CN112659559A - 一种3d打印废料回收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D打印废料回收装置，涉及打印设备领域，包括有粉碎单元，所述粉碎单元用于将建材粉碎成小颗粒；挤出单元；冷凝成型单元，所述冷凝成型单元包括散热扇，用于对喷嘴挤出的线材冷凝；拉料捻丝器单元，用于对冷凝后线材拉伸；线轴缠绕单元，用于将拉伸后线材缠绕。一种3D打印废料回收装置，解决了由于打印废料暂无有效的回收再利用机制，大量的打印废料随意丢，造成资源浪费和环境污染的问题。
Description
技术领域
本发明涉及打印设备领域，具体为一种3D打印废料回收装置。
背景技术
3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，通过逐层铺料打印的方式来构造物体的技术。目前3D打印技术备受瞩目，并逐步作为一项新型的主流加工技术，不仅成为未来世界新的创造性科技，更是掀起来世界性制造业革命热潮，提高了生产率降低了成本，同时也提高了产品的市场竞争力。3D打印机仍然有着较广阔发展和推广的空间，同时也面临着诸多困难和挑战，尤其在设备成本、成型材料、打印效率和耗材使用等方面需要进行更加深入的研究与探索。材料是3D打印的物质基础，通常是以目前关于3D打印耗材的再利用皆是通过全部熔化再成型，设备复杂，成本高昂，操作复杂，不适合大面积普及。同时，由于打印废料暂无有效的回收再利用机制，大量的打印废料随意丢弃，造成资源浪费和环境污染。
发明内容
本发明目的在于提供一种3D打印废料回收装置，以解决上述背景技术中提出的由于打印废料暂无有效的回收再利用机制，大量的打印废料随意丢弃，造成资源浪费和环境污染的问题。
一种3D打印废料回收装置，包括有
粉碎单元，所述粉碎单元用于将建材粉碎成小颗粒；
挤出单元，所述挤出单元包括有壳体、传动电机、联轴器、微型螺杆、送料漏斗、法兰盘、传送管、加热块和喷嘴；
所述传动电机设置于壳体一端；
所述微型螺杆设置于壳体内，且与传动电机伸出端通过所述联轴器连接；
所述送料漏斗设于壳体上，且与壳体相连通；
所述传送管套设于微型螺杆伸出端，且通过法兰盘固定于壳体外表面；
所述加热块连接于传送管端部；
所述喷嘴嵌设于加热块端部，且与传送管连通；
冷凝成型单元，所述冷凝成型单元包括散热扇，用于对喷嘴挤出的线材冷凝；
拉料捻丝器单元，用于对冷凝后线材拉伸，所述拉料捻丝单元包括有主动辊轮、从动辊轮和拉料器机架；
所述主动辊和从动辊均转动设置于拉料器机架内；
所述主动辊与从动辊配合把线材拉出；
线轴缠绕单元，所述线轴缠绕单元包括有线盘支撑架和绕线盘；
所述绕线盘转动设置于线盘支撑架上，用于将拉伸后线材缠绕；
所述绕线盘外部连接有缠绕电机，驱动绕线盘转动。
作为本发明的一个实施例，所述喷嘴为宝塔形。
作为本发明的一个实施例，所述挤出单元又包括隔热模板，所述隔热模板设置于法兰盘与壳体之间。
作为本发明的一个实施例，所述粉碎单元包括驱动电机、收料盒、筛网、传动齿轮、箱体、粉碎轮15和进料漏斗；
所述进料漏斗设于箱体上；
所述粉碎轮不少于两个，相互间配合转动对颗粒进行粉碎，所述粉碎轮转动设于箱体内；
所述收料盒固定于箱体下方，且与箱体连通；
所述筛网设置于收料盒内；
所述传动齿轮与粉碎轮一一对应，且与粉碎轮同轴，设置于箱体外，齿轮间相互啮合；
所述驱动电机与任意一个传动齿轮连接，驱动该齿轮转动。
作为本发明的一个实施例，所述冷凝成型单元又包括传感器支架、冷凝块和散热扇机架；
所述散热扇固定于所述散热扇机架一侧，散热扇上方形成了冷凝通道；
所述冷凝块固定于传感器支架顶部；
所述冷凝块表面凹设有过线槽；
所述散热扇机架与喷嘴相连接。
作为本发明的一个实施例，所述拉料捻丝器单元包括拉料器电机、拉料器外壳和调节框；
所述主动辊轮和从动辊轮上下并列设置于拉料器机架内；
所述调节框滑动设于拉料器机架内；
所述从动辊转动设于调节框内；
所述主动辊转动设于拉料器机架内；
所述主动辊与从动辊相配合对线材挤压；
所述拉料器电机固定于拉料器外壳上，拉料器电机伸出端与主动滚轮通过联轴器连接；
