CN113733546A - 一种3d发光字打印的自动化一体成型设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种3D发光字打印的自动化一体成型设备及方法，丝杆挤出机的挤出头采用针筒的形式，可以使用不同容积的针筒，使得不管多大的面积，都可以实现浇灌，而挤出方式，采用丝杆连接活塞，通过丝杆的下压推动活塞，使得针筒内的超级胶能够可控的流出；同时因为预先的容积设置，不会造成材料的浪费，节约了成本；在打印机完成之后，打印喷头归零，打印机底部的紫外线灯将自动开启，进行固化，同时，顶部的散热风扇也会进行工作，边固化边散热；将打印，浇灌，固化结合在一起，解决了需要分开打印固化的问题，解决了打印机同时加热和固化的问题，实现一体化自动生产，大大增加了产品的成功率。

Description

一种3D发光字打印的自动化一体成型设备及方法
技术领域
本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种3D发光字打印的自动化一体成型设备及方法。
背景技术
目前，市场上相关的3D发光字打印设备较少，已知的3D发光字所用的打印机，都是单喷头，双挤出机的结构，利用步进电机将材料挤出，完成字壳的打印，然后取下字壳，用热熔胶固定，人工进行超级胶灌注，然后放入固化箱，进行固化。现有的发光字打印技术和工艺流程，造价成本昂贵且操作繁琐，在各个阶段，都有可能造成产品的损坏，失败率高，无法实现自动化生产；
常见的3D发光字是在打印机上打印字壳，人工取下字壳后，放在另一块透明平台上，对字壳边缘进行封胶，再浇灌超级胶，最后放入固化箱，进行面板固化，再封装底板。这样做导致工艺流程繁琐，而且增加了产品损坏的几率，增加了人工劳动成本。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种3D发光字打印的自动化一体成型设备及方法。
本发明所采用的技术方案为：
一种3D发光字打印的自动化一体成型设备，包括控制块，所述控制块的一端固定设有喷头，所述控制块远离所述喷头的一端固定设有固定支架，所述控制块的一侧设有固定在所述固定支架上的插槽，所述插槽的一端固定设有丝杆电机，所述丝杆电机上控制有贯穿所述丝杆电机的丝杆，所述插槽远离所述丝杆电机的一端固定设有针筒，所述针筒内滑动设有活塞，所述活塞靠近所述丝杆电机的一端和所述丝杆的一端固定连接。
丝杆电机、丝杆、插槽、活塞和针筒组成了一台针筒式挤出头的丝杆挤出机，浇灌前可以根据针筒预先的容积设置，不会造成材料的浪费，节约成本。
作为本发明的优选，所述控制块远离所述喷头的一端安置有胶条。
控制块作为打印机的重要部位，使胶条融化后从喷头喷出。
作为本发明的优选，所述控制块滑动设置在两个第一导杆上，所述第一导杆的两端分别固定设置在滑块和挡块上。
控制块可以水平移动。
作为本发明的优选，所述挡块内设有第一安置空间，所述第一安置空间的一侧内壁上转动设有第一转动轴，所述第一转动轴上固定设有第一链轮，所述第一链轮通过驱动链条传动有第三链轮，所述驱动链条的一侧和所述控制块固定连接。
链轮连接来控制打印机主体的移动，平稳且准确。
作为本发明的优选，还包括第二安置空间，所述第二安置空间设置在所述滑块内，所述第二安置空间的一侧内壁上固定设有第一电机，所述第一电机远离所述第二安置空间内壁的一端控制有第二转动轴，所述第二转动轴和所述第三链轮固定连接。
控制块和第一导杆可以一起垂直移动。
作为本发明的优选，所述滑块滑动设置在两个第二导杆上，所述第二导杆和所述第一导杆垂直，所述第二导杆的两端分别固定在限位块和支撑座上，所述限位块内设有第三安置空间，所述第三安置空间的一侧内壁上转动设有第三转动轴，所述第三转动轴上固定设有第四链轮，所述第四链轮通过传动链条传动有第五链轮，所述滑块通过固定夹和所述传动链条固定连接，所述支撑座内设有第四安置空间，所述第四安置空间的一侧内壁上固定设有第二电机，所述第二电机的一端控制有第四转动轴，所述第四转动轴和所述第五链轮固定连接。
