CN112077315A - 可打印高温金属类材料的3d打印机喷头保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置,括:加热装置、推料装置、喷头和疏通装置,加热装置内部设置有引导管和加热陶瓷,喷头和疏通装置之间连接有物料检测传感器,加热陶瓷上设置有控制器,物料检测传感器与喷头、控制器分别控制连接,疏通装置与控制器之间控制连接,物料检测传感器用于检测喷头内的物料状况,将检测到的物料状况形成数据,且将数据传输至控制器,控制器通过不同的数据对疏通装置的启动进行控制。通过上述方式,本发明提供的3D打印机喷头保护装置,通过控制器对疏通装置进行控制,当喷头进行堵塞的时候,根据喷头内不同的状况,选择不同的疏通装置对喷头进行疏通,能够有效的节省人力。
Description
技术领域
本发明涉及一种3D打印机喷头的保护装置,属于3D打印机领域,特别是涉及一种可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置。
背景技术
3D打印机又称三维打印机,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。现有技术中的打印机是喷头将一层极薄的液态塑料物质喷涂在铸模托盘上,此涂层然后被置于紫外线下进行处理。
而高温金属类材料主要是高温合金,而高温合金是指以铁、镍、钴为基,目前按合金基体种类大致可分为铁基、镍基和钴基合金3类。高温合金主要用于高性能发动机,在现代先进的航空发动机中,高温合金材料的使用量占发动机总质量的40%~60%。现代高性能航空发动机的发展对高温合金的使用温度和性能的要求越来越高。传统的铸锭冶金工艺冷却速度慢,铸锭中某些元素和第二相偏析严重,热加工性能差,组织不均匀,性能不稳定。通常的工作温度超过540度,在高温下的强度、延性、抗蠕变性能以及抗腐蚀能力很强高温合金的3D打印十分具有挑战性。
同时,在使用过程中,由于3D打印机使用材料的特殊性,经常造成喷嘴堵塞,堵塞后经常需要用丝线或是其他物品进行疏导,但是疏导不当会造成喷嘴刮伤,从而影响后期的使用。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是如何提供一种根据不同的材料,选择不同的疏通装置对喷头进行疏通,能够有效的节省人力,且能够对打印机的喷头进行保护,延长喷头的使用寿命的可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置。
为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置,包括:加热装置、推料装置、喷头和疏通装置。所述喷头与加热装置、推料装置、疏通装置之间分别连接,所述加热装置和推料装置之间电性连接,所述喷头与加热装置之间相连接,加热装置与推料装置之间相连接。所述加热装置内部设置有引导管和加热陶瓷,所述引导管位于加热陶瓷内部,所述引导管与喷头之间相通。所述引导管和加热陶瓷之间可拆卸链接,所述疏通装置位于喷头外侧,喷头和疏通装置之间连接有物料检测传感器,所述加热陶瓷上设置有控制器,所述控制器位于加热陶瓷内部,所述物料检测传感器与喷头、控制器分别控制连接,所述疏通装置与控制器之间控制连接。所述物料检测传感器用于检测喷头内的物料状况,将检测到的物料状况形成数据,且数据传输至控制器,控制器通过不同的数据对疏通装置的启动进行控制。
在一个较佳实施例中,所述可打印高温金属类材料的3D打印机喷头自动保护装置还包含有加热线和测温线,所述加热线、测温线分别贯穿加热陶瓷,所述加热线与测温线位于加热陶瓷的不同位置,所述加热线、测温线与加热装置之间分别电性连接,所述加热线、测温线外表面均设置有铜管。
在一个较佳实施例中,所述疏通装置中包含有送丝装置、挤压装置、退料装置和去除装置,所述送丝装置、挤压装置、退料装置、去除装置与控制器之间分别控制连接,所述控制器接收到物料检测传感器检测到的喷头内的物料材质数据,对送丝装置、挤压装置、退料装置、去除装置进行选择。
在一个较佳实施例中,所述可打印高温金属类材料的3D打印机喷头自动保护装置还包含有温度设定控制器,所述温度设定控制器位于加热陶瓷内部,所述温度设定控制器与控制器之间控制连接。
在一个较佳实施例中,所述可打印高温金属类材料的3D打印机喷头自动保护装置还包含有打印床,所述打印床与喷头的位置相对应,且打印床与喷头的距离可调节,
