CN114872164B - 一种高精度防脱脂变形的3d打印成型设备及成型方法 - Google Patents

一种高精度防脱脂变形的3d打印成型设备及成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高精度防脱脂变形的3D打印成型设备及成型方法，涉及3D打印技术领域，包括打印头、位置调节组件、打印箱、打印台、脱脂箱、烧结箱、机台、暂存罐，打印箱、脱脂箱、烧结箱、暂存罐和机台上表面紧固连接，位置调节组件设置在打印箱内部，打印头设置在位置调节组件上，暂存罐通过管道和打印头相连，打印台和位置调节组件紧固连接。本发明通过负离子区域浓度的变化，改变了负离子风在受电极板作用下的传热速率变化，实现了对任意位置温度的有效把控。

Description

一种高精度防脱脂变形的3D打印成型设备及成型方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体为一种高精度防脱脂变形的3D打印成型设备及成型方法。
背景技术
3D打印时一种快速成型技术，其主要通过数字模型为基础，用粉末状的金属、塑料、陶瓷颗粒等可粘盒的材料，采用逐层打印的方式来生产工件。在现代化建设的各个方面，3D打印都有具有突出的应用前景。但现有的针对陶瓷制品的3D打印成型设备仍然存在较多的缺陷。
陶瓷打印制品在批量打印前需要将浆料进行批量的配置，这些浆料存放在暂存罐内较长时间后陶瓷颗粒会在底部沉积，打印时陶瓷颗粒的分布不均匀会导致成品打印件存在极大的差异。而常规的打印成型设备针对浆料的沉积没有有效的处理手段。另一方面，传统的打印设备在出现故障导致暂停时，喷出头位置处的光固化容易向喷出头出口位置延伸，之后在喷出头移动时会导致打印部局部被拉扯断裂，牵引出较长的拉丝，影响成形工件的表面光滑程度，喷出头位置的局部固化在再次打印时也会导致初始点连接不紧密的情况发生。
陶瓷制品在脱脂的过程中极其容易出现变形，在脱脂的过程中，若升温速率过慢，样件中的陶瓷粉末会长时间处于高保温状态，可能会出现粉末聚集的情况，在陶瓷表面产生孔隙，若升温速率过快，则脱脂速度过快，会导致气体产生速率过快，气体来不及从陶瓷颗粒的缝隙中排出，进而导致样件变形。现有的成型设备无法针对不同外形的工件精确控制局部加热速度，进而导致脱脂过程中产品极易变形。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高精度防脱脂变形的3D打印成型设备及成型方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高精度防脱脂变形的3D打印成型设备，包括打印头、位置调节组件、打印箱、打印台、脱脂箱、烧结箱、机台、暂存罐，打印箱、脱脂箱、烧结箱、暂存罐和机台上表面紧固连接，位置调节组件设置在打印箱内部，打印头设置在位置调节组件上，暂存罐通过管道和打印头相连，打印台和位置调节组件紧固连接。本发明的设备主要针对陶瓷的3D打印，浆料的主要成分包括树脂单体、分散剂、表面活性剂、光引发剂、陶瓷颗粒，将这些材料混合调配，制成光固化浆料放置在暂存罐内部。在打印时，打印头输出浆料，位置调节组件调节打印头位置，打印完成后的工件放置到脱脂箱内部进行脱脂处理，脱脂完成后的工件放置到烧结箱中进行烧结。