控制块可以在二维平面上任意移动，打印机主体只在在平面内移动可以使得控制更加简单。
作为本发明的优选，还包括箱体，所述箱体和所述支撑座的一侧固定连接，所述箱体内设有第五安置空间，所述第五安置空间的一侧内壁上固定设有第三电机，所述第三电机的一端固定设有第五转动轴，所述第五转动轴远离所述第三电机的一端固定设有齿轮，所述齿轮的一侧啮合有齿条，所述齿条固定设置在热床平台上，所述热床平台滑动设置在两个第三导杆上，所述第三导杆的两端固定设置在第五安置空间的内壁上。
打印机主体只在平面上移动，而热床平台与此平面垂直，可以满足3D打印的需求，而且此种方式控制简单，丝杆挤出机也无需在空间内移动，丝杆挤出机从字壳的内部一点浇灌即可使超级胶充满整个字壳。
作为本发明的优选，所述第五安置空间的侧壁上固定设有一圈紫外线灯带。
作为本发明的优选，所述挡块靠近所述箱体的一侧固定设有第四电机，所述第四电机的一端控制有第六转动轴，所述第六转动轴远离所述第四电机的一端固定设有风扇。
同时采用紫外灯和风扇来进行固化，使固化效果和效率明显提高。
作为本发明的优选，一种3D发光字打印的自动化一体成型设备的使用方法，包括以下步骤：
S1、字壳打印；喷头正常打印，当打印到预设层高时，停止打印；
S2、超级胶浇灌；控制针筒移动到预定的浇灌起始位置，丝杆电机开始工作挤压针筒内部的活塞，将超级胶浇灌在字壳内；
S3、字壳打印；在浇灌结束之后，喷头继续打印，直到完成字壳的打印任务后，喷头归零；
S4、固化；打印结束后喷头自动开启，进行固化，同时，顶部的风扇进行工作，边固化边散热，执行完预设的时间后结束。
需要说明的是，主板上搭载了一台针筒式挤出头的丝杆挤出机，采用丝杆连接活塞，通过丝杆的下压推动活塞，使得针筒内的超级胶能够可控的流出；喷头和丝杆浇灌装置并排安装，刚开始喷头正常打印，当打印到一定层高时，控制程序将会使浇灌装置移动到预定的浇灌起始位置，丝杆电机开始工作挤压针筒内部的活塞，就能将超级胶，通过挤压的方式，将超级胶浇灌在字壳内，达到浇灌的目的；在浇灌结束之后，打印机将继续打印，直到完成字壳的打印任务；在打印机完成之后，打印喷头归零，打印机底部的紫外线灯将自动开启，进行固化，同时，顶部的散热风扇也会进行工作，边固化边散热，直到预设的时间结束，打印，浇灌，固化完成。
本发明的有益效果为：本发明作为一种3D发光字打印的自动化一体成型设备及方法，丝杆挤出机的挤出头采用针筒的形式，可以使用不同容积的针筒，使得不管多大的面积，都可以实现浇灌，而挤出方式，采用丝杆连接活塞，通过丝杆的下压推动活塞，使得针筒内的超级胶能够可控的流出；同时因为预先的容积设置，不会造成材料的浪费，节约了成本；在打印机完成之后，打印喷头归零，打印机底部的紫外线灯将自动开启，进行固化，同时，顶部的散热风扇也会进行工作，边固化边散热；将打印，浇灌，固化结合在一起，解决了需要分开打印固化的问题，解决了打印机同时加热和固化的问题，实现一体化自动生产，大大增加了产品的成功率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明图1的A-A方向示意图；
图3是本发明图1的B-B方向示意图；
图4是本发明图1的丝杆挤出机外观示意图；
图5是本发明图4的内部安装结构示意图；
图6是本发明的使用方法步骤图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。
具体实施方式：
下面结合图1-6说明本发明的具体实施方式，一种3D发光字打印的自动化一体成型设备，包括控制块37，所述控制块37的一端固定设有喷头38，所述控制块37远离所述喷头38的一端固定设有固定支架39，所述控制块37的一侧设有固定在所述固定支架39上的插槽43，所述插槽43的一端固定设有丝杆电机42，所述丝杆电机42上控制有贯穿所述丝杆电机42的丝杆41，所述插槽43远离所述丝杆电机42的一端固定设有针筒44，所述针筒44内滑动设有活塞54，所述活塞54靠近所述丝杆电机42的一端和所述丝杆41的一端固定连接。
