CN113681888A - 一种用于教学的防护型3d打印机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于教学的防护型3D打印机，包括打印机构、设于打印机构内用于清理附着于打印机构内壁上杂质的清洁机构、以及贯穿于打印机构上的换气机构；换气机构包括贯穿于打印机构侧面的进气接头和排气接头、以及与排气接头连接的净化组件，排气接头通过管道与设于打印机构内位于底端的集气管连接；本发明避免了在打印过程中释放到环境中的化学产物和颗粒会随着打印时间的增加而逐渐积累，从而渗透到使用者肺部，并对人类健康造成损害的情况出现。

Description

一种用于教学的防护型3D打印机
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体为一种用于教学的防护型3D打印机。
背景技术
3D打印是快速成型技术的一种，又被称为增材制造，是一种以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；自20世纪90年代中期出现以来，3D打印一直是工程领域的热门研究方向。因为相较于传统加工，3D打印可以制作复杂的形状，并且使单独制造零件的成本更低，这两个优点使3D打印在某些情况下是不可替代的。
日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。[14]3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。
现有的3D打印通过熔化塑料细丝或其它基础材料来工作，这些材料包括纳米粒子、金属、热塑性塑料等，但是当塑料或其它基础材料被加热熔化时，它们会将挥发性化合物释放到打印机和物体附近的空气中，在打印过程中释放到环境中的化学产物和颗粒会随着打印时间的增加而逐渐积累，且这些存在环境中的颗粒足够小，所以它们可以渗透到肺部，从而损害人类健康。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种用于教学的防护型3D打印机，以解决上述技术背景中在打印过程中释放到环境中的化学产物和颗粒会随着打印时间的增加而逐渐积累，且这些存在环境中的颗粒足够小，所以它们可以渗透到肺部，从而损害人类健康的缺点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于教学的防护型3D打印机，包括打印机构、设于所述打印机构内用于清理附着于打印机构内壁上杂质的清洁机构、以及贯穿于打印机构上的换气机构；
所述换气机构包括贯穿于打印机构侧面的进气接头和排气接头、以及与所述排气接头连接的净化组件，所述排气接头通过管道与设于打印机构内位于底端的集气管连接。
优选的，所述集气管呈环状结构，并设于打印机构内的底壁上，且集气管的侧面等间距的开设有多个集气孔。
优选的，所述清洁组件包括设于打印机构内并贴合与打印机构内壁的清洁条、通过转动杆设于所述清洁条上的多个清洁毛刷、以及设于清洁条内转动杆一端上的联动齿轮，多个所述联动齿轮相邻的两两联动齿轮相互啮合。
优选的，所述净化组件包括通过排气管与排气接头连接的净化桶、以及设于所述净化桶顶端并开设有开口的桶盖，所述净化桶内设置有用于吸附杂质的过滤液；所述排气管远离排气接头的一端穿过所述开口并设于所述过滤液内。
优选的，所述打印机构包括壳体组件、设于所述壳体组件内的升降组件、以及设于所述升降组件上的打印组件，所述壳体组件包括平行设置的底座和顶板、设于所述底座和所述顶板之间的多个支撑柱、以及设于两两相邻所述支撑柱之间的挡板，其中一个所述挡板采用防护门，所述防护门一侧与支撑柱活动连接。
优选的，所述升降组件包括多根分别竖直设置于临近支撑柱的底座上的升降螺杆、以及一端与所述升降螺杆螺纹连接的连接杆，所述连接杆另一端与所述打印组件连接。
优选的，所述打印组件包括设于多根所述升降螺杆之间并与连接杆连接的驱动盘、设于驱动盘下端面开设有横向驱动槽内的横向螺杆、套设于所述横向螺杆上并与横向螺杆螺纹连接且底端设置有纵向杆的第一螺纹块、设于所述纵向杆下端面开设有纵向驱动槽内的纵向螺杆、以及设于所述纵向螺杆上并与纵向螺杆螺纹连接的第二螺纹块，所述第二螺纹块上设置有打印喷头。
优选的，所述清洁条远离设置有清洁毛刷的一端设于驱动盘的侧面上。
优选的，所述底座的上端面上设置有位于集气管内环内的托盘，所述托盘位于驱动盘的下方。
优选的，所述挡板和防护门均采用透明无毒材质制造。
与现有技术相比，本发明提供了一种用于教学的防护型3D打印机，具备以下有益效果：