所述调节框顶面套设有弹簧，用于对调节框提供弹力。
作为本发明的一个实施例，所述线轴缠绕单元包括引导器、线盘支撑架、缠绕电机、电动支架、缠绕齿轮、齿轮轴套、绕线盘和传动带；
所述绕线盘转动设置于线盘支撑架上；
所述绕线盘伸出端通过传动带与引导器连接；
所述缠绕电机固定于电动支架上；
所述电动支架连接于线盘支撑架一侧；
所述绕线盘两端对称设置有护板，其中一个护板与齿轮轴套相接触；
所述缠绕电机伸出端固定连接有缠绕齿轮，所述缠绕齿轮与齿轮轴套的内圆齿牙配合连接，齿轮轴套依靠摩擦力使绕线盘转动。
作为本发明的一个实施例，所述绕线盘伸出端设有缠绕传动轮，所述缠绕传动轮与传动带连接。
作为本发明的一个实施例，所述引导器包括引导机架、轨道轴、轨道轴套管、引导套件和引导棘爪；
所述轨道轴转动连接于引导机架内，且轨道轴表面设置有轨道槽；
所述引导套件插设有所述引导棘爪；
所述轨道轴套管套设于轨道轴外部，且与引导机架外表面固定连接；
所述轨道轴套管上表面设置有导向槽，所述引导套件滑动套设于轨道轴套管表面，且引导棘爪最下端穿过导向槽与轨道轴配合连接，随着轨道轴转动，引导棘爪沿着轨道槽往返移动。
作为本发明的一个实施例，所述轨道轴伸出端安装有引导皮带轮，所述引导皮带轮与传动带连接。
本发明的有益效果为：本装置能够实现3D打印废料和残次品的回收再利用，一定程度降低了3D打印成本，使3D打印技术更加低碳环保。
附图说明
图1为本发明所述的回收设备轴测图；
图2为本发明所述的粉碎单元结构图；
图3为本发明所述的挤出单元结构图；
图4为本发明所述的主控制单元结构图；
图5为本发明所述的显示器单元结构图；
图6为本发明所述的冷凝成型单元结构图；
图7为本发明所述的拉料器结构图；
图8为本发明所述的线轴缠绕单元结构图；
图9为本发明所述的引导器结构图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
如图1至图9所示，一种3D打印废料回收装置，其特征在于，包括有粉碎单元1，所述粉碎单元1用于将建材粉碎成小颗粒；挤出单元2，冷凝成型单元3，主控制单元4、显示器单元5、拉料捻丝器单元6，和线轴缠绕单元7。通过将3D打印机打印耗材丝直接熔接起来，可以有效提高打印耗材利用率。
,所述粉碎单元1包括驱动电机、收料盒11、筛网12、传动齿轮13、箱体14、粉碎轮15和进料漏斗16；
所述进料漏斗16设于箱体14上；
所述粉碎轮15不少于两个，相互间配合转动对颗粒进行粉碎，所述粉碎轮15转动设于箱体14内；
所述收料盒11固定于箱体14下方，且与箱体14连通；
所述筛网设置于收料盒14内；
所述传动齿轮13与粉碎轮15一一对应，且与粉碎轮15同轴，设置于箱体外，传动齿轮13间相互啮合；
所述驱动电机与任意一个传动齿轮13连接，驱动该齿轮转动。
粉碎轮15不少于一个，此处选粉碎轮15数量为两个，传动齿轮13数量为两个，驱动电机(未图示)带动传动齿轮13运动后，粉碎轮15在箱体14里进行啮合运动，在啮合间隙中的线材废料会随粉碎轮15的转动而与粉碎轮15进行摩擦碰撞，使大体积废料逐渐粉碎为小体积废料块。小废料块经过箱体14底部的筛网进入收料盒，大料重新进入粉碎轮中粉碎处理，为重新熔融、成型做物质准备。
所述挤出机单元2包括壳体210、传动电机21、微型螺杆23、送料漏斗24、隔热模板25、法兰盘26、传送管27、加热块28和喷嘴29；
所述传动电机21设置于壳体210一端；
所述微型螺杆23设置于壳体210内，且与传动电机21伸出端通过联轴器连接；
所述送料漏斗设于壳体210上，且与壳体210相连通；
所述传送管27套设于微型螺杆23伸出端，且通过法兰盘26固定于壳体210外表面；
所述隔热模板25设置于法兰盘26与壳体210之间；
所述加热块28连接于传送管27端部；
所述喷嘴29嵌设于加热块28端部，且与传送管27连通。
所述喷嘴29为宝塔形。
