CN111844749A

CN111844749A - 一种3d打印机用流体速冷调温装置

Info

Publication number: CN111844749A
Application number: CN202010644132.3A
Authority: CN
Inventors: 刘小俊; 涂春霞; 冯杰
Original assignee: Huanggang Normal University
Current assignee: Huanggang Normal University
Priority date: 2020-07-07
Filing date: 2020-07-07
Publication date: 2020-10-30

Abstract

本发明公开了3D打印机技术领域的一种3D打印机用流体速冷调温装置，包括打印机头，所述打印机头顶部安装有滑块，所述滑块的内部活动连接有水平滑轨，所述滑块的外表面连接有螺栓，所述滑块靠近螺栓顶部的一侧外表面安装有控制器，所述滑块的顶部安装有输料管，所述输料管的底部贯穿至滑块的底部并连接有打印机头，所述输料管的外表面安装有蓄水箱，通过冷却装置内部反应室中的冷却介质碳酸钙在高温下发生分解反应，使得输料管内部的温度急速下降，并通过电风扇对打印机头喷出的热流体材料进行进一步的散热，使得打印出来的流体快速冷却成型，避免了因流体过热而导致打印品坍塌崩溃现象的发生，大大提高了产品的成型率和合格率。

Description

一种3D打印机用流体速冷调温装置

技术领域

本发明涉及3D打印机技术领域，具体为一种3D打印机用流体速冷调温装置。

背景技术

3D打印机(3DPrinters)简称(3DP)是一位名为恩里科·迪尼(EnricoDini)的发明家设计的一种神奇的打印机，不仅可以打印一幢完整的建筑，甚至可以在航天飞船中给宇航员打印任何所需的物品的形状，但是3D打印出来的是物体的模型，不能打印出物体的功能，3D打印机又称三维打印机(3DP)，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，3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的"墨水"是实实在在的原材料，堆叠薄层的形式有多种多样，可用于打印的介质种类多样，从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质，有些打印机还能结合不同介质，令打印出来的物体一头坚硬而另一头柔软，传统3D打印机机头一般为加热机头或光敏材料的发光机头，其主要功能是将材料固定在相应位置。而对于熔融堆积打印技术，是利用固体蜡、固体巧克力等其他可熔融的固体材料，经升温形成热流体形态，通过输料管输送到机头喷嘴，在原料持续加热过程中连续喷出熔铸成指定形状，由于这类材料流淌性较强，当打印到一定厚度后会有集合热出现，造成打印物体流淌或坍塌，造成打印物体的瑕疵甚至报废，为此，我们提出一种3D打印机用流体速冷调温装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印机用流体速冷调温装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种3D打印机用流体速冷调温装置，包括打印机头，所述打印机头顶部安装有滑块，所述滑块的内部活动连接有水平滑轨，所述滑块的外表面连接有螺栓，所述滑块靠近螺栓顶部的一侧外表面安装有控制器，所述滑块的顶部安装有输料管，所述输料管的底部贯穿至滑块的底部并连接有打印机头，所述输料管的外表面安装有蓄水箱，所述蓄水箱的顶部安装有进水口，所述蓄水箱的底部连接有输水管，所述输水管的外表面设置有第一控制阀门，所述输水管远离蓄水箱的一端连接有冷却装置，所述冷却装置套设在输料管的外部圆周面，所述冷却装置包括有分水管、反应室、蓄水室、出水口、冷却筒和第二控制阀门，所述冷却筒的内壁两侧均安装有反应室，所述反应室内部安装有分水管，所述分水管远离反应室的一端与输水管相连接，所述冷却筒的内腔底部设置有蓄水室，所述蓄水室的一侧连接有出水口，所述出水口的外表面安装有第二控制阀门，所述反应室的内部充填有冷却介质，所述滑块底部靠近打印机头外部圆周面安装有固定罩，所述固定罩的外部圆周面安装有电风扇。

