CN114851553B - 一种耐高温复合材料连续纤维3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐高温复合材料连续纤维3D打印设备，属于3D打印设备领域，一种耐高温复合材料连续纤维3D打印设备，包括打印机本体，所述打印机本体导轨上安装有挤出系统，所述挤出系统底面安装有轴体，所述轴体顶端开设有进料孔，所述轴体侧壁上固定连接有散热片，所述散热片之间设置有水管，所述轴体侧壁靠近顶端处固定连接有第一隔热板，所述轴体侧壁靠近底端处固定连接有第二隔热板，所述轴体侧壁上安装有风冷散热器，所述进料孔内活动连接有喉管，所述轴体底端活动连接有加热块，本装置既可以很好达到耐高温效果，又能根据需求调节喉管的长度，方便在实际中的应用。

Description

一种耐高温复合材料连续纤维3D打印设备

技术领域

本发明涉及3D打印设备领域，更具体地说，涉及一种耐高温复合材料连续纤维3D打印设备。

背景技术

随着3D打印技术的成熟，很多复杂零件都利用3D打印进行制作，其制作流程一般是通过电脑控制把打印材料融化后一层层叠加起来，最终把计算机上的设计蓝图变成实物。在打印过程中，打印机上的喷嘴要长时间承受高温，保温打印材料的融化和挤出。

经专利检测发现，公开号：CN211279766U，该装置的耐高温性能不佳，尤其是在喉管和喷头等位置，长时间受到高温影响，易产生材料疲劳，影响打印材料的挤出性能，造成材料拉丝、结块等问题，且不能根据打印需求调节喉管的伸出距离，一方面不便于对特殊产品进行打印，另一方面打印材料在进料腔内得不到良好的软管效果，从而降低其耐高温性能。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种耐高温复合材料连续纤维3D打印设备，本装置既可以很好达到耐高温效果，又能根据需求调节喉管的长度，方便在实际中的应用。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种耐高温复合材料连续纤维3D打印设备，包括打印机本体，所述打印机本体导轨上安装有挤出系统，所述挤出系统底面安装有轴体，所述轴体顶端开设有进料孔，所述轴体侧壁上固定连接有散热片，所述散热片之间设置有水管，所述轴体侧壁靠近顶端处固定连接有第一隔热板，所述轴体侧壁靠近底端处固定连接有第二隔热板，所述轴体侧壁上安装有风冷散热器，所述进料孔内活动连接有喉管，所述轴体底端活动连接有加热块，所述加热块顶面开设有通孔，所述喉管贯穿通孔并安装有喷嘴，所述加热块侧壁上固定连接有温度传感器，所述加热块底面固定连接有两个定位块，所述定位块侧壁上设置有调节机构。

进一步的，所述调节机构包括空腔，所述定位块内部均开设有空腔，所述空腔内设置有两个活动板，所述活动板侧壁上均固定连接有若干个均匀分布的齿块，所述空腔侧壁均活动连接有转轴，所述转轴侧壁上均固定连接有齿轮，所述齿轮与齿块相啮合，所述活动板均贯穿定位块并与其活动连接，上侧所述活动板侧壁均固定连接有弹簧，所述弹簧另一端与空腔侧壁固定连接，上侧所述活动板另一侧侧壁固定连接有压板，所述喉管侧壁上开设有若干个卡槽，下侧所述活动板与卡槽活动连接。

进一步的，所述喉管包括基层，所述基层内壁固定连接有导热层，所述导热层内壁固定连接有导流层。

进一步的，所述温度传感器侧壁上固定连接有安装板，所述安装板侧壁上均活动连接有螺栓，所述加热块侧壁上开设有螺孔，所述螺栓与螺孔活动连接。

进一步的，所述导流层内壁开设有若干个均匀分布的弧形槽。

进一步的，所述轴体底端固定连接有密封圈，所述喉管贯穿密封圈并与其活动连接。

进一步的，下侧所述活动板靠近喉管一侧侧壁呈倾斜设置，所述活动板与卡槽相互匹配设置。

进一步的，所述散热片呈螺旋形设置，所述水管与散热片相互匹配设置。

进一步的，所述第一隔热板与第二隔热板的宽度大于散热片的宽度。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本技术方案通过轴体、散热片、水管和风冷散热器等之间的相互配合，在打印过程中可对轴体进行多重散热，防止轴体内部热量聚集，影响打印材料的性能，容易造成拉丝、滴料等情况；

（2）本技术方案通过加热块、喉管和调节机构等之间的相互配合，可根据实际需求调节喉管的使用长度，一方面便于对特殊产品进行打印，另一方面进料孔内腔面积增大，打印材料在进料孔内可以得到良好的软管效果，方便进行打印；