传动电机21传动带动微型螺杆23转动；微型螺杆齿间隙带动送料漏斗中的线材颗粒做水平运动，把线材颗粒传送到传送管27内，且进行加热，为加热块不断地输送原料。经过加热块使原料熔融以线形挤出；经过微型螺杆23挤压过来线材颗粒进入传送管27内后，加热块28不断对颗粒进行加热熔融直至能够经过挤压从喷嘴29中以熔融线材的状态出来。
所述冷凝成型单元3包括有传感器支架31、冷凝块32、散热扇34、散热扇机架35；
所述传感器支架31设置于散热扇34一侧；
所述散热扇固定于所述散热扇机架35一侧，散热扇上方形成了冷凝通道；
所述冷凝块固定于传感器支架31顶部；
所述冷凝块表面凹设有过线槽；
所述丝线传感器33固定于冷凝块上表面；
所述散热扇机架35与喷嘴相连接。
熔融状态的线材先经过冷凝通道冷却，确保线材悬空时不会断丝。然后经过散热扇快速散热，使线材冷却，具备一定程度的韧性度，冷却后线材在进入到过线槽内，从过线槽穿出进入到下一道工序，丝线传感器33可以对过线槽内部的线材直径的监测，将直径数据显示在液晶显示屏。
主控制单元中的控制主板45分别与粉碎单元1、挤出单元2、冷凝单元3、拉料捻丝器单元6、线轴缠绕单元7和显示器单元5电连接；
显示器单元与拉料捻丝器单元电连接。
主控制单元4包括稳压机箱41、控制器散热扇42、电源43、控制按钮44和控制主板45，
所述控制器散热扇、控制主板均与电源连接，所述控制按钮与控制主板相连接。
所述显示器单元5包括显示器机箱51显示支架52、旋钮53和液晶显示屏54，
所述显示器机箱51安装于显示支架52上，所述旋钮53设于显示器机箱51上。
主控制单元4负责调节整个装置的运行；在刚开始时先对加热熔融单元中的加热块进行加热，使新的熔融线材得以挤出。调节各个电机的速度，使已成型的线材张力控制在安全范围之内，防止线材被拉断。液晶显示器54可以实时显示装置的运行状态和卷绕的大致长度；丝线传感器33是用来检测冷凝后线材直径和经过线材长度；长度根据缠绕电机的转速和设备运行时间进行估算，直径数据和长度数据会在液晶显示器显示，主动辊65和从动辊66会对仍有塑性变形的线材产生拉力，喷嘴23口处与辊之间的拉力是线材粗细改变的原因，转速加快，拉力就会增加；液晶显示器显示、旋钮控制、主控制单元、拉料捻丝器、传感器形成闭环系统；使用者设置粗细数据，显示器同时实时显示粗细，主控制单元控制拉料捻丝器转速，逐渐使线材粗细与设置一致。粗细设置完成后，在显示器上可以实时显示处传感器检测的粗细，两组数据相比较，当设置数据大于检测数值，电机适当减速；当设置数值小于检测数值，电机适当加速；由于不断反馈，不断调节，线材会逐渐趋近于设定粗细；此方法基于PID控制原理。
如图7，所述拉料捻丝器单元6包括拉料器电机61、拉料器外壳63、主动辊65、从动辊66和拉料器机架68、调节框69；
所述主动辊65和从动辊66上下并列设置于拉料器机架68内；
所述调节框69滑动设于拉料器机架68内；
所述从动辊66转动设于调节框69内；
所述主动辊65转动设于拉料器机架68内；
所述主动辊65与从动辊66相配合对线材挤压；
所述拉料器电机61固定于拉料器外壳63上，拉料器电机61伸出端与主动辊65通过联轴器连接。
所述调节框69顶面套设有弹簧，用于对调节框69提供弹力。
冷却后仍具有一定塑性形变能力的线材经过两只压辊中间，直径不一的线材会被挤压变形成为直径较为统一的线材；所述调节框69顶面套设有弹簧，用于对调节框69提供弹力，可以保证了主动辊65和从动辊66之间的张紧力，移动调节框69在拉料器机架68内的位置，受弹簧弹力的影响，可保证主动辊65和从动辊66之间的压力，主动辊65和从动辊66转动后，可拉动线材同步的移动，给线材提供动力。
如图8，所述线轴缠绕单元7包括引导器71、线盘支撑架72、缠绕电机73、电动支架74、缠绕齿轮75、齿轮轴套76、绕线盘77和传动带78；
所述绕线盘77转动设置于线盘支撑架72上；
所述绕线盘77伸出端通过传动带78与引导器连接；
所述缠绕电机固定于电动支架上；
所述电动支架连接于线盘支撑架一侧；
所述绕线盘两端对称设置有护板，其中一个护板与齿轮轴套相接触；
所述缠绕电机伸出端固定连接有缠绕齿轮，所述缠绕齿轮与齿轮轴套的内圆齿牙配合连接，齿轮轴套依靠摩擦力使绕线盘77转动。
