、打印喷头；510、散热器；520、加热块；530、喷嘴；
600、弹簧卡盘；610、盘体；620、固定管；630、第二弹簧；
700、导料件；710、导料管。
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。
参照图1-图8所示，一种3D打印机近程送料组合装置，包括机体100、挤料系统200、送料头300和打印喷头500。
机体100包括固定板110、传动机壳120、挤出机壳130和风扇支撑架140。传动机壳120为矩形框架结构，固定在固定板110左侧，挤出机壳130为矩形腔体结构，挤出机壳130固定在传动机壳120左侧，挤出机壳130包括挤出机主壳131、右背板132和左背板133，挤出机主壳131为矩形框架结构，右背板132固定在传动机壳120左侧，挤出机主壳131固定在右背板132左侧，右背板132固定在挤出机主壳131左侧。风扇支撑架140设在传动机壳120下方并固定在固定板110左侧，风扇支撑架140上设有风扇400。
参照图1所示，机体100还包括左外壳150和右外壳160，左外壳150固定在固定板110左侧，右外壳160固定在固定板110右侧，使得整个装置形成一个整体。另外，左外壳150前侧面和后侧面相对于风扇的位置设置有风扇进风口，方便散热。
参照图1-图6所示，挤料系统200包括挤料电机210、传动轴220和挤出件230。挤料电机210通过螺栓安装在固定板110右侧，挤料电机210的输出轴伸进传动机壳120且安装有第一传动齿轮240，两根传动轴220设在传动机壳120和挤出机壳130内且分别设在送料电机的输出轴的上方和下方，两根传动轴220一端通过轴承安装在固定板110上，中部安装在挤出机壳130的右侧，即通过轴承安装在右背板132132上，另一端通过轴承安装在挤出机壳130的右侧，即安装在左背板133133上。两根传动轴220一端均安装有与第一传动齿轮240啮合的第二传动齿轮250，挤出电机运动带动第一传动齿轮240转动，从而带动与第一传动齿轮240啮合的两个第二传动齿轮250转动。两根传动轴220的中部均安装有设在挤出机壳130内的主动辊260，挤出件230安装在挤出机壳130内且设在两根传动轴220间内，挤出件230顶部和底部安装有随主动辊260转动的从动辊270，挤出机设有上下贯通的挤料孔231，挤料孔231设在主动辊260和从动辊270间。打印材料从挤料孔231顶部送入，从挤料孔231底部输出，与单组主动辊260和从动辊270相比，通过两组主动辊260和从动辊270送料，可以增加挤出动力，在其中一组主动辊260和从动辊270处发生切料现象时，另一组主动辊260和从动辊270可以继续送料，尽可能防止因为切料而导致的动力不足。另外，通过两组主动辊260和从动辊270送料，可以进一步提升送料的精准性，防止打印材料歪斜。
优选的，第二传动齿轮250的齿数大于第一传动齿轮240的齿数。通过第一传动齿轮240带动两个第二传动齿轮250转动，可以增大扭矩以及增大挤出机挤料动力。
优选的，挤料电机210为步进电机。
参照图2和图3所示，送料头300安装在挤出机壳130顶部，即安装在挤出机主壳131的顶部，送料头300顶部连接有送料管310，底部连接有伸进挤出机壳130内的第一喉管320，第一喉管320与挤料孔231同轴设置。送料头300为铁氟龙管接头。
参照图2和图3所示，打印喷头500安装在挤出机主壳131底部且设在风扇支撑架140中部。具体的，打印喷头500顶部固定在挤出机主壳131底部，中部为散热器510，底部为加热块520，加热块520底部设有喷嘴530，打印喷头500设有自上而下贯通的打印孔。
参照图2所示，两个风扇400安装在打印喷头500两侧，具体的，两个风扇400对称设在散热器510两侧，通过设置两个风扇400，可实现对散热器510的全方位冷却功能。
左背板133133和右背板132132上均设有滑槽，挤出件230左侧和右侧分别设有在两个滑槽内滑动的滑块232，通过设置滑槽和滑块232，可以使挤出件230在挤出机壳130上前后移动，挤出件230前侧和挤出机壳130间设有第一弹簧280，第一弹簧280的数量为2到3个，挤出件230后侧设有伸出挤出机壳130的挤出按钮290。在本装置自动送料之前，需要接入打印材料，按动挤出按钮290，可以使主动辊260和从动辊270间隔一定距离，方便打印材料从一组主动辊260和从动辊270之间接入挤料孔231，从另一组主动辊260和从动辊270之间接入打印喷头500，当打印材料接入完成后，放开挤出按钮290，由于第一弹簧280的作用，两组主动辊260和从动辊270会把打印材料夹紧。通过设置第一弹簧280和挤出按钮290，更加方便的接入打印材料。
下面将结合附图对本发明的弹簧卡盘600进行详细的说明。