有益地，所述控制块37远离所述喷头38的一端安置有胶条40。
有益地，所述控制块37滑动设置在两个第一导杆46上，所述第一导杆46的两端分别固定设置在滑块16和挡块47上。
有益地，所述挡块47内设有第一安置空间50，所述第一安置空间50的一侧内壁上转动设有第一转动轴49，所述第一转动轴49上固定设有第一链轮48，所述第一链轮48通过驱动链条45传动有第三链轮35，所述驱动链条45的一侧和所述控制块37固定连接。
有益地，还包括第二安置空间19，所述第二安置空间19设置在所述滑块16内，所述第二安置空间19的一侧内壁上固定设有第一电机36，所述第一电机36远离所述第二安置空间19内壁的一端控制有第二转动轴34，所述第二转动轴34和所述第三链轮35固定连接。
有益地，所述滑块16滑动设置在两个第二导杆18上，所述第二导杆18和所述第一导杆46垂直，所述第二导杆18的两端分别固定在限位块11和支撑座21上，所述限位块11内设有第三安置空间13，所述第三安置空间13的一侧内壁上转动设有第三转动轴12，所述第三转动轴12上固定设有第四链轮14，所述第四链轮14通过传动链条15传动有第五链轮20，所述滑块16通过固定夹17和所述传动链条15固定连接，所述支撑座21内设有第四安置空间22，所述第四安置空间22的一侧内壁上固定设有第二电机24，所述第二电机24的一端控制有第四转动轴23，所述第四转动轴23和所述第五链轮20固定连接。
有益地，还包括箱体33，所述箱体33和所述支撑座21的一侧固定连接，所述箱体33内设有第五安置空间25，所述第五安置空间25的一侧内壁上固定设有第三电机29，所述第三电机29的一端固定设有第五转动轴28，所述第五转动轴28远离所述第三电机29的一端固定设有齿轮27，所述齿轮27的一侧啮合有齿条26，所述齿条26固定设置在热床平台31上，所述热床平台31滑动设置在两个第三导杆32上，所述第三导杆32的两端固定设置在第五安置空间25的内壁上。
有益地，所述第五安置空间25的侧壁上固定设有一圈紫外线灯带30。
有益地，所述挡块47靠近所述箱体33的一侧固定设有第四电机51，所述第四电机51的一端控制有第六转动轴52，所述第六转动轴52远离所述第四电机51的一端固定设有风扇53。
有益地，一种3D发光字打印的自动化一体成型设备的使用方法，包括以下步骤：
S1、字壳打印；喷头38正常打印，当打印到预设层高时，停止打印；
S2、超级胶浇灌；控制针筒44移动到预定的浇灌起始位置，丝杆电机42开始工作挤压针筒44内部的活塞54，将超级胶浇灌在字壳内；
S3、字壳打印；在浇灌结束之后，喷头38继续打印，直到完成字壳的打印任务后，喷头38归零；
S4、固化；打印结束后喷头38自动开启，进行固化，同时，顶部的风扇53进行工作，边固化边散热，执行完预设的时间后结束。
本发明使用方法：
第三电机29可以控制第五转动轴28转动，第五转动轴28带动齿轮27转动，齿轮27通过啮合带动齿条26移动，齿条26带动热床平台31沿第三导杆32滑动；
第二电机24可以控制第四转动轴23转动，第四转动轴23带动第五链轮20转动，第五链轮20通过传动链条15带动第四链轮14绕第三转动轴12转动，传动链条15在固定夹17的作用下带动滑块16移动，滑块16沿第二导杆18滑动；
第一电机36可以控制第二转动轴34转动，第二转动轴34带动第三链轮35转动，第三链轮35通过驱动链条45带动第一链轮48绕第一转动轴49转动，驱动链条45带动控制块37沿第一导杆46滑动；
胶条40在可以控制块37的作用下融化并通过喷头38喷出；
丝杆电机42可以控制丝杆41转动并沿针筒44的轴向移动，丝杆41移动带动活塞54移动，活塞54对针筒44内的超级胶进行挤压。
第四电机51可以控制第六转动轴52转动，第六转动轴52带动风扇53转动；