在一个较佳实施例中,所述可打印高温金属类材料的3D打印机喷头自动保护装置还包含有距离传感器,所述距离传感器位于喷头内部,用于测量打印床与喷头之间距离。所述距离传感器与控制器之间控制连接,将测量到的打印床与喷头之间的距离数据传输至控制器,控制器判断打印床与喷头的距离是否需要调节,从而控制喷头的移动。
在一个较佳实施例中,所述可打印高温金属类材料的3D打印机喷头自动保护装置还包含有冷却装置,所述冷却装置位于喷头外部,且位于打印床与喷头之间。
在一个较佳实施例中,所述可打印高温金属类材料的3D打印机喷头自动保护装置还包含有电机,所述电机与推料装置、疏通装置之间电性连接。
本发明的有益效果是:通过在陶瓷块内添加控制芯片和喷头外侧设置相应的疏通装置,通过控制器对疏通装置进行控制,当喷头进行堵塞的时候,根绝喷头内不同的状况,选择不同的疏通装置:送丝装置、挤压装置、退料装置、去除装置,对喷头进行疏通,能够有效的节省人力,且能够对打印机的喷头进行保护,延长喷头的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图,其中:
图1是本发明可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置一具体实施例的整体结构控制架构图;
图2是本发明可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置一具体实施例中控制器与物料检测传感器、温度设定控制器的连接示意图;
图3是本发明可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置一具体实施例中控制器与疏通装置连接示意图;
图4是本发明可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置一具体实施例的喷头与疏通装置整体结构示意图;
附图中各标记为:1、加热装置;101、引导管;102、加热陶瓷;103、喷头;2、加热线;3、测温线;4、推料装置;5、电机;6、冷却装置;7、疏通装置;701、送丝装置;702、挤压装置;703、退料装置;704、去除装置;8、打印床;9、控制器;10、物料检测传感器;11、温度设定控制器;12、距离传感器。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,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它实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4,在本发明的一个具体实施例中提供一种可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置,所述的可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置包括:加热装置1、加热线2、测温线3、推料装置4、喷头103和疏通装置7。所述喷头103与加热装置1、推料装置4、疏通装置7之间分别连接,所述加热装置1和推料装置4之间电性连接,所述喷头103与加热装置1之间相连接,加热装置1与推料装置4之间相连接。所述加热线2、测温线3分别贯穿加热陶瓷102,所述加热线2与测温线3位于加热陶瓷102的不同位置,一般情况下,加热线2、测温线3之间相互平行,加热线2、测温线3之间设置有一定的距离。所述加热线2、测温线3与加热装置1之间分别电性连接。所述加热线(2)、测温线(3)外表面均设置有铜管,用于冷却,放置加热线(2)、测温线(3)因局部温度过高引起测量结果不准确。所述加热装置1内部设置有引导管101和加热陶瓷102,所述引导管101位于加热陶瓷102内部,所述引导管101与喷头103之间相通。所述引导管101和加热陶瓷102之间可拆卸链接,所述疏通装置7位于喷头103外侧,喷头103和疏通装置7之间连接有物料检测传感器10,所述加热陶瓷102上设置有控制器9,所述控制器9位于加热陶瓷102内部,所述物料检测传感器10与喷头103、控制器9分别控制连接,所述疏通装置7与控制器9之间控制连接。所述物料检测传感器10用于检测喷头103内的物料状况,将检测到的物料状况形成数据,且数据传输至控制器9,控制器9通过不同的数据对疏通装置7的启动进行控制。在具体的实施过程中,所述疏通装置7中包含有送丝装置701、挤压装置702、退料装置703和去除装置704,所述送丝装置701、挤压装置702、退料装置703、去除装置704与控制器9之间分别控制连接,所述控制器9接收到物料检测传感器10检测到的喷头103内的物料状况数据,对送丝装置701、挤压装置702、退料装置703、去除装置704进行选择。物料检测传感器10选择为KG1006A型物料探测传感器,第一能够检测料仓物料的高位仓满;第二能够检测喷头103是否有料流,此传感器动作灵敏,可靠且安装方便。所述可打印高温金属类材料的3D打印机喷头自动保护装置还包含有电机5,所述电机5与推料装置4、疏通装置7之间电性连接,为推料装置4、疏通装置7等提供动力,工作电压为220V交流电。
