CN111791494A - 一种智能3d打印耗材回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及3D打印技术领域，且公开了一种智能3D打印耗材回收装置，包括融化桶，所述融化桶前后两侧的左右两侧分别与四组支撑腿的顶部固定连接，位于融化桶左侧两组支撑腿的内分别与蓄电池的前后两侧固定连接，位于融化桶右前侧支撑腿的前侧固定连接有控制器。该智能3D打印耗材回收装置，通过电加热板的设置，使3D打印耗材达到融化成熔融物的效果，通过第一驱动电机和转杆的配合设置，使螺旋叶片达到旋转的效果，使3D打印耗材融化的更加充分，通过第二驱动电机、凸轮、连接板和顶杆的配合设置，使推板将出料槽内的熔融物从挤料头挤出，通过第三驱动电机的设置，使收料轮将挤料头挤出的熔融物进行收集。

Description

一种智能3D打印耗材回收装置

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体为一种智能3D打印耗材回收装置。

背景技术

3D打印机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。运用三维打印机打印模型，无需传统的切削加工机床和工模具，在计算机的控制下根据工件的三维模型可直接成形三维实体。生活中实行3D打印时，经常由于绘图缺陷或是操作不当，导致打印进度到三分之二的打印制品成为废品，每次打印失败造成的浪费也比较大，耗材可以回收，但是目前市面上并没有成熟的耗材回收器。

在中国专利公开号CN207859501U中公开了3D打印耗材回收器，该3D打印耗材回收器由于入料筒有发热电阻丝加热，不同大小尺寸的废弃3D耗材在进入放料容器前便融化成熔融物，为保证3D打印耗材在放料容器的熔融状态，放料容器周围布满了发热电阻丝，保证了合适的温度，但是这种方式存在着很大的缺陷：1、熔融物容易粘附在入料筒的内壁上，不便于清洗，给人们造成劳动负担；2、发热电阻丝在加热过程中不能自我监控，容易导致该装置温度过高而发生危险。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能3D打印耗材回收装置，解决了目前市面上并没有成熟的耗材回收器的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种智能3D打印耗材回收装置，包括融化桶，所述融化桶前后两侧的左右两侧分别与四组支撑腿的顶部固定连接，位于融化桶左侧两组支撑腿的内分别与蓄电池的前后两侧固定连接，位于融化桶右前侧支撑腿的前侧固定连接有控制器，所述融化桶的左侧固定连接有固定板，所述固定板的上表面固定连接有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端与转杆的左端固定连接，所述转杆的右端穿过融化桶的左侧与融化桶的右侧内壁转动连接，位于融化桶内转杆的表面与螺旋叶片的中部固定连接，所述螺旋叶片的顶部固定连接有刮板，所述融化桶的内壁固定连接有电加热板，所述融化桶的左侧顶部固定连接有进料槽，所述进料槽的底部与融化桶的内部连通，所述融化桶的右侧底部与出料槽的顶部固定连接，所述出料槽的顶部与融化桶的内部连通，所述出料槽的顶部内壁固定连接有导料板，所述出料槽的前侧底部固定连接有挤料头，所述挤料头的后侧与出料槽的内部连通，所述融化桶背部的右侧与电机架的顶部固定连接，所述电机架的底部与第二驱动电机的前侧固定连接，所述第二驱动电机的输出端与凸轮的中部固定连接，所述凸轮的前侧与连接板的背面接触，所述连接板正面的中部与顶杆的后端固定连接，所述顶杆的前端固定连接有推板，所述推板与出料槽的底部内壁滑动连接，所述连接板正面的左右两侧分别与两组弹簧的后侧固定连接，两组所述弹簧的前侧分别与两组固定块的后侧固定连接，两组所述固定块分别固定连接在出料槽左右两面的中部，所述出料槽右面的前侧与支撑板的后侧固定连接，所述支撑板的前侧顶部与第三驱动电机的底部固定连接，所述第三驱动电机的输出端与收料轮的中部固定连接，所述收料轮的左侧中部与连接杆的前端转动连接，所述连接杆的后端与出料槽的左面固定连接。

