CN111231318A - 一种自散热型3d打印用物料托盘 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自散热型3D打印用物料托盘，包括机体以及设置在机体内的打印喷头，所述机体内设置有位于打印喷头下方处的托板，所述托板内嵌设有冷凝管，所述机体的内壁位于托板的下方处转动连接有转轴，所述转轴的侧壁沿其周向等间距固定连接有多个电磁铁，每个所述电磁铁的磁力线方向沿所述转轴的径向方向，每个所述电磁铁的外端固定连接有呈弧形的导热片。本发明将结构设置在3D打印机内，在安装时不占用过多空间；在使用过程中，转轴为间歇性周期转动，不会因高速转动产生噪音，同时无需电机驱动；此外，本发明能够根据打印物料的温度自行调速，使得用电更科学、能耗更低，更符合现代环保、节能的标准。

Description

一种自散热型3D打印用物料托盘
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种自散热型3D打印用物料托盘。
背景技术
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。
现有的3D打印机的工作原理是先利用电脑进行建模，然后将信息输入到3D打印机中，让打印机通过高温喷头喷出熔融材料，来制作3D模型，因此3D打印机在打印时，内部温度很高，需要使用辅助散热装置。当前的3D打印机用散热装置还存在一些问题，统的散热装置多为金属传热后使用风扇散热，这种形式的散热装置做功简陋，同时散热效果不理想；无论冬夏，只要3D打印机工作，散热风扇便会开始工作，消耗了过多的能量；此外，在使用过程中，散热风扇产生较大的噪音，同时，不能快速的使高温喷头喷出的熔融材料冷却凝固也是影响3D打印效率的主要原因之一。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种自散热型3D打印用物料托盘，其将结构设置在3D打印机内，在安装时不占用过多空间；在使用过程中，转轴为间歇性周期转动，不会因高速转动产生噪音，同时无需电机驱动；此外，本发明能够根据打印物料的温度自行调速，使得用电更科学、能耗更低，更符合现代环保、节能的标准。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种自散热型3D打印用物料托盘，包括机体以及设置在机体内的打印喷头，所述机体内设置有位于打印喷头下方处的托板，所述托板内嵌设有冷凝管，所述机体的内壁位于托板的下方处转动连接有转轴，所述转轴的侧壁沿其周向等间距固定连接有多个电磁铁，每个所述电磁铁的磁力线方向沿所述转轴的径向方向，每个所述电磁铁的外端固定连接有呈弧形的导热片，所述导热片上安装有温度传感器，所述温度传感器与和它顺时针相邻的电磁铁电性连接并控制该电磁铁电流的通断，所述机体的内底部设置有储液腔，所述机体的内底部位于储液腔的上方处设置有弧形滑腔，所述弧形滑腔内密封滑动磁性滑塞，所述磁性滑塞上安装有仅允许水从左往右流动第一单向阀，所述磁性滑塞通过第一弹簧弹性连接在弧形滑腔的内壁上，所述弧形滑腔的左端部通过导水管与储液腔连通且连通处没入储液腔内的液面以下，所述导水管位于储液腔内的一端安装有均允许水从下往上流动的第二单向阀，所述弧形滑腔的右端部通过导水腔有冷凝管的进水端连通，所述冷凝管的出水端通过排水腔与储液腔连通。
优选地，所述托板的下端与机体的内底部分别设置向内凹陷的第一圆弧面和第二圆弧面，在各所述导热片随转轴转动的过程中，各所述导热片的弧面从所述第一圆弧面和第二圆弧面的圆弧面掠扫。
优选地，所述托板位于第一圆弧面的上方处对称设置有两个弧形气腔，所述弧形气腔内密封滑动连接有由磁性材料制成的活塞，所述托板的上端面沿其周向设置有环形腔，所述托板的上端面均布有倾斜朝向托板中部设置有排气孔，且所述排气孔与环形腔连通，所述活塞通过第二弹簧弹性连接在弧形气腔的内壁上，所述弧形气腔靠近第二弹簧的一侧端部处设置有与外界连通的恒压孔，所述弧形气腔远离第二弹簧的一侧端部通过导气腔与环形腔连通。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明将结构设置在3D打印机内，在安装时不占用过多空间；在使用过程中，转轴为间歇性周期转动，不会因高速转动产生噪音，同时无需电机驱动；此外，本发明能够根据打印物料的温度自行调速，使得用电更科学、能耗更低，更符合现代环保、节能的标准；