在具体的实施例中,高温金属类材料主要为高温合金。
在具体的实施例中,送丝装置701中一般使用铜线,因为喷嘴的直径很小,就像一粒沙子那么大,使用铜线,一来可以很容易通过喷嘴,二来铜的材质较软,不会在清除堵塞物料的时候对喷嘴造成损伤。
挤压装置702中包含有挤压器,采用挤压的方法将堵塞的物料挤出,首先升高打印头的温度,打开3D打印机的加热装置1,将喷头加热到能够熔化耗材的温度,通常为230度,接下来,开启3D打印机的,让打印机开始进料,试着手动将一小部分线材:比如10毫米的线材压到喷头中。当挤出器开始运转的时候,用手轻轻地把线材挤压到喷头里面。在很多情况下,这个向下的压力能够促使线材顺利穿透堵塞的部位,从而达到清除堵塞物料的效果。
退料装置703的启动为挤压装置702动作的延续,如果利用挤压装置702的方法进行操作后线材还是不能挤出,那么接下来要做的就是把线材退出来。那么就要开启3D打印机,让打印机开始退料,确认喷头已经加热到了一定温度后,将线材往外拽,如果线材卡住不动,需要再用点儿力。一旦线材出来了,就启动去除装置704,去除装置704中包含有切割工具,切割工具常用的是剪刀。线材出来后用剪刀把已熔化或损坏的部分减掉,然后重新进料,看喷头是否能顺利挤出。
所述可打印高温金属类材料的3D打印机喷头自动保护装置还包含有温度设定控制器11,所述温度设定控制器11位于加热陶瓷102内部,所述温度设定控制器11与控制器9之间控制连接。所述的温度设定控制器11中包含有温度控制器Thermostat,能够根据工作环境的温度变化,在开关内部发生物理形变,从而产生特殊效应,根据电子原件在不同温度下,工作状态的不同原理来给电路提供温度数据,以供电路采集温度数据,且与控制器9配合,对温度进行设定和控制。
优选的,所述可打印高温金属类材料的3D打印机喷头自动保护装置还包含有打印床8和距离传感器12,所述打印床8与喷头103的位置相对应,且打印床8与喷头103的距离可调节。所述距离传感器12位于喷头103内部,用于测量打印床8与喷头103之间距离。所述距离传感器12与控制器9之间控制连接,将测量到的打印床8与喷头103之间的距离数据传输至控制器9,控制器9判断打印床8与喷头103的距离是否需要调节,从而控制喷头103的移动。所述的距离传感器12为利用“飞行时间法”flying time的原理来实现测距离,以检测物体的距离的一种传感器。
在一个实施例中,所述可打印高温金属类材料的3D打印机喷头自动保护装置还包含有冷却装置6,所述冷却装置6位于喷头103外部,且位于打印床8与喷头103之间。冷却装置6优选为风扇,位于印床8与喷头103之间的风扇能够加速喷嘴中出来耗材的冷却,保证打印物的完成质量。需要留意的是,所述的冷却装置6一般是预热或者打印到第二层才会被激活,当打印ABS耗材时,冷却装置6应关掉,此步骤由控制器9智能控制。但是鉴于本发明是在现有的3D打印机上做出的改进,因此,所述的控制器9、距离传感器12、温度控制器、物料检测传感器10等均为现有技术中的产品,在结构上不加以限制,只要能实现相应的功能即可。
因此,本发明与现有技术相比,具有以下优点:
(1)通过在陶瓷块内添加控制芯片和喷头外侧设置相应的疏通装置,通过控制器对疏通装置进行控制,当喷头进行堵塞的时候,根据喷头内不同的状况,选择不同的疏通装置对喷头进行疏通,能够有效的节省人力;
(2)送丝装置701、挤压装置702、退料装置703、去除装置704进行不同的选择,能够有效的对打印机的喷头进行保护,延长喷头的使用寿命。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。。
Claims (8)