优选的，所述融化桶的内壁固定连接有温度传感器，温度传感器的输出端和控制器的输入端电连接。

优选的，所述蓄电池的输出端与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端共设置有四组，所述第一驱动电机的输入端与控制器的输出端电连接，所述第三驱动电机的输入端与控制器的输出端电连接，所述电加热板的输入端与控制器的输出端电连接，温度传感器的输入端和蓄电池的输出端电连接，所述第二驱动电机的输入端与控制器的输出端电连接。

优选的，所述导料板的形状为直角梯形，导料板的下表面与水平面之间的夹角为30度，导料板的长度和出料槽内壁的长度相适配，导料板的宽度为出料槽顶部内壁宽度的五分之三，出料槽的形状为“L”形，出料槽后侧内壁的形状和推板的形状均为长方形，出料槽后侧内壁纵截面的大小和推板纵截面的大小相适配，出料槽的前侧开设有出料孔，出料孔的形状为圆形，出料孔的直径和挤料头后侧的直径相同，出料孔的内壁和挤料头的后侧固定连接。

优选的，所述连接杆的前端与轴承的中部固定连接，轴承的右侧内壁与收料轮的左侧内壁固定连接。

优选的，所述刮板的形状为弧形，刮板的形状和融化桶内壁的形状相适配，刮板与融化桶的内壁接触。

优选的，所述挤料头的形状为前端面比后端面小的圆台，挤料头的前侧位于收料轮的后侧中部。

优选的，所述的一种智能3D打印耗材回收装置，其特征在于：

所述收料轮上设置有重量传感器、烘干机、位置纠正器；

所述支撑板上设置有报警器、单片机；

所述重量传感器、烘干机、位置纠正器、报警器、第三驱动电机与所述单片机连接；

所述位置纠正器用于所述收料轮在收集熔融物时，对所述熔融物的位置进行实时纠正，同时所述单片机根据所述挤料头的挤料速度实时控制所述第三驱动电机的转速；

当所述位置纠正器对所述熔融物位置纠正之后，所述单片机控制所述烘干机对所述熔融物进行烘干处理；

所述重量传感器用于检测所述收料轮上烘干处理后的熔融物的重量，并将检测到的重量与预设重量进行比较；

若所述烘干后的熔融物的重量小于预设重量，控制所述收料轮继续对所述熔融物进行收集，并且所述单片机控制所述报警器进行第一报警提醒；

若所述烘干后的熔融物的重量大于或者等于所述预设重量，所述单片机控制所述第三驱动电机、烘干机以及位置纠正器停止工作，同时所述单片机控制所述报警器进行第二报警提醒。

优选的，所述的一种智能3D打印耗材回收装置，其特征在于，所述融化桶，用于将所述3D打印耗材进行融化，在对3D打印耗材进行融化时还包括：语音提醒装置、微处理器；

所述融化桶，用于将所述3D打印耗材进行融化，在对3D打印耗材进行融化时还包括：语音提醒装置、微处理器；

所述语音提醒装置、电加热板与所述微处理器连接；

所述微处理器，根据所述电加热板在工作时产生的热量、加热面积计算所述融化桶内部工作时产生的温度，所述微处理器根据所述融化桶内部的温度来计算相应温度下3D打印耗材的实际融化速率：

所述微处理器，用于根据如下公式计算所述融化桶内部所述电加热板工作时产生的温度：

其中，T表示所述融化桶内部所述电加热板工作时产生的温度；K表示所述电加热板的传热系数；Q表示所述电加热板工作时产生的热量；S表示所述电加热板的加热面积；α表示所述融化桶工作时的散热量；A表示所述融化桶内部与回收材料接触的面积；μ表示所述电加热板工作时的灵敏度系数；σ表示对所述电加热板的传热系数的修正系数；

所述微处理器还用于根据如下公式计算所述3D打印耗材的实际融化速率：

其中，V表示所述3D打印耗材的实际融化速率；δ表示所述3D打印耗材在熔融状态下的热膨胀系数；ρ表示所述3D打印耗材的密度；m表示所述融化桶内3D打印耗材的质量；g表示在标准状态的重力加速度；T表示所述融化桶内部所述电加热板工作时产生的温度；t表示所述融化桶内所述3D打印耗材从固态融化为熔融态所用的时间；