（3）本技术方案通过喉管、基层、导热层和导流层等之间的相互配合，利用基层可最大程度减少喉管的磨损，增加其使用寿命，利用导热层可将加热块上的热量均匀传递到喉管内部，使得材料达到均匀受热的目的，从而可有效的提高其挤出效果。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明中轴体的内部结构示意图；

图3为本发明中轴体的立体图；

图4为本发明中喉管的剖视结构示意图；

图5为本发明图2中的A处放大图；

图6为本发明图2中的B处放大图。

图中标号说明：

1、打印机本体；2、挤出系统；3、轴体；4、进料孔；5、散热片；6、水管；7、第一隔热板；8、第二隔热板；9、风冷散热器；10、喉管；11、加热块；12、通孔；13、喷嘴；14、定位块；15、空腔；16、活动板；17、齿块；18、转轴；19、齿轮；20、压板；21、卡槽；22、温度传感器；23、基层；24、导热层；25、导流层；26、安装板；27、螺栓；28、螺孔；29、弧形槽；30、密封圈；31、弹簧。

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。

实施例1：

请参阅图1-6，一种耐高温复合材料连续纤维3D打印设备，包括打印机本体1，打印机本体1导轨上安装有挤出系统2，挤出系统2底面安装有轴体3，轴体3顶端开设有进料孔4，轴体3侧壁上固定连接有散热片5，散热片5之间设置有水管6，轴体3侧壁靠近顶端处固定连接有第一隔热板7，轴体3侧壁靠近底端处固定连接有第二隔热板8，轴体3侧壁上安装有风冷散热器9，进料孔4内活动连接有喉管10，轴体3底端活动连接有加热块11，加热块11顶面开设有通孔12，喉管10贯穿通孔12并安装有喷嘴13，加热块11侧壁上固定连接有温度传感器22，加热块11底面固定连接有两个定位块14，定位块14侧壁上设置有调节机构，通过轴体3、散热片5、水管6和风冷散热器9等之间的相互配合，在打印过程中可对轴体3进行多重散热，防止轴体3内部热量聚集，影响打印材料的性能，容易造成拉丝、滴料等情况。

参阅图2、图5，调节机构包括空腔15，定位块14内部均开设有空腔15，空腔15内设置有两个活动板16，活动板16侧壁上均固定连接有若干个均匀分布的齿块17，空腔15侧壁均活动连接有转轴18，转轴18侧壁上均固定连接有齿轮19，齿轮19与齿块17相啮合，活动板16均贯穿定位块14并与其活动连接，上侧活动板16侧壁均固定连接有弹簧31，弹簧31另一端与空腔15侧壁固定连接，上侧活动板16另一侧侧壁固定连接有压板20，喉管10侧壁上开设有若干个卡槽21，下侧活动板16与卡槽21活动连接，通过加热块11、喉管10和调节机构等之间的相互配合，可根据实际需求调节喉管10的使用长度，一方面便于对特殊产品进行打印，另一方面进料孔4内腔面积增大，打印材料在进料孔4内可以得到良好的软管效果，方便进行打印。

参阅图2、图4，喉管10包括基层23，基层23内壁固定连接有导热层24，导热层24内壁固定连接有导流层25，通过喉管10、基层23、导热层24和导流层25等之间的相互配合，利用基层23可最大程度减少喉管10的磨损，增加其使用寿命，利用导热层24可将加热块11上的热量均匀传递到喉管10内部，使得材料达到均匀受热的目的，从而可有效的提高其挤出效果。

参阅图2、图6，温度传感器22侧壁上固定连接有安装板26，安装板26侧壁上均活动连接有螺栓27，加热块11侧壁上开设有螺孔28，螺栓27与螺孔28活动连接，利用螺栓27可增强温度传感器22与加热块11之间的稳定性，防止出现接触不良，造成温度数据不准确，影响打印。

参阅图4，导流层25内壁开设有若干个均匀分布的弧形槽29，利用弧形槽29可对融化的材料进行导流，方便出料，同时避免材料残留。

参阅图2，轴体3底端固定连接有密封圈30，喉管10贯穿密封圈30并与其活动连接，可以增强喉管10与进料孔4之间的密封性，避免出现漏料等情况。

参阅图2、图5，下侧活动板16靠近喉管10一侧侧壁呈倾斜设置，活动板16与卡槽21相互匹配设置，方便对喉管10进行调节，增强打印时的灵活性。

参阅图2，散热片5呈螺旋形设置，水管6与散热片5相互匹配设置，利用水管6可对散热片5和轴体3进行均匀冷却操作，避免轴体3出现过热等现象。

参阅图2、图3，第一隔热板7与第二隔热板8的宽度大于散热片5的宽度，利用第一隔热板7和第二隔热板8，可有效防止轴体3和加热块11上的温度发生对流，影响温度传感器22的检测准确性。