本发明中通过清洁机构便于将打印机在打印过程中产生附着在打印机内壁上的化学产物和颗粒进行清理，再通过换气机构便于将打印机内的化学产物和颗粒通过换气的方式排出打印机，并通过净化组件对排出的有害气体进行过滤净化，避免了在打开打印完成的打印机时，打印产生的化学产物和颗粒被使用者吸入身体，对身体造成损坏，避免了在打印过程中释放到环境中的化学产物和颗粒会随着打印时间的增加而逐渐积累，从而渗透到使用者肺部，并对人类健康造成损害的情况出现。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
图1为本发明提出的用于教学的防护型3D打印机简易结构示意图。
图2为本发明提出的用于教学的防护型3D打印机背面结构示意图。
图3为本发明的壳体组件结构示意图。
图4为本发明的壳体组件俯视图结构示意图。
图5为本发明的壳体组件内部结构示意图。
图6为本发明的打印组件结构示意图。
图7为本发明的清洁组件结构示意图。
图中：1、底座；2、防护门；3、送料轮；4、进气接头；5、净化桶；6、桶盖；7、开口；8、排气管；9、支撑柱；10、挡板；11、排气接头；12、顶板；13、限位条；14、驱动盘；15、连接杆；16、清洁条；17、清洁毛刷；18、托盘；19、集气管；20、集气孔；21、升降螺杆；22、固定孔；23、横向驱动槽；24、横向螺杆；25、第一螺纹块；26、纵向杆；27、纵向螺杆；28、第二螺纹块；29转动杆；30、联动齿轮。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
请参阅图1-7，一种用于教学的防护型3D打印机，包括打印机构、设于打印机构内用于清理附着于打印机构内壁上杂质的清洁机构、以及贯穿于打印机构上的换气机构；换气机构包括贯穿于打印机构侧面的进气接头4和排气接头11、以及与排气接头11连接的净化组件，排气接头11通过管道与设于打印机构内位于底端的集气管19连接；进气接头4和排气接头11分别位于临近顶板12和底座1的位置，通过将吹起组件与进气接头4连接便于将外界新鲜的空气通入到打印机构内部，此时含有打印时产生的化学产物和颗粒随着空气通过排气接头11排放到净化组件内，对排出的气体进行过滤，以便于将排出气体内的化学产物和颗粒在净化组件内过滤，避免了在打印过程中释放到环境中的化学产物和颗粒会随着打印时间的增加而逐渐积累，从而渗透到使用者肺部，并对人类健康造成损害的情况出现。
如图5所示，集气管19呈环状结构，并设于打印机构内的底壁上，且集气管19的侧面等间距的开设有多个集气孔20，通过多个等间距排列的集气孔20便于将打印机构底端的打印废气进行均匀的排放出打印机构，避免了打印废气在打印机构角落堆积，从而附着在角落的内壁上，再当使用者打开打印机构时带动空气流动，从而使使用者吸入打印产生的化学产物和颗粒，从而对人体造成损害。
如图4和图7所示，清洁组件包括设于打印机构内并贴合与打印机构内壁的清洁条16、通过转动杆29设于清洁条16上的多个清洁毛刷17、以及设于清洁条16内转动杆29一端上的联动齿轮30，多个联动齿轮30相邻的两两联动齿轮30相互啮合，其中一个联动齿轮30通过步进电机带动，以便于通过多个啮合的联动齿轮30通过转动杆29带动清洁毛刷17进行转动，以便于将打印机构内壁附着的打印产生的化学产物和颗粒进行清除，使化学产物和颗粒与打印机构内的空气混合，并通过排气接头11排放到净化组件内进行净化。
如图1-2所示，净化组件包括通过排气管8与排气接头11连接的净化桶5、以及设于净化桶5顶端并开设有开口7的桶盖6，净化桶5内设置有用于吸附杂质的过滤液；排气管8远离排气接头11的一端穿过开口7并设于过滤液内，过滤液可以采用水，当打印产生含有化学产物和颗粒的空气通过排气管8导入到净化桶5内设置的净化液内，当空气通入净化液时，空气会与过滤液充分接触，使空气内的化学产物和颗粒被过滤液内的液体进行过滤吸收，过滤后的气体会通过净化桶5上设置桶盖6上开设有的开口7排出净化桶5，一方面避免打印产生的化学产物和颗粒对使用者造成损坏，另一方面避免了对环境造成污染。
如图1-3所示，打印机构包括壳体组件、设于壳体组件内的升降组件、以及设于升降组件上的打印组件，壳体组件包括平行设置的底座1和顶板12、设于底座1和顶板12之间的多个支撑柱9、以及设于两两相邻支撑柱9之间的挡板10，其中一个挡板10采用防护门2，防护门2一侧与支撑柱9活动连接，防护门2通过合页与支撑柱9连接。。
如图5所示，升降组件包括多根分别竖直设置于临近支撑柱9的底座1上的升降螺杆21、以及一端与升降螺杆21螺纹连接的连接杆15，连接杆15另一端与打印组件连接，升降螺杆21均通过步进电机带动，便于通过连接杆15带动打印组件在底座1和顶板12之间进行上下移动。
如图6所示，打印组件包括设于多根升降螺杆21之间并与连接杆15连接的驱动盘14、设于驱动盘14下端面开设有横向驱动槽23内的横向螺杆24、套设于横向螺杆24上并与横向螺杆24螺纹连接且底端设置有纵向杆26的第一螺纹块25、设于纵向杆26下端面开设有纵向驱动槽内的纵向螺杆27、以及设于纵向螺杆27上并与纵向螺杆27螺纹连接的第二螺纹块28，第二螺纹块28上设置有打印喷头。