所述微处理器，还用于从历史3D打印耗材融化数据库中，提取最大3D打印耗材质量，并基于所述最大3D打印耗材质量确定所述电加热板提供的最大温度，根据所述电加热板提供的最大温度确定所述3D打印耗材的最大融化速率；

将计算得到的所述实时融化速率与所述最大融化速率进行比较；

若所述实时融化速率等于所述最大融化速率，所述微处理器控制所述电加热板正常工作，同时所述微处理器控制所述语音提醒装置进行第一提醒；

若所述实时融化速率小于所述最大融化速率，所述微处理器控制所述电加热板增大工作功率，同时所述微处理器控制所述语音提醒装置进行第二提醒。(三)有益效果

本发明提供了一种智能3D打印耗材回收装置，具备以下有益效果：

1、该智能3D打印耗材回收装置，通过电加热板的设置，使3D打印耗材达到融化成熔融物的效果，通过第一驱动电机和转杆的配合设置，使螺旋叶片达到旋转的效果，使3D打印耗材融化的更加充分，通过第二驱动电机、凸轮、连接板和顶杆的配合设置，使推板将出料槽内的熔融物从挤料头挤出，通过第三驱动电机的设置，使收料轮将挤料头挤出的熔融物进行收集。

2、该智能3D打印耗材回收装置，通过进料槽的设置，使使用者便于向融化桶内加入3D打印耗材，通过蓄电池的设置，有效的为控制器、第一驱动电机、电加热板、第二驱动电机、第三驱动电机和温度传感器提供电能，通过控制器的设置，使使用者便于控制第一驱动电机、电加热板、第二驱动电机和第三驱动电机，通过弹簧和固定块的配合设置，使连接板达到复位的效果，通过导料板的设置，有效防止推板挤压的熔融物向上移动。

3、该智能3D打印耗材回收装置，通过位置纠正器，对收料轮上的打印材料进行位置修正，确保收料轮上收集到的打印材料紧密排列，同时在收料轮上设置烘干机，对收集到的材料进行烘干，方便工作人员进行下一步处理，而且还设置有重量传感器，可以实时监测收料轮上收集打印材料的重量，并将监测到的重量与预设重量进行比较，防止收料轮上材料过多而溢出，此方案提高了收料轮在工作时的效率，同时也提高了安全系数。

4、该智能3D打印耗材回收装置，通过计算加热板的温度，可以实时了解融化桶内部的温度情况，从而计算在相应温度下打印耗材的融化速率，确保打印耗材充分高效的融化，通过提取最大耗材质量，从而确定融化最大质量的打印耗材需要的温度，并计算此温度下打印耗材的最大融化速率，将计算的到的实时融化速率与最大融化速率进行比较，若等于最大融化速率，电加热板正常工作，否则，微处理器控制电加热板增大工作功率，提高耗材的融化速率，此方案提高了打印耗材的融化速率，提高了回收的效率。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明融化桶内部的结构示意图；

图3为本发明出料槽处的结构示意图；

图4为本发明导料板内部的结构示意图；

图5为本发明控制系统框图；

图6为本发明单片机连接示意图；

图7为本发明微处理器连接示意图。

图中：1、融化桶；2、支撑腿；3、蓄电池；4、控制器；5、固定板；6、第一驱动电机；7、转杆；8、螺旋叶片；9、电加热板；10、进料槽；11、出料槽；12、导料板；13、挤料头；14、电机架；15、第二驱动电机；16、凸轮；17、连接板；18、顶杆；19、推板；20、弹簧；21、固定块；22、支撑板；23、第三驱动电机；24、收料轮；25、连接杆；26、刮板。