优选的，所述冷却介质为碳酸钙，所述反应室外部设置有气密性强的耐高温材料。

优选的，所述固定罩为圆台形结构，且下底面比上底面的直径小。

优选的，所述螺栓共设置有四组，每组两个，且分别安装在滑块的四周外表面。

优选的，所述滑块与固定罩通过螺栓可拆卸式连接。

优选的，所述控制器表面设置有控制按钮，所述控制按钮共设置有四个，且均匀分布在控制器的表面。

优选的，所述反应室共设置有两组，每组四个，且均匀分布在冷却筒的内腔两侧，八个反应室内部均设置有两组分水管，每组五条，且均匀分布在反应室的内壁两侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构设计合理，通过冷却装置内部反应室中的冷却介质碳酸钙在高温下发生分解反应，使得输料管内部的温度急速下降，并通过电风扇对打印机头喷出的热流体材料进行进一步的散热，使得打印出来的流体快速冷却成型，避免了因流体过热而导致打印品坍塌崩溃现象的发生，大大提高了产品的成型率和合格率，还通过第一控制阀门控制输水管向冷却装置内部的反应室注入清水，并利用多条分水管对反应室内部的氧化钙进行充分的接触，使其内部碳酸钙分解的氧化钙和水能更快的反应生成氢氧化钙，并释放出大量的热量，从而使得氢氧化钙与二氧化碳反应重新生成碳酸钙，大大减少了资源的浪费，形成了可循环利用的系统，节约了生产成本，并且还通过螺栓固定，使得滑块和固定罩之间可快速拆卸，极大的方便了对固定罩的维修更换和安装，减少了维修更换时间，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明整体结构的正视图；

图2为本发明整体结构的侧视图；

图3为本发明整体结构的俯视图；

图4为本发明图1中A处的放大图；

图5为本发明冷却装置的内部结构示意图。

图中：1、水平滑轨；2、控制按钮；3、固定罩；4、打印机头；5、电风扇；6、螺栓；7、控制器；8、冷却装置；81、分水管；82、反应室；83、蓄水室；84、第二控制阀门；85、出水口；86、冷却筒；9、输料管；10、冷却介质；11、滑块；12、蓄水箱；13、第一控制阀门；14、输水管；15、进水口。

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、图2、图3、图4和图5，本发明提供如下技术方案：一种3D打印机用流体速冷调温装置，包括打印机头4，打印机头4顶部安装有滑块11，滑块11的内部活动连接有水平滑轨1，滑块11的外表面连接有螺栓6，滑块11靠近螺栓6顶部的一侧外表面安装有控制器7，滑块11的顶部安装有输料管9，输料管9的底部贯穿至滑块11的底部并连接有打印机头4，输料管9的外表面安装有蓄水箱12，蓄水箱12的顶部安装有进水口15，蓄水箱12的底部连接有输水管14，输水管14的外表面设置有第一控制阀门13，输水管14远离蓄水箱12的一端连接有冷却装置8，冷却装置8套设在输料管9的外部圆周面，冷却装置8包括有分水管81、反应室82、蓄水室83、出水口85、冷却筒86和第二控制阀门84，冷却筒86的内壁两侧均安装有反应室82，反应室82内部安装有分水管81，分水管81远离反应室82的一端与输水管14相连接，冷却筒86的内腔底部设置有蓄水室83，蓄水室83的一侧连接有出水口85，出水口85的外表面安装有第二控制阀门84，反应室82的内部充填有冷却介质10，滑块11底部靠近打印机头4外部圆周面安装有固定罩3，固定罩3的外部圆周面安装有电风扇5，通过反应室82内部的冷却介质10在高温下发生分解反应，使得输料管9内部的温度急速下降，并通过电风扇5对打印机头4喷出的热流体材料进行进一步的散热，使得打印出来的流体快速冷却成型，避免了因流体过热而导致打印品坍塌崩溃现象的发生，大大提高了产品的成型率和合格率，还通过第一控制阀门13控制输水管14向冷却装置8内部的反应室82注入清水，使其内部碳酸钙分解的氧化钙和水反应生成氢氧化钙，并释放出大量的热量，从而使得氢氧化钙与二氧化碳反应重新生成碳酸钙，大大减少了资源的浪费，形成了可循环利用的系统，节约了生产成本其中，电风扇5通过导线与控制器7电性连接，且电风扇5的电源输入端与自身内部的蓄电池电性连接；

请参阅图1和图5，冷却介质10为碳酸钙，反应室82外部设置有气密性强的耐高温材料，碳酸钙在高温下分解成无害的氧化钙和二氧化碳，避免了分解物对环境的污染，同时反应室82由于是耐高温材料，所以不会因为高温而损坏，极大的增加了装置的安全性，并且反应室82外部的气密性材料避免了二氧化碳气体的流出，从而保证了循环系统能正常工作；

请参阅图1和图2，固定罩3为圆台形结构，且下底面比上底面的直径小，通过圆台下底面比上底面的直径小，使得电风扇5的吹风面积更大，极大的加快了热流体的冷却，保障了产品的成型率和合格率；

请参阅图1和图2，螺栓6共设置有四组，每组两个，且分别安装在滑块11的四周外表面，通过多个螺栓6的协和作用，使得滑块11与固定罩3固定的更为紧密，极大的保障了装置的安全性；

请参阅图1和图2，滑块11与固定罩3通过螺栓6可拆卸式连接，通过螺栓6固定，使得滑块11和固定罩3之间可快速拆卸，极大的方便了对固定罩3的维修更换和安装，减少了维修更换时间，提高了工作效率；