所述绕线盘伸出端设有缠绕传动轮，所述缠绕传动轮与传动带连接。
如图9，所述引导器71包括引导机架91、轨道轴93、轨道轴套管94、引导套件95和引导棘爪96；
所述轨道轴93转动连接于引导机架91内，且轨道轴93表面设置有轨道槽；
所述引导套件95插设有所述引导棘爪96；
所述轨道轴套管94套设于轨道轴93外部，且与引导机架91外表面固定连接；
所述轨道轴套管94上表面设置有导向槽，所述引导套件95滑动套设于轨道轴套管94表面，且引导棘爪96最下端穿过导向槽与轨道轴93配合连接，随着轨道轴93转动，引导棘爪96沿着轨道槽往返移动。
所述轨道轴93伸出端安装有引导皮带轮92，所述引导皮带轮与传动带连接。
引导套件95负责引导线材，规划线材卷绕角度。缠绕电机73带动绕线盘76运动，同时绕线盘76与引导器通过皮带连接；绕线盘运动的同时，引导轨道轴也跟随转动，此处引导器工作后，引导套件95在轨道轴套管94表面做往复运动，随着绕线盘76持续转动，线材均匀缠绕在绕线盘76表面，轨道轴93表面设置有轨道槽,引导棘爪96切合轨道进行往返运动，引导套件下方有一凹槽，线材从下方往上缠绕到绕线盘76上。
本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种3D打印废料回收装置，其特征在于，包括有
粉碎单元，所述粉碎单元用于将建材粉碎成小颗粒；
挤出单元，所述挤出单元包括有壳体、传动电机、联轴器、微型螺杆、送料漏斗、法兰盘、传送管、加热块和喷嘴；
所述传动电机设置于壳体一端；
所述微型螺杆设置于壳体内，且与传动电机伸出端通过所述联轴器连接；
所述送料漏斗设于壳体上，且与壳体相连通；
所述传送管套设于微型螺杆伸出端，且通过法兰盘固定于壳体外表面；
所述加热块连接于传送管端部；
所述喷嘴嵌设于加热块端部，且与传送管连通；
冷凝成型单元，所述冷凝成型单元包括散热扇，用于对喷嘴挤出的线材冷凝；
拉料捻丝器单元，用于对冷凝后线材拉伸，所述拉料捻丝单元包括有主动辊、从动辊和拉料器机架；
所述主动辊和从动辊均转动设置于拉料器机架内；
所述主动辊与从动辊配合把线材拉出；
线轴缠绕单元，所述线轴缠绕单元包括有线盘支撑架和绕线盘；
所述绕线盘转动设置于线盘支撑架上，用于将拉伸后线材缠绕；
所述绕线盘外部连接有缠绕电机，驱动绕线盘转动。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印废料回收装置，其特征在于，所述喷嘴为宝塔形。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印废料回收装置，其特征在于，所述挤出单元又包括隔热模板，所述隔热模板设置于法兰盘与壳体之间。
4.根据权利要求1所述的一种3D打印废料回收装置，其特征在于，所述粉碎单元包括驱动电机、收料盒、筛网、传动齿轮、箱体、粉碎轮和进料漏斗；
所述进料漏斗设于箱体上；
所述粉碎轮不少于两个，相互间配合转动对颗粒进行粉碎，所述粉碎轮转动设于箱体内；
所述收料盒固定于箱体下方，且与箱体连通；
所述筛网设置于收料盒内；
所述传动齿轮与粉碎轮一一对应，且与粉碎轮同轴，设置于箱体外，齿轮间相互啮合；
所述驱动电机与任意一个传动齿轮连接，驱动该齿轮转动。
5.根据权利要求1所述的一种3D打印废料回收装置，其特征在于，所述冷凝成型单元又包括传感器支架、冷凝块、丝线传感器、散热扇机架；
所述传感器支架设置于散热扇一侧；
所述散热扇固定于所述散热扇机架一侧，散热扇上方形成了冷凝通道；
所述冷凝块固定于传感器支架顶部；
所述冷凝块表面凹设有过线槽；
所述丝线传感器固定于冷凝块上表面；
所述散热扇机架与喷嘴相连接。
6.根据权利要求1所述的一种3D打印废料回收装置，其特征在于，所述拉料捻丝器单元包括拉料器电机、拉料器外壳和调节框；
所述主动辊和从动辊上下并列设置于拉料器机架内；
所述调节框滑动设于拉料器机架内；
所述从动辊转动设于调节框内；
所述主动辊转动设于拉料器机架内；
所述主动辊与从动辊相配合对线材挤压；
所述拉料器电机固定于拉料器外壳上，拉料器电机伸出端与主动辊通过联轴器连接；