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，显然，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。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种智能3D打印耗材回收装置，包括融化桶1，融化桶1前后两侧的左右两侧分别与四组支撑腿2的顶部固定连接，位于融化桶1左侧两组支撑腿2的内分别与蓄电池3的前后两侧固定连接，通过蓄电池3的设置，有效的为控制器4、第一驱动电机6、电加热板9、第二驱动电机15、第三驱动电机23和温度传感器提供电能，位于融化桶1右前侧支撑腿2的前侧固定连接有控制器4，该控制器4的型号为6ES7232-4HA30-0XB0，通过控制器4的设置，使使用者便于控制第一驱动电机6、电加热板9、第二驱动电机15和第三驱动电机23，融化桶1的左侧固定连接有固定板5，固定板5的上表面固定连接有第一驱动电机6，该第一驱动电机6选用单相异步电机，第一驱动电机6的输出端与转杆7的左端固定连接，通过第一驱动电机6和转杆7的配合设置，使螺旋叶片8达到旋转的效果，使3D打印耗材融化的更加充分，转杆7的右端穿过融化桶1的左侧与融化桶1的右侧内壁转动连接，位于融化桶1内转杆7的表面与螺旋叶片8的中部固定连接，螺旋叶片8的顶部固定连接有刮板26，融化桶1的内壁固定连接有电加热板9，通过电加热板9的设置，使3D打印耗材达到融化成熔融物的效果，融化桶1的左侧顶部固定连接有进料槽10，通过进料槽10的设置，使使用者便于向融化桶1内加入3D打印耗材，进料槽10的底部与融化桶1的内部连通，融化桶1的右侧底部与出料槽11的顶部固定连接，出料槽11的顶部与融化桶1的内部连通，出料槽11的顶部内壁固定连接有导料板12，通过导料板12的设置，有效防止推板19挤压的熔融物向上移动，出料槽11的前侧底部固定连接有挤料头13，挤料头13的后侧与出料槽11的内部连通，融化桶1背部的右侧与电机架14的顶部固定连接，电机架14的底部与第二驱动电机15的前侧固定连接，该第二驱动电机15选用型号为YRF60-L1的伺服电机，第二驱动电机15的输出端与凸轮16的中部固定连接，凸轮16的前侧与连接板17的背面接触，连接板17正面的中部与顶杆18的后端固定连接，通过第二驱动电机15、凸轮16、连接板17和顶杆18的配合设置，使推板19将出料槽11内的熔融物从挤料头13挤出，顶杆18的前端固定连接有推板19，推板19与出料槽11的底部内壁滑动连接，连接板17正面的左右两侧分别与两组弹簧20的后侧固定连接，两组弹簧20的前侧分别与两组固定块21的后侧固定连接，通过弹簧20和固定块21的配合设置，使连接板17达到复位的效果，两组固定块21分别固定连接在出料槽11左右两面的中部，出料槽11右面的前侧与支撑板22的后侧固定连接，支撑板22的前侧顶部与第三驱动电机23的底部固定连接，该第三驱动电机23选用型号为PLF60的伺服电机，通过第三驱动电机23的设置，使收料轮24将挤料头13挤出的熔融物进行收集，第三驱动电机23的输出端与收料轮24的中部固定连接，收料轮24的左侧中部与连接杆25的前端转动连接，连接杆25的后端与出料槽11的左面固定连接。

在本发明中，为了防止该装置过热而发生危险，融化桶1的内壁固定连接有温度传感器，该温度传感器的型号为WRNT-02，温度传感器的输出端和控制器4的输入端电连接。

在本发明中，为了使蓄电池3能够有效的为控制器4、第一驱动电机6、第二驱动电机15、第三驱动电机23、电加热板9和温度传感器提供电能，蓄电池3的输出端与控制器4的输入端电连接，控制器4的输出端共设置有四组，第一驱动电机6的输入端与控制器4的输出端电连接，第三驱动电机23的输入端与控制器4的输出端电连接，电加热板9的输入端与控制器4的输出端电连接，温度传感器的输入端和蓄电池3的输出端电连接，第二驱动电机15的输入端与控制器4的输出端电连接。

在本发明中，为了防止出料槽11内底部的熔融物受到挤压向上移动，导料板12的形状为直角梯形，导料板12的下表面与水平面之间的夹角为30度，导料板12的长度和出料槽11内壁的长度相适配，导料板12的宽度为出料槽11顶部内壁宽度的五分之三，出料槽11的形状为“L”形，出料槽11后侧内壁的形状和推板19的形状均为长方形，出料槽11后侧内壁纵截面的大小和推板19纵截面的大小相适配，为了使出料槽11内的熔融物便于排出，出料槽11的前侧开设有出料孔，出料孔的形状为圆形，出料孔的直径和挤料头13后侧的直径相同，出料孔的内壁和挤料头13的后侧固定连接。