如图4所示，清洁条16远离设置有清洁毛刷17的一端设于驱动盘14的侧面上，通过升降螺杆21转动通过连接杆15带动驱动盘14进行上下移动，以便于带动清洁条16在底座1和顶板12之间进行上下移动，以便于通过清洁条16上设置的清洁毛刷17对挡板10和防护门2的表面进行清洁，将打印产生附着的化学产物和颗粒进行清理。
如图5所示，底座1的上端面上设置有位于集气管19内环内的托盘18，托盘18位于驱动盘14的下方，一方面便于驱动盘14上的打印喷头在托盘18上教学工作，另一方面打印过程中打印产生的化学产物和颗粒可以快速通过集气管19排出壳体组件外部，避免了化学产物和颗粒附着在壳体组件内壁上，增大清洁组件对壳体组件内壁的清洁难度。
如图1-3所示，挡板10和防护门2均采用透明无毒材质制造，挡板10和防护门2均采用透明钢化玻璃，便于使用者通过透明钢化玻璃观看打印机工作过程。
如图4-5所示，两两相邻的支撑柱9相邻的端面上均设置有开设了固定孔22的限位条13，限位条13一方面用于固定挡板10和防护门2的位置，另一方面还保证了支撑柱9与挡板10和防护门2之间的密封性，限位条13上设置有橡胶垫。
如图1所示，顶板12上还设置有送料轮3。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种用于教学的防护型3D打印机，其特征在于，包括打印机构、设于所述打印机构内用于清理附着于打印机构内壁上杂质的清洁机构、以及贯穿于打印机构上的换气机构；
所述换气机构包括贯穿于打印机构侧面的进气接头(4)和排气接头(11)、以及与所述排气接头(11)连接的净化组件，所述排气接头(11)通过管道与设于打印机构内位于底端的集气管(19)连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于教学的防护型3D打印机，其特征在于：所述集气管(19)呈环状结构，并设于打印机构内的底壁上，且集气管(19)的侧面等间距的开设有多个集气孔(20)。
3.根据权利要求2所述的一种用于教学的防护型3D打印机，其特征在于：所述清洁组件包括设于打印机构内并贴合与打印机构内壁的清洁条(16)、通过转动杆(29)设于所述清洁条(16)上的多个清洁毛刷(17)、以及设于清洁条(16)内转动杆(29)一端上的联动齿轮(30)，多个所述联动齿轮(30)相邻的两两联动齿轮(30)相互啮合。
4.根据权利要求1所述的一种用于教学的防护型3D打印机，其特征在于：所述净化组件包括通过排气管(8)与排气接头(11)连接的净化桶(5)、以及设于所述净化桶(5)顶端并开设有开口(7)的桶盖(6)，所述净化桶(5)内设置有用于吸附杂质的过滤液；所述排气管(8)远离排气接头(11)的一端穿过所述开口(7)并设于所述过滤液内。
5.根据权利要求3所述的一种用于教学的防护型3D打印机，其特征在于：所述打印机构包括壳体组件、设于所述壳体组件内的升降组件、以及设于所述升降组件上的打印组件，所述壳体组件包括平行设置的底座(1)和顶板(12)、设于所述底座(1)和所述顶板(12)之间的多个支撑柱(9)、以及设于两两相邻所述支撑柱(9)之间的挡板(10)，其中一个所述挡板(10)采用防护门(2)，所述防护门(2)一侧与支撑柱(9)活动连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于教学的防护型3D打印机，其特征在于：所述升降组件包括多根分别竖直设置于临近支撑柱(9)的底座(1)上的升降螺杆(21)、以及一端与所述升降螺杆(21)螺纹连接的连接杆(15)，所述连接杆(15)另一端与所述打印组件连接。
7.根据权利要求6所述的一种用于教学的防护型3D打印机，其特征在于：所述打印组件包括设于多根所述升降螺杆(21)之间并与连接杆(15)连接的驱动盘(14)、设于驱动盘(14)下端面开设有横向驱动槽(23)内的横向螺杆(24)、套设于所述横向螺杆(24)上并与横向螺杆(24)螺纹连接且底端设置有纵向杆(26)的第一螺纹块(25)、设于所述纵向杆(26)下端面开设有纵向驱动槽内的纵向螺杆(27)、以及设于所述纵向螺杆(27)上并与纵向螺杆(27)螺纹连接的第二螺纹块(28)，所述第二螺纹块(28)上设置有打印喷头。
8.根据权利要求7所述的一种用于教学的防护型3D打印机，其特征在于：所述清洁条(16)远离设置有清洁毛刷(17)的一端设于驱动盘(14)的侧面上。
9.根据权利要求8所述的一种用于教学的防护型3D打印机，其特征在于：所述底座(1)的上端面上设置有位于集气管(19)内环内的托盘(18)，所述托盘(18)位于驱动盘(14)的下方。
10.根据权利要求5所述的一种用于教学的防护型3D打印机，其特征在于：所述挡板(10)和防护门(2)均采用透明无毒材质制造。
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