第三电机29、第二电机24、第一电机36、控制块37、丝杆电机42、第四电机51和紫外线灯带30分别由mega2560主板来控制。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种3D发光字打印的自动化一体成型设备，其特征在于：包括控制块，所述控制块的一端固定设有喷头，所述控制块远离所述喷头的一端固定设有固定支架，所述控制块的一侧设有固定在所述固定支架上的插槽，所述插槽的一端固定设有丝杆电机，所述丝杆电机上控制有贯穿所述丝杆电机的丝杆，所述插槽远离所述丝杆电机的一端固定设有针筒，所述针筒内滑动设有活塞，所述活塞靠近所述丝杆电机的一端和所述丝杆的一端固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种3D发光字打印的自动化一体成型设备，其特征在于：所述控制块远离所述喷头的一端安置有胶条。
3.根据权利要求2所述的一种3D发光字打印的自动化一体成型设备，其特征在于：所述控制块滑动设置在两个第一导杆上，所述第一导杆的两端分别固定设置在滑块和挡块上。
4.根据权利要求3所述的一种3D发光字打印的自动化一体成型设备，其特征在于：所述挡块内设有第一安置空间，所述第一安置空间的一侧内壁上转动设有第一转动轴，所述第一转动轴上固定设有第一链轮，所述第一链轮通过驱动链条传动有第三链轮，所述驱动链条的一侧和所述控制块固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种3D发光字打印的自动化一体成型设备，其特征在于：还包括第二安置空间，所述第二安置空间设置在所述滑块内，所述第二安置空间的一侧内壁上固定设有第一电机，所述第一电机远离所述第二安置空间内壁的一端控制有第二转动轴，所述第二转动轴和所述第三链轮固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种3D发光字打印的自动化一体成型设备，其特征在于：所述滑块滑动设置在两个第二导杆上，所述第二导杆和所述第一导杆垂直，所述第二导杆的两端分别固定在限位块和支撑座上，所述限位块内设有第三安置空间，所述第三安置空间的一侧内壁上转动设有第三转动轴，所述第三转动轴上固定设有第四链轮，所述第四链轮通过传动链条传动有第五链轮，所述滑块通过固定夹和所述传动链条固定连接，所述支撑座内设有第四安置空间，所述第四安置空间的一侧内壁上固定设有第二电机，所述第二电机的一端控制有第四转动轴，所述第四转动轴和所述第五链轮固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种3D发光字打印的自动化一体成型设备，其特征在于：还包括箱体，所述箱体和所述支撑座的一侧固定连接，所述箱体内设有第五安置空间，所述第五安置空间的一侧内壁上固定设有第三电机，所述第三电机的一端固定设有第五转动轴，所述第五转动轴远离所述第三电机的一端固定设有齿轮，所述齿轮的一侧啮合有齿条，所述齿条固定设置在热床平台上，所述热床平台滑动设置在两个第三导杆上，所述第三导杆的两端固定设置在第五安置空间的内壁上。
8.根据权利要求7所述的一种3D发光字打印的自动化一体成型设备，其特征在于：所述第五安置空间的侧壁上固定设有一圈紫外线灯带。
9.根据权利要求7所述的一种3D发光字打印的自动化一体成型设备，其特征在于：所述挡块靠近所述箱体的一侧固定设有第四电机，所述第四电机的一端控制有第六转动轴，所述第六转动轴远离所述第四电机的一端固定设有风扇。
10.一种3D发光字打印的自动化一体成型设备的使用方法，提供如权利要求1-9中的任意一项所述的一种3D发光字打印的自动化一体成型设备，其特征在于，包括以下步骤：
S1、字壳打印；喷头正常打印，当打印到预设层高时，停止打印；
S2、超级胶浇灌；控制针筒移动到预定的浇灌起始位置，丝杆电机开始工作挤压针筒内部的活塞，将超级胶浇灌在字壳内；
S3、字壳打印；在浇灌结束之后，喷头继续打印，直到完成字壳的打印任务后，喷头归零；
S4、固化；打印结束后喷头自动开启，进行固化，同时，顶部的风扇进行工作，边固化边散热，执行完预设的时间后结束。
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