在本发明中，为了使收料轮24转动的更加灵活，连接杆25的前端与轴承的中部固定连接，轴承的右侧内壁与收料轮24的左侧内壁固定连接。

在本发明中，为了防止融化桶1内壁粘附有3D打印耗材，刮板26的形状为弧形，刮板26的形状和融化桶1内壁的形状相适配，刮板26与融化桶1的内壁接触。

在本发明中，为了使挤料头13挤出的熔融物能够均匀的缠绕在收料轮24上，挤料头13的形状为前端面比后端面小的圆台，挤料头13的前侧位于收料轮24的后侧中部。

在使用时，使用者通过进料槽10向融化桶1内加入3D打印耗材，使用者根据实际的加入情况，通过控制器4加热电加热板9，电加热板9对融化桶1内壁进行加热，使3D打印耗材融化成熔融物，使用者根据实际的加热情况，通过控制器4启动第一驱动电机6,第一驱动电机6通过转杆7带动螺旋叶片8进行旋转，从而使3D打印耗材融化的更加充分，同时螺旋叶片8带动刮板26同步进行旋转，使粘附在融化桶1内壁的3D打印耗材进行刮掉并融化，融化后的3D打印耗材通过螺旋叶片8的运输，运输到出料槽11内，并通过导料板12落入到出料槽11的内底部，使用者根据实际的运输情况，启动第二驱动电机15,第二驱动电机15带动凸轮16进行旋转，当凸轮16凸起部分接近连接板17时，连接板17通过顶杆18带动推板19向前进行移动，从而对出料槽11内底部的熔融物进行挤压，从而将熔融物从挤料头13挤出，使用者根据实际的挤出情况，通过控制器4启动第三驱动电机23,第三驱动电机23带动收料轮24进行旋转，从而将挤料头13挤出的熔融物进行收卷，达到收集的效果，当凸轮16的凸起部分远离连接板17时，连接板17向后进行移动，弹簧20受到的压力减小，从而使弹簧20发生弹性形变，进而使推板19达到复位的效果，依次循环，直至出料槽11内的熔融物全部挤出，当温度传感器检测的温度过高时，控制器4收到信号停止对电加热板9的加热，防止该装置过热而发生危险。

综上所述，该智能3D打印耗材回收装置，通过电加热板9的设置，使3D打印耗材达到融化成熔融物的效果，通过第一驱动电机6和转杆7的配合设置，使螺旋叶片8达到旋转的效果，使3D打印耗材融化的更加充分，通过第二驱动电机15、凸轮16、连接板17和顶杆18的配合设置，使推板19将出料槽11内的熔融物从挤料头13挤出，通过第三驱动电机23的设置，使收料轮24将挤料头13挤出的熔融物进行收集，通过进料槽10的设置，使使用者便于向融化桶1内加入3D打印耗材，通过蓄电池3的设置，有效的为控制器4、第一驱动电机6、电加热板9、第二驱动电机15、第三驱动电机23和温度传感器提供电能，通过控制器4的设置，使使用者便于控制第一驱动电机6、电加热板9、第二驱动电机15和第三驱动电机23，通过弹簧20和固定块21的配合设置，使连接板17达到复位的效果，通过导料板12的设置，有效防止推板19挤压的熔融物向上移动。

该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。

本发明提供一种新的技术方案，所述的一种智能3D打印耗材回收装置，其特征在于：

所述收料轮24上设置有重量传感器、烘干机、位置纠正器；

所述支撑板22上设置有报警器、单片机；

所述重量传感器、烘干机、位置纠正器、报警器、第三驱动电机23与所述单片机连接；

所述位置纠正器用于所述收料轮24在收集熔融物时，对所述熔融物的位置进行实时纠正，同时所述单片机根据所述挤料头13的挤料速度实时控制所述第三驱动电机23的转速；

当所述位置纠正器对所述熔融物位置纠正之后，所述单片机控制所述烘干机对所述熔融物进行烘干处理；

所述重量传感器用于检测所述收料轮24上烘干处理后的熔融物的重量，并将检测到的重量与预设重量进行比较；

若所述烘干后的熔融物的重量小于预设重量，控制所述收料轮24继续对所述熔融物进行收集，并且所述单片机控制所述报警器进行第一报警提醒；

若所述烘干后的熔融物的重量大于或者等于所述预设重量，所述单片机控制所述第三驱动电机23、烘干机以及位置纠正器停止工作，同时所述单片机控制所述报警器进行第二报警提醒。