在使用时：首先根据打印需求调节喉管10的伸出长度，先向下运动喉管10，利用活动板16的倾斜面使得活动板16脱离卡槽21，同时弹簧31压缩，当喉管10伸出至指定的位置后，通过弹簧31回弹带动下侧活动板16卡入合适的卡槽21内，之后将轴体3安装在挤出系统2上，并将打印材料穿入进料孔4内，接着通过外部设备对轴体3和加热块11进行加热，将打印材料融化，同时启动风冷散热器9将散热片5产生的热量排出，融化后的材料通过挤出系统2将其输送至喉管10内，并从喷嘴13挤出，配合打印机本体1进行打印，与此同时，将水管6与外部管道进行连接，向水管6内循环输送冷却液，增加对轴体3的散热效果，利用第一隔热板7和第二隔热板8可有效隔绝热量，第一隔热板7可防止轴体3产生的热量对挤出系统2造成影响，减少使用寿命，第二隔热板8可避免加热块11上的高温传递到轴体3上，产生温度误差，当需要将喉管10收回时，同时按压两侧压板20，压板20带动上侧活动板16运动，上侧齿块17啮合齿轮19并带动下侧活动板16反向运动，使得活动板16脱离卡槽21，同时弹簧31压缩，将喉管10推入至合适的位置后，松开压板20，通过弹簧31回弹使得活动板16插入指定的卡槽21内，利用导热层24可将加热块11上的热量进行均匀传递，避免出现受热不均匀造成拉丝等问题，通过设置弧形槽29可对融化后的材料进行均匀导料，防止材料发生粘附残留。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种耐高温复合材料连续纤维3D打印设备，包括打印机本体（1），其特征在于：所述打印机本体（1）导轨上安装有挤出系统（2），所述挤出系统（2）底面安装有轴体（3），所述轴体（3）顶端开设有进料孔（4），所述轴体（3）侧壁上固定连接有散热片（5），所述散热片（5）之间设置有水管（6），所述轴体（3）侧壁靠近顶端处固定连接有第一隔热板（7），所述轴体（3）侧壁靠近底端处固定连接有第二隔热板（8），所述轴体（3）侧壁上安装有风冷散热器（9），所述进料孔（4）内活动连接有喉管（10），所述轴体（3）底端活动连接有加热块（11），所述加热块（11）顶面开设有通孔（12），所述喉管（10）贯穿通孔（12）并安装有喷嘴（13），所述加热块（11）侧壁上固定连接有温度传感器（22），所述加热块（11）底面固定连接有两个定位块（14），所述定位块（14）侧壁上设置有调节机构；

所述调节机构包括空腔（15），所述定位块（14）内部均开设有空腔（15），所述空腔（15）内设置有两个活动板（16），所述活动板（16）侧壁上均固定连接有若干个均匀分布的齿块（17），所述空腔（15）侧壁均活动连接有转轴（18），所述转轴（18）侧壁上均固定连接有齿轮（19），所述齿轮（19）与齿块（17）相啮合，所述活动板（16）均贯穿定位块（14）并与其活动连接，上侧所述活动板（16）侧壁均固定连接有弹簧（31），所述弹簧（31）另一端与空腔（15）侧壁固定连接，上侧所述活动板（16）另一侧侧壁固定连接有压板（20），所述喉管（10）侧壁上开设有若干个卡槽（21），下侧所述活动板（16）与卡槽（21）活动连接。

2.根据权利要求1所述的一种耐高温复合材料连续纤维3D打印设备，其特征在于：所述喉管（10）包括基层（23），所述基层（23）内壁固定连接有导热层（24），所述导热层（24）内壁固定连接有导流层（25）。

3.根据权利要求1所述的一种耐高温复合材料连续纤维3D打印设备，其特征在于：所述温度传感器（22）侧壁上固定连接有安装板（26），所述安装板（26）侧壁上均活动连接有螺栓（27），所述加热块（11）侧壁上开设有螺孔（28），所述螺栓（27）与螺孔（28）活动连接。

4.根据权利要求2所述的一种耐高温复合材料连续纤维3D打印设备，其特征在于：所述导流层（25）内壁开设有若干个均匀分布的弧形槽（29）。

5.根据权利要求1所述的一种耐高温复合材料连续纤维3D打印设备，其特征在于：所述轴体（3）底端固定连接有密封圈（30），所述喉管（10）贯穿密封圈（30）并与其活动连接。

6.根据权利要求1所述的一种耐高温复合材料连续纤维3D打印设备，其特征在于：下侧所述活动板（16）靠近喉管（10）一侧侧壁呈倾斜设置，所述活动板（16）与卡槽（21）相互匹配设置。

7.根据权利要求1所述的一种耐高温复合材料连续纤维3D打印设备，其特征在于：所述散热片（5）呈螺旋形设置，所述水管（6）与散热片（5）相互匹配设置。

8.根据权利要求1所述的一种耐高温复合材料连续纤维3D打印设备，其特征在于：所述第一隔热板（7）与第二隔热板（8）的宽度大于散热片（5）的宽度。

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