参照图7所示，打印喷头500顶部设有弹簧卡盘600，弹簧卡盘600包括一体成型的盘体610和固定管620，多根固定管620均匀分布在盘体610上且外壁光滑，内壁设有螺纹，挤出机壳130底部设有多个与固定管620位置相对的第一通孔，固定管620通过穿过第一通孔的螺钉固定在挤出机壳130底部，固定管620可以在第一通孔内上下移动，固定管620上套设有第二弹簧630，第二弹簧630一端抵靠在在挤出机壳130底面，另一端抵靠在盘体610顶面，打印喷头500固定在盘体610底部。在对3D打印机打印平台进行调平过程中，打印平台会对喷嘴530进行挤压，如果不设置弹簧卡盘600，打印喷头500与挤出机主壳131底部为刚性连接，打印平台多次压迫喷嘴530会对喷嘴530造成损坏；本装置设置弹簧卡盘600后，由于弹簧卡盘600上的固定管620可以在挤出机壳130底部中的第一通孔内上下移动，且固定管620上套设有第二弹簧630，在打印平台挤压喷嘴530时，弹簧卡盘600会带着打印喷头500向上移动，防止打印平台对喷嘴530进行挤压，从而避免损坏喷嘴530。在调平完成后，由于第二弹簧630和螺钉的作用，可以夹紧打印喷头500，使打印喷头500固定在挤出机壳130底部。
参照图2、图3和图8所示，弹簧卡盘600上设有导料件700，导料件700底部固定在盘体610上，导料件700顶部上伸进挤出机壳130内部的导料管710，导料管710与挤料孔231同轴设置，通过设置导料件700，方便打印材料从挤料孔231底部输出时，通过导料管710送入打印喷头500，保证打印材料接入的连续性。
打印喷头500底部设有加热块，加热块内设有电热管，两根电热管相对于打印喷头500对称设置。与单个电热管加热相比，双侧加热管同时加热可保证中间流过的丝料受热均匀，挤出更流畅。
优选的，固定板110底部设有调平测距装置。调平测距装置为接近开关。
优选的，固定板110固定板左侧固定有170滑块，滑块170通过螺栓可拆卸的与3D打印机连接，通过3D打印机上的电机控制滑块170运动，进而带动本装置运动。
显然，上述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。

Claims (8)

1.一种3D打印机近程送料组合装置，其特征在于，包括：
机体，包括固定板、固定在所述固定板左侧的传动机壳和固定在所述传动机壳左侧的挤出机壳，风扇支撑架设在所述挤出机壳下方并安装有风扇；
挤料系统，包括挤料电机、传动轴和挤出件，所述挤料电机安装在固定板右侧，所述挤料电机的输出轴伸进所述传动机壳且安装有第一传动齿轮，两根所述传动轴设在所述传动机壳和所述挤出机壳内且分别设在送料电机的输出轴的上方和下方，两根所述传动轴一端均安装有与所述第一传动齿轮啮合的第二传动齿轮，两根所述传动轴的中部均安装有设在所述挤出机壳内的主动辊，所述挤出件安装在所述挤出机壳内且设在两根所述传动轴间内，所述挤出件顶部和底部安装有随所述主动辊转动的从动辊，所述挤出机设有上下贯通的挤料孔，所述挤料孔设在所述主动辊和所述从动辊间；
送料头，安装在所述挤出机壳顶部，所述送料头顶部连接有送料管，底部连接有伸进所述挤出机壳内的第一喉管；
打印喷头，安装在所述挤出机壳底部且设在风扇支撑架中部，包括自上而下设置的散热器、加热块和喷嘴；
弹簧卡盘，设在所述打印喷头顶部，所述弹簧卡盘包括盘体和固定管，多根所述固定管均匀分布在所述盘体上且外壁光滑，内壁设有螺纹，所述固定管通过螺钉固定在所述挤出机壳底部，所述固定管上套设有第二弹簧，所述第二弹簧一端在所述挤出机壳底面，另一端抵靠在所述盘体顶面，所述弹簧卡盘上设有导料件，所述导料件底部固定在所述盘体上，所述导料件上设有伸进所述挤出机壳内部的导料管，所述导料管与所述挤料孔同轴设置，所述打印喷头固定在所述盘体底部。
2.根据权利要求1所述的3D打印机近程送料组合装置，其特征在于：所述第二传动齿轮的齿数大于所述第一传动齿轮的齿数。
3.根据权利要求1所述的3D打印机近程送料组合装置，其特征在于：所述送料头为铁氟龙管接头。
4.根据权利要求1所述的3D打印机近程送料组合装置，其特征在于：所述挤出机壳左侧和右侧均设有滑槽，所述挤出件左侧和右侧分别设有在两个滑槽内滑动的滑块，所述挤出件前侧和所述挤出机壳间设有第一弹簧，所述挤出件后侧设有伸出所述挤出机壳的挤出按钮。
5.根据权利要求4所述的3D打印机近程送料组合装置，其特征在于：所述第一弹簧的数量为2到3个。
6.根据权利要求1-5任一项所述的3D打印机近程送料组合装置，其特征在于：所述打印喷头底部设有加热块，所述加热块内设有电热管，两根所述电热管相对于所述打印喷头对称设置。
7.根据权利要求1-5任一项所述的3D打印机近程送料组合装置，其特征在于：所述固定板底部设有调平测距装置，所述调平测距装置为接近开关。
8.根据权利要求1-5任一项所述的3D打印机近程送料组合装置，其特征在于：所述固定板左侧固定有滑块，所述滑块可拆卸的与3D打印机连接。
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