该实施例中，位置纠正器是为了保证收料轮在对打印材料回收时确保收集的规整紧密，不松散。

上述技术方案的工作原理以及有益效果是：通过位置纠正器，对收料轮上的打印材料进行位置修正，确保收料轮上收集到的打印材料紧密排列，同时在收料轮上设置烘干机，对收集到的材料进行烘干，方便工作人员进行下一步处理，而且还设置有重量传感器，可以实时监测收料轮上收集打印材料的重量，并将监测到的重量与预设重量进行比较，防止收料轮上材料过多而溢出，此方案提高了收料轮在工作时的效率，同时也提高了安全系数。

本发明提供一种新的技术方案，所述的一种智能3D打印耗材回收装置，其特征在于，所述融化桶1，用于将所述3D打印耗材进行融化，在对3D打印耗材进行融化时还包括：语音提醒装置、微处理器；

所述融化桶1，用于将所述3D打印耗材进行融化，在对3D打印耗材进行融化时还包括：语音提醒装置、微处理器；

所述语音提醒装置、电加热板9与所述微处理器连接；

所述微处理器，根据所述电加热板5在工作时产生的热量、加热面积计算所述融化桶1内部工作时产生的温度，所述微处理器根据所述融化桶1内部的温度来计算相应温度下3D打印耗材的实际融化速率：

所述微处理器，用于根据如下公式计算所述融化桶1内部所述电加热板5工作时产生的温度：

其中，T表示所述融化桶1内部所述电加热板5工作时产生的温度；K表示所述电加热板9的传热系数；Q表示所述电加热板9工作时产生的热量；S表示所述电加热板9的加热面积；α表示所述融化桶1工作时的散热量；A表示所述融化桶1内部与回收材料接触的面积；μ表示所述电加热板9工作时的灵敏度系数；σ表示对所述电加热板9的传热系数的修正系数；

所述微处理器还用于根据如下公式计算所述3D打印耗材的实际融化速率：

其中，V表示所述3D打印耗材的实际融化速率；δ表示所述3D打印耗材在熔融状态下的热膨胀系数；ρ表示所述3D打印耗材的密度；m表示所述融化桶1内3D打印耗材的质量；g表示在标准状态的重力加速度；T表示所述融化桶1内部所述电加热板5工作时产生的温度；t表示所述融化桶1内所述3D打印耗材从固态融化为熔融态所用的时间；

所述微处理器，还用于从历史3D打印耗材融化数据库中，提取最大3D打印耗材质量，并基于所述最大3D打印耗材质量确定所述电加热板5提供的最大温度，根据所述电加热板5提供的最大温度确定所述3D打印耗材的最大融化速率；