2、通电电磁铁通过磁力拉动磁性滑塞移动，进而将弧形滑腔内的冷却液通过导水腔压入到冷凝管内，并通过排水腔到储液腔内，如此往复循环，使冷凝管内的水流动起来，进而加快托板上的3D物料的冷却固化；
3、当托板上方的物料温度过高时，导热片受热较快，温度传感器的控制周期较短，故转轴间歇转动的速度较快，托板上方的物料温度较低时，导热片受热较慢，温度传感器控制周期较长，故转轴间歇转动速度较慢，可见，该结构能够自动的调节散热速度；
4、通电的电磁铁在掠过弧形气腔时，通电电磁铁通过磁力吸引活塞移动，活塞在移动的过程中将弧形气腔内的空气通过导气腔进入到环形腔内，并通过排气孔喷出，喷出的气体对托板上方的物料进行散热，进一步加快3D打印过程中物料散热的效率，以提高3D打印的效率。
附图说明
图1为本发明提出的一种自散热型3D打印用物料托盘的结构示意图；
图2为实施例2的结构示意图；
图3为图2中的A处结构放大示意图。
图中：1机体、2导水腔、3储液腔、4第二单向阀、5第一单向阀、6磁性滑塞、7弧形滑腔、8温度传感器、9第二圆弧面、10第一圆弧面、11电磁铁、12导热片、13导水管、14排水腔、15托板、16冷凝管、17打印喷头、18转轴、19环形腔、20排气孔、21导气腔、22第二弹簧、23活塞、24弧形气腔、25导气腔。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参照图1，一种自散热型3D打印用物料托盘，包括机体1以及设置在机体1内的打印喷头17，机体1内设置有位于打印喷头17下方处的托板15，托板15内嵌设有冷凝管16，机体1的内壁位于托板15的下方处转动连接有转轴18，转轴18的侧壁沿其周向等间距固定连接有多个电磁铁11，每个电磁铁11的磁力线方向沿转轴18的径向方向，每个电磁铁11的外端固定连接有呈弧形的导热片12，导热片12上安装有温度传感器8，温度传感器8与和它顺时针相邻的电磁铁11电性连接并控制该电磁铁11电流的通断，机体1的内底部设置有储液腔3，机体1的内底部位于储液腔3的上方处设置有弧形滑腔7，弧形滑腔7内密封滑动磁性滑塞6，磁性滑塞6上安装有仅允许水从左往右流动第一单向阀5，磁性滑塞6通过第一弹簧弹性连接在弧形滑腔7的内壁上，弧形滑腔7的左端部通过导水管13与储液腔3连通且连通处没入储液腔3内的液面以下，导水管13位于储液腔3内的一端安装有均允许水从下往上流动的第二单向阀4，弧形滑腔7的右端部通过导水腔2有冷凝管16的进水端连通，冷凝管16的出水端通过排水腔14与储液腔3连通。
托板15的下端与机体1的内底部分别设置向内凹陷的第一圆弧面10和第二圆弧面9，托板15采用非磁性材料制成，且在第一圆弧面10嵌设有磁性材料制，用以电磁铁11在通电后吸引该磁性材料，使转轴18转动，在各导热片12随转轴18转动的过程中，各导热片12的弧面从第一圆弧面10和第二圆弧面9的圆弧面掠扫。
当导热片12掠过第二圆弧面10时，弧形滑腔7内的冷却液可以加快导热片12的冷却，使温度传感器8更快的达到预设的阀值，缩短温度传感器8的控制周期，加快转轴18的转动。
本发明中，通过打印喷头17喷出熔融状态的材料在托板15上冷却成型，托板15的温度逐渐的升高，贴近第一圆弧面10的导热片12受热后温度上升；当温度到达该导热片12上的温度传感器8的临界值时，温度传感器8将温度信号传输给控制器，控制器接收到温度传感器8传来的湿度信号后控制与该导热片12顺时针相邻的导热片12所对应的电磁铁11工作；
此时被导通的电磁铁11受磁力牵引转向第一圆弧面10，而已达到温度传感器8临界值的导热片12则被推离第一圆弧面10并对外散热降温，少刻之后，已被推离第一圆弧面10的导热片12上的温度降至温度传感器8临界值以下，而贴近第一圆弧面10的导热片12上的温度达到温度传感器8临界值，从而又一次推转各导热片12，使高温导热片12从第一圆弧面10表面移走，而低温导热片12则接近第一圆弧面10的内侧；