请参阅图1，控制器7表面设置有控制按钮2，控制按钮2共设置有四个，且均匀分布在控制器7的表面，通过控制按钮2对不同电风扇5的控制，可以使得操作人员根据需要开启一个或多个电风扇5，极大的避免了电力资源的浪费，节约了工作成本；

请参阅图5，反应室82共设置有两组，每组四个，且均匀分布在冷却筒86的内腔两侧，八个反应室82内部均设置有两组分水管81，每组五条，且均匀分布在反应室82的内壁两侧，通过将碳酸钙分在多个反应室82内部反应，使得在降温冷却时效果更佳，速度更快，从而更有利于输料管9内部高温流体的散热，极大的提高了装置的降温效果。

工作原理：操作人员打开3D打印机，使得输料管9的内部有热流体流过，然后从打印机头4喷出，在打印成型过程中，操作人员可以控制按钮2打开固定罩3内部的电风扇5，从而加快喷出的热流体冷却成型，并且在热流体经过输料管9时，输料管9外部的冷却装置8内部的碳酸钙由于高温发生分解反应，从而将输料管9内部的大量热量吸收，使得打印出来的流体快速冷却成型，避免了因流体过热而导致打印品坍塌崩溃现象的发生，大大提高了产品的成型率和合格率，在工作完成后，操作人员打开第一控制阀门13，使得蓄水箱12内部的清水进入冷却装置8内部的反应室82中，使其内部碳酸钙分解的氧化钙和水反应生成氢氧化钙，并释放出大量的热量，从而使得氢氧化钙与二氧化碳反应重新生成碳酸钙，大大减少了资源的浪费，形成了可循环利用的系统，节约了生产成本，并且在需要对电风扇5或者固定罩3维修时，操作人员可以通过将螺栓6拧出，使得固定罩3和滑块11快速分离，从而极大的方便了对固定罩3和电风扇5的维修更换，减少了维修更换时间，提高了工作效率，在工作一段时间后，操作人员可以通过打开第二控制阀门84，将冷却筒86内部蓄水室83的水分排出。

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

1.一种3D打印机用流体速冷调温装置，包括打印机头（4），其特征在于：所述打印机头（4）顶部安装有滑块（11），所述滑块（11）的内部活动连接有水平滑轨（1），所述滑块（11）的外表面连接有螺栓（6），所述滑块（11）靠近螺栓（6）顶部的一侧外表面安装有控制器（7），所述滑块（11）的顶部安装有输料管（9），所述输料管（9）的底部贯穿至滑块（11）的底部并连接有打印机头（4），所述输料管（9）的外表面安装有蓄水箱（12），所述蓄水箱（12）的顶部安装有进水口（15），所述蓄水箱（12）的底部连接有输水管（14），所述输水管（14）的外表面设置有第一控制阀门（13），所述输水管（14）远离蓄水箱（12）的一端连接有冷却装置（8），所述冷却装置（8）套设在输料管（9）的外部圆周面，所述冷却装置（8）包括有分水管（81）、反应室（82）、蓄水室（83）、出水口（85）、冷却筒（86）和第二控制阀门（84），所述冷却筒（86）的内壁两侧均安装有反应室（82），所述反应室（82）内部安装有分水管（81），所述分水管（81）远离反应室（82）的一端与输水管（14）相连接，所述冷却筒（86）的内腔底部设置有蓄水室（83），所述蓄水室（83）的一侧连接有出水口（85），所述出水口（85）的外表面安装有第二控制阀门（84），所述反应室（82）的内部充填有冷却介质（10），所述滑块（11）底部靠近打印机头（4）外部圆周面安装有固定罩（3），所述固定罩（3）的外部圆周面安装有电风扇（5）。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印机用流体速冷调温装置，其特征在于：所述冷却介质（10）为碳酸钙，所述反应室（82）外部设置有气密性强的耐高温材料。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印机用流体速冷调温装置，其特征在于：所述固定罩（3）为圆台形结构，且下底面比上底面的直径小。

4.根据权利要求1所述的一种3D打印机用流体速冷调温装置，其特征在于：所述螺栓（6）共设置有四组，每组两个，且分别安装在滑块（11）的四周外表面。

5.根据权利要求1所述的一种3D打印机用流体速冷调温装置，其特征在于：所述滑块（11）与固定罩（3）通过螺栓（6）可拆卸式连接。

6.根据权利要求1所述的一种3D打印机用流体速冷调温装置，其特征在于：所述控制器（7）表面设置有控制按钮（2），所述控制按钮（2）共设置有四个，且均匀分布在控制器（7）的表面。

7.根据权利要求1所述的一种3D打印机用流体速冷调温装置，其特征在于：所述反应室（82）共设置有两组，每组四个，且均匀分布在冷却筒（86）的内腔两侧，八个反应室（82）内部均设置有两组分水管（81），每组五条，且均匀分布在反应室（82）的内壁两侧。