1.可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置,其特征在于,包括:加热装置(1)、推料装置(4)、喷头(103)和疏通装置(7),所述喷头(103)与加热装置(1)、推料装置(4)、疏通装置(7)之间分别连接,所述加热装置(1)和推料装置(4)之间电性连接,所述喷头(103)与加热装置(1)之间相连接,加热装置(1)与推料装置(4)之间相连接,所述加热装置(1)内部设置有引导管(101)和加热陶瓷(102),所述引导管(101)位于加热陶瓷(102)内部,所述引导管(101)与喷头(103)之间相通,所述引导管(101)和加热陶瓷(102)之间可拆卸链接,所述疏通装置(7)位于喷头(103)外侧,喷头(103)和疏通装置(7)之间连接有物料检测传感器(10),所述加热陶瓷(102)上设置有控制器(9),所述控制器(9)位于加热陶瓷(102)内部,所述物料检测传感器(10)与喷头(103)、控制器(9)分别控制连接,所述疏通装置(7)与控制器(9)之间控制连接,所述物料检测传感器(10)用于检测喷头(103)内的物料状况,将检测到的物料状况形成数据,且数据传输至控制器(9),控制器(9)通过不同的数据对疏通装置(7)的启动进行控制。
2.根据权利要求1所述的可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置,其特征在于,所述可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置还包含有加热线(2)和测温线(3),所述加热线(2)、测温线(3)分别贯穿加热陶瓷(102),所述加热线(2)与测温线(3)位于加热陶瓷(102)的不同位置,所述加热线(2)、测温线(3)与加热装置(1)之间分别电性连接,所述加热线(2)、测温线(3)外表面均设置有铜管。
3.根据权利要求1所述的可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置,其特征在于,所述疏通装置(7)中包含有送丝装置(701)、挤压装置(702)、退料装置(703)和去除装置(704),所述送丝装置(701)、挤压装置(702)、退料装置(703)、去除装置(704)与控制器(9)之间分别控制连接,所述控制器(9)接收到物料检测传感器(10)检测到的喷头(103)内的物料材质数据,对送丝装置(701)、挤压装置(702)、退料装置(703)、去除装置(704)进行选择。
4.根据权利要求1所述的可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置,其特征在于,所述可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置还包含有温度设定控制器(11),所述温度设定控制器(11)位于加热陶瓷(102)内部,所述温度设定控制器(11)与控制器(9)之间控制连接。
5.根据权利要求1所述的可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置,其特征在于,所述可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置还包含有打印床(8),所述打印床(8)与喷头(103)的位置相对应,且打印床(8)与喷头(103)的距离可调节。
6.根据权利要求5所述的可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置,其特征在于,所述可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置还包含有距离传感器(12),所述距离传感器(12)位于喷头(103)内部,用于测量打印床(8)与喷头(103)之间距离,所述距离传感器(12)与控制器(9)之间控制连接,将测量到的打印床(8)与喷头(103)之间的距离数据传输至控制器(9),控制器(9)判断打印床(8)与喷头(103)的距离是否需要调节,从而控制喷头(103)的移动。
7.根据权利要求5所述的可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置,其特征在于,所述可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置还包含有冷却装置(6),所述冷却装置(6)位于喷头(103)外部,且位于打印床(8)与喷头(103)之间。
8.根据权利要求1所述的可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置,其特征在于,所述可打印高温金属类材料的3D打印机喷头保护装置还包含有电机(5),所述电机(5)与推料装置(4)、疏通装置(7)之间电性连接。
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