如此循环，使各导热片12在依序转过第一圆弧面10表面的过程中，完成吸热、放热的周期性热交换；同时当通电的电磁铁11掠过第二圆弧面9时，通电电磁铁11通过磁力拉动磁性滑塞6移动，进而将弧形滑腔7内的冷却液通过导水腔2压入到冷凝管16内，并通过排水腔14到储液腔3内，如此往复循环，使冷凝管16内的水流动起来，进而加快托板15上的3D物料的冷却固化。
当托板15上方的物料温度过高时，导热片12受热较快，温度传感器8的控制周期较短，故转轴18间歇转动的速度较快，托板15上方的物料温度较低时，导热片12受热较慢，温度传感器8控制周期较长，故转轴18间歇转动速度较慢，可见，该结构能够自动的调节散热速度；
实施例2
参照图2-3，与实施例1不同的是，托板15位于第一圆弧面10的上方处对称设置有两个弧形气腔24，弧形气腔24内密封滑动连接有由磁性材料制成的活塞23，托板15的上端面沿其周向设置有环形腔19，托板15的上端面均布有倾斜朝向托板15中部设置有排气孔20，且排气孔20与环形腔19连通，活塞23通过第二弹簧22弹性连接在弧形气腔24的内壁上，弧形气腔24靠近第二弹簧22的一侧端部处设置有与外界连通的恒压孔，弧形气腔24远离第二弹簧22的一侧端部通过导气腔21与环形腔19连通。
本实施例中，通电的电磁铁11在掠过弧形气腔24时，通电电磁铁11通过磁力吸引活塞23移动，活塞23在移动的过程中将弧形气腔24内的空气通过导气腔21进入到环形腔19内，并通过排气孔20喷出，喷出的气体对托板15上方的物料进行散热，进一步加快3D打印过程中物料散热的效率，以提高3D打印的效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种自散热型3D打印用物料托盘，包括机体(1)以及设置在机体(1)内的打印喷头(17)，所述机体(1)内设置有位于打印喷头(17)下方处的托板(15)，其特征在于，所述托板(15)内嵌设有冷凝管(16)，所述机体(1)的内壁位于托板(15)的下方处转动连接有转轴(18)，所述转轴(18)的侧壁沿其周向等间距固定连接有多个电磁铁(11)，每个所述电磁铁(11)的磁力线方向沿所述转轴(18)的径向方向，每个所述电磁铁(11)的外端固定连接有呈弧形的导热片(12)，所述导热片(12)上安装有温度传感器(8)，所述温度传感器(8)与和它顺时针相邻的电磁铁(11)电性连接并控制该电磁铁(11)电流的通断，所述机体(1)的内底部设置有储液腔(3)，所述机体(1)的内底部位于储液腔(3)的上方处设置有弧形滑腔(7)，所述弧形滑腔(7)内密封滑动磁性滑塞(6)，所述磁性滑塞(6)上安装有仅允许水从左往右流动第一单向阀(5)，所述磁性滑塞(6)通过第一弹簧弹性连接在弧形滑腔(7)的内壁上，所述弧形滑腔(7)的左端部通过导水管(13)与储液腔(3)连通且连通处没入储液腔(3)内的液面以下，所述导水管(13)位于储液腔(3)内的一端安装有均允许水从下往上流动的第二单向阀(4)，所述弧形滑腔(7)的右端部通过导水腔(2)有冷凝管(16)的进水端连通，所述冷凝管(16)的出水端通过排水腔(14)与储液腔(3)连通。
2.根据权利要求1所述的一种自散热型3D打印用物料托盘，其特征在于，所述托板(15)的下端与机体(1)的内底部分别设置向内凹陷的第一圆弧面(10)和第二圆弧面(9)，在各所述导热片(12)随转轴(18)转动的过程中，各所述导热片(12)的弧面从所述第一圆弧面(10)和第二圆弧面(9)的圆弧面掠扫。
3.根据权利要求1所述的一种自散热型3D打印用物料托盘，其特征在于，所述托板(15)位于第一圆弧面(10)的上方处对称设置有两个弧形气腔(24)，所述弧形气腔(24)内密封滑动连接有由磁性材料制成的活塞(23)，所述托板(15)的上端面沿其周向设置有环形腔(19)，所述托板(15)的上端面均布有倾斜朝向托板(15)中部设置有排气孔(20)，且所述排气孔(20)与环形腔(19)连通，所述活塞(23)通过第二弹簧(22)弹性连接在弧形气腔(24)的内壁上，所述弧形气腔(24)靠近第二弹簧(22)的一侧端部处设置有与外界连通的恒压孔，所述弧形气腔(24)远离第二弹簧(22)的一侧端部通过导气腔(21)与环形腔(19)连通。
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