将计算得到的所述实时融化速率与所述最大融化速率进行比较；

若所述实时融化速率等于所述最大融化速率，所述微处理器控制所述电加热板5正常工作，同时所述微处理器控制所述语音提醒装置进行第一提醒；

若所述实时融化速率小于所述最大融化速率，所述微处理器控制所述电加热板5增大工作功率，同时所述微处理器控制所述语音提醒装置进行第二提醒。

上述技术方案的工作原理以及有益效果是：通过计算加热板的温度，可以实时了解融化桶内部的温度情况，从而计算在相应温度下打印耗材的融化速率，确保打印耗材充分高效的融化，通过提取最大耗材质量，从而确定融化最大质量的打印耗材需要的温度，并计算此温度下打印耗材的最大融化速率，将计算的到的实时融化速率与最大融化速率进行比较，若等于最大融化速率，电加热板正常工作，否则，微处理器控制电加热板增大工作功率，提高耗材的融化速率，此方案提高了打印耗材的融化速率，提高了回收的效率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种智能3D打印耗材回收装置，包括融化桶(1)，其特征在于：所述融化桶(1)前后两侧的左右两侧分别与四组支撑腿(2)的顶部固定连接，位于融化桶(1)左侧两组支撑腿(2)的内分别与蓄电池(3)的前后两侧固定连接，位于融化桶(1)右前侧支撑腿(2)的前侧固定连接有控制器(4)，所述融化桶(1)的左侧固定连接有固定板(5)，所述固定板(5)的上表面固定连接有第一驱动电机(6)，所述第一驱动电机(6)的输出端与转杆(7)的左端固定连接，所述转杆(7)的右端穿过融化桶(1)的左侧与融化桶(1)的右侧内壁转动连接，位于融化桶(1)内转杆(7)的表面与螺旋叶片(8)的中部固定连接，所述螺旋叶片(8)的顶部固定连接有刮板(26)，所述融化桶(1)的内壁固定连接有电加热板(9)，所述融化桶(1)的左侧顶部固定连接有进料槽(10)，所述进料槽(10)的底部与融化桶(1)的内部连通，所述融化桶(1)的右侧底部与出料槽(11)的顶部固定连接，所述出料槽(11)的顶部与融化桶(1)的内部连通，所述出料槽(11)的顶部内壁固定连接有导料板(12)，所述出料槽(11)的前侧底部固定连接有挤料头(13)，所述挤料头(13)的后侧与出料槽(11)的内部连通，所述融化桶(1)背部的右侧与电机架(14)的顶部固定连接，所述电机架(14)的底部与第二驱动电机(15)的前侧固定连接，所述第二驱动电机(15)的输出端与凸轮(16)的中部固定连接，所述凸轮(16)的前侧与连接板(17)的背面接触，所述连接板(17)正面的中部与顶杆(18)的后端固定连接，所述顶杆(18)的前端固定连接有推板(19)，所述推板(19)与出料槽(11)的底部内壁滑动连接，所述连接板(17)正面的左右两侧分别与两组弹簧(20)的后侧固定连接，两组所述弹簧(20)的前侧分别与两组固定块(21)的后侧固定连接，两组所述固定块(21)分别固定连接在出料槽(11)左右两面的中部，所述出料槽(11)右面的前侧与支撑板(22)的后侧固定连接，所述支撑板(22)的前侧顶部与第三驱动电机(23)的底部固定连接，所述第三驱动电机(23)的输出端与收料轮(24)的中部固定连接，所述收料轮(24)的左侧中部与连接杆(25)的前端转动连接，所述连接杆(25)的后端与出料槽(11)的左面固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能3D打印耗材回收装置，其特征在于：所述融化桶(1)的内壁固定连接有温度传感器，温度传感器的输出端和控制器(4)的输入端电连接。

3.根据权利要求2所述的一种智能3D打印耗材回收装置，其特征在于：所述蓄电池(3)的输出端与控制器(4)的输入端电连接，所述控制器(4)的输出端共设置有四组，所述第一驱动电机(6)的输入端与控制器(4)的输出端电连接，所述第三驱动电机(23)的输入端与控制器(4)的输出端电连接，所述电加热板(9)的输入端与控制器(4)的输出端电连接，温度传感器的输入端和蓄电池(3)的输出端电连接，所述第二驱动电机(15)的输入端与控制器(4)的输出端电连接。

4.根据权利要求1所述的一种智能3D打印耗材回收装置，其特征在于：所述导料板(12)的形状为直角梯形，导料板(12)的下表面与水平面之间的夹角为30度，导料板(12)的长度和出料槽(11)内壁的长度相适配，导料板(12)的宽度为出料槽(11)顶部内壁宽度的五分之三，出料槽(11)的形状为“L”形，出料槽(11)后侧内壁的形状和推板(19)的形状均为长方形，出料槽(11)后侧内壁纵截面的大小和推板(19)纵截面的大小相适配，出料槽(11)的前侧开设有出料孔，出料孔的形状为圆形，出料孔的直径和挤料头(13)后侧的直径相同，出料孔的内壁和挤料头(13)的后侧固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种智能3D打印耗材回收装置，其特征在于：所述连接杆(25)的前端与轴承的中部固定连接，轴承的右侧内壁与收料轮(24)的左侧内壁固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种智能3D打印耗材回收装置，其特征在于：所述刮板(26)的形状为弧形，刮板(26)的形状和融化桶(1)内壁的形状相适配，刮板(26)与融化桶(1)的内壁接触。