所述调节框顶面套设有弹簧，用于对调节框提供弹力。
7.根据权利要求1所述的一种3D打印废料回收装置，其特征在于，所述线轴缠绕单元包括引导器、线盘支撑架、缠绕电机、电动支架、缠绕齿轮、齿轮轴套、绕线盘和传动带；
所述绕线盘转动设置于线盘支撑架上；
所述绕线盘伸出端通过传动带与引导器连接；
所述缠绕电机固定于电动支架上；
所述电动支架连接于线盘支撑架一侧；
所述绕线盘两端对称设置有护板，其中一个护板与齿轮轴套相接触；
所述缠绕电机伸出端固定连接有缠绕齿轮，所述缠绕齿轮与齿轮轴套的内圆齿牙配合连接，齿轮轴套依靠摩擦力使绕线盘转动；
所述绕线盘伸出端设有缠绕传动轮，所述缠绕传动轮与传动带连接。
8.根据权利要求1所述的一种3D打印废料回收装置，其特征在于，所述引导器包括引导机架、轨道轴、轨道轴套管、引导套件和引导棘爪；
所述轨道轴转动连接于引导机架内，且轨道轴表面设置有轨道槽；
所述引导套件插设有所述引导棘爪；
所述轨道轴套管套设于轨道轴外部，且与引导机架外表面固定连接；
所述轨道轴套管上表面设置有导向槽，所述引导套件滑动套设于轨道轴套管表面，且引导棘爪最下端穿过导向槽与轨道轴配合连接，随着轨道轴转动，引导棘爪沿着轨道槽往返移动；
所述轨道轴伸出端安装有引导皮带轮，所述引导皮带轮与传动带连接。
9.根据权利要求1所述的一种3D打印废料回收装置，其特征在于，又包括主控制单元和显示器单元；
所述主控制单元分别与粉碎单元、挤出单元、冷凝单元、拉料捻丝器单元、线轴缠绕单元和显示器单元电连接；
所述显示器单元与拉料捻丝器单元电连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011410400.1A CN112659559A (zh) | 2020-12-03 | 2020-12-03 | 一种3d打印废料回收装置 |
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| CN202011410400.1A CN112659559A (zh) | 2020-12-03 | 2020-12-03 | 一种3d打印废料回收装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112659559A true CN112659559A (zh) | 2021-04-16 |
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| CN (1) | CN112659559A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114178287A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-03-15 | 哈尔滨恒准科技有限公司 | 一种新型3d打印废料回收再生打印一体化装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109382991A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-02-26 | 山东科技大学 | 一种3d打印用丝材挤出成型装置 |
| CN109514866A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-03-26 | 合肥智格电子信息科技有限公司 | 一种3d打印机的废料回收装置 |
| CN215550997U (zh) * | 2020-12-03 | 2022-01-18 | 浙江理工大学 | 一种pla废料回收装置 |
-
2020
- 2020-12-03 CN CN202011410400.1A patent/CN112659559A/zh active Pending
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