7.根据权利要求1所述的一种智能3D打印耗材回收装置，其特征在于：所述挤料头(13)的形状为前端面比后端面小的圆台，挤料头(13)的前侧位于收料轮(24)的后侧中部。

8.根据权利要求1所述的一种智能3D打印耗材回收装置，其特征在于：

所述收料轮(24)上设置有重量传感器、烘干机、位置纠正器；

所述支撑板(22)上设置有报警器、单片机；

所述重量传感器、烘干机、位置纠正器、报警器、第三驱动电机(23)与所述单片机连接；

所述位置纠正器用于所述收料轮(24)在收集熔融物时，对所述熔融物的位置进行实时纠正，同时所述单片机根据所述挤料头(13)的挤料速度实时控制所述第三驱动电机(23)的转速；

当所述位置纠正器对所述熔融物位置纠正之后，所述单片机控制所述烘干机对所述熔融物进行烘干处理；

所述重量传感器用于检测所述收料轮(24)上烘干处理后的熔融物的重量，并将检测到的重量与预设重量进行比较；

若所述烘干后的熔融物的重量小于预设重量，控制所述收料轮(24)继续对所述熔融物进行收集，并且所述单片机控制所述报警器进行第一报警提醒；

若所述烘干后的熔融物的重量大于或者等于所述预设重量，所述单片机控制所述第三驱动电机(23)、烘干机以及位置纠正器停止工作，同时所述单片机控制所述报警器进行第二报警提醒。

9.根据权利要求1所述的一种智能3D打印耗材回收装置，其特征在于，所述融化桶(1)，用于将所述3D打印耗材进行融化，在对3D打印耗材进行融化时还包括：语音提醒装置、微处理器；

所述语音提醒装置、电加热板(9)与所述微处理器连接；

所述微处理器，根据所述电加热板(5)在工作时产生的热量、加热面积计算所述融化桶(1)内部工作时产生的温度，所述微处理器根据所述融化桶(1)内部的温度来计算相应温度下3D打印耗材的实际融化速率：

所述微处理器，用于根据如下公式计算所述融化桶(1)内部所述电加热板(5)工作时产生的温度：

其中，T表示所述融化桶(1)内部所述电加热板(5)工作时产生的温度；K表示所述电加热板(9)的传热系数；Q表示所述电加热板(9)工作时产生的热量；S表示所述电加热板(9)的加热面积；α表示所述融化桶(1)工作时的散热量；A表示所述融化桶(1)内部与回收材料接触的面积；μ表示所述电加热板(9)工作时的灵敏度系数；σ表示对所述电加热板(9)的传热系数的修正系数；

所述微处理器还用于根据如下公式计算所述3D打印耗材的实际融化速率：

其中，V表示所述3D打印耗材的实际融化速率；δ表示所述3D打印耗材在熔融状态下的热膨胀系数；ρ表示所述3D打印耗材的密度；m表示所述融化桶(1)内3D打印耗材的质量；g表示在标准状态的重力加速度；T表示所述融化桶(1)内部所述电加热板(5)工作时产生的温度；t表示所述融化桶(1)内所述3D打印耗材从固态融化为熔融态所用的时间；

所述微处理器，还用于从历史3D打印耗材融化数据库中，提取最大3D打印耗材质量，并基于所述最大3D打印耗材质量确定所述电加热板(5)提供的最大温度，根据所述电加热板(5)提供的最大温度确定所述3D打印耗材的最大融化速率；

将计算得到的所述实时融化速率与所述最大融化速率进行比较；

若所述实时融化速率等于所述最大融化速率，所述微处理器控制所述电加热板(5)正常工作，同时所述微处理器控制所述语音提醒装置进行第一提醒；

若所述实时融化速率小于所述最大融化速率，所述微处理器控制所述电加热板(5)增大工作功率，同时所述微处理器控制所述语音提醒装置进行第二提醒。

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