进一步的，打印头包括搅拌仓、驱动电机、输出泵、控制喷嘴，搅拌仓上端和驱动电机紧固连接，搅拌仓下端和输出泵紧固连接，控制喷嘴和输出泵远离搅拌仓的一端紧固连接，搅拌仓、输出泵和位置调节组件紧固连接。搅拌仓将暂存罐内储存的浆料抽取一次打印的用量，驱动电机驱动搅拌仓运作，搅拌后的浆料被输出泵输出到控制喷嘴处，控制喷嘴持续输出浆料进行打印工作。
进一步的，搅拌仓内部设置有搅拌轴、搅拌叶，搅拌仓上侧壁内部设置有导流仓，搅拌轴和搅拌仓、导流仓转动连接，搅拌轴和导流仓连接位置处设置有密封措施，搅拌叶和搅拌轴紧固连接，搅拌叶有若干片，若干片搅拌叶均匀分布在搅拌轴上，搅拌叶表面设置有调控单元，搅拌轴、搅拌叶内部设置有导通孔，导通孔一端和导流仓相连，导通孔另一端和调控单元相联通，搅拌叶的端面轮廓为半圆形，沿搅拌轴轴向分布在不同层面的相邻搅拌叶的圆弧面相对设置，导流仓通过管道和暂存罐底部联通，搅拌仓通过管道和暂存罐上部联通，管道上设置有动力泵。搅拌轴转动带动搅拌叶转动，搅拌叶带动浆料转动，本发明的导流仓抽取暂存罐下端的浆料，搅拌仓内部抽取暂存罐上端的浆料，搅拌叶半圆形面的设置会导致其转动时两侧的浆料出现压强差，而圆弧面相对设置增加了相邻层面的浆料之间的对流，增加了搅拌的混合效果。
进一步的，调控单元包括出料口、滑移板、连杆、活动筒、位移块、倾斜块、复位弹簧，出料口设置在搅拌叶上下两侧，出料口和导通孔相连，滑移板和搅拌叶外表面滑动连接，活动筒和搅拌叶外表面紧固连接，位移块和活动筒滑动连接，复位弹簧一端和活动筒内壁端面紧固连接，复位弹簧另一端和位移块紧固连接，倾斜块和位移块紧固连接，倾斜块的倾斜方向远离搅拌轴，连杆一端和位移块紧固连接，连杆另一端和滑移板紧固连接。在搅拌叶转动时，倾斜块受到浆料的阻力，局部浆料内部的陶瓷颗粒密度越大，则该部分流动阻力越大，倾斜块在该位置处受力更大，而浆料被搅拌叶破开，倾斜块带动位移块移动，位移块带动滑移板移动增大出料口的阻挡面积，减小了暂存罐底层浆料的输出程度。由于批量进行打印时，会先大批量的配置浆料，这些浆料存放在暂存罐内较长时间后陶瓷颗粒会在底部沉积，打印时陶瓷颗粒的分布不均匀会导致成品打印件存在极大的差异。本发明通过旋转阻力的线性变化对暂存罐底层浆液输出量进行线下调整，极大程度的提升了浆液混合的均匀性，为3D打印的高精度进行提供了保障。
进一步的，控制喷嘴包括进液盒、喷出头、外层仓、内层仓、反馈管、位移条、螺纹套、输出管、反推弹簧，进液盒下侧和喷出头紧固连接，进液盒上侧和输出泵紧固连接，进液盒和输出泵的输出口相互联通，外层仓、内层仓、反馈管设置在进液盒内部，外层仓设置在内层仓上侧，反馈管设置在内层仓外部两侧，反馈管上端盒外层仓相互联通，反馈管下端侧壁设置有联通口和内层仓相连通，位移条和反馈管滑动连接，位移条上下两端设置有密封活塞，位移条下端的密封活塞和反推弹簧紧固连接，反推弹簧另一端和反馈管底部紧固连接，输出管一端嵌入内层仓上壁面中，输出管另一端嵌入喷出头内部，输出管和内层仓、喷出头转动连接，输出管外壁中间位置设置有外螺纹，螺纹套套在输出管外侧，螺纹套的内螺纹和输出管的外螺纹相互啮合，螺纹间隙中设置有滚珠，位移条下端设置的密封活塞通过支杆和螺纹套紧固连接，输出管内部设置有螺旋纹路。当浆料开始输出时，外层仓会被浆料填满，位移条上侧的密封活塞受到挤压力，反推弹簧被压缩，螺纹套出现下移，输出管发生旋转，通过合理的设置输出管内部螺旋纹路的螺旋方向，可以使得在螺纹套下移时螺旋纹路向下侧带动浆料移动，螺旋纹路在启动时刻通过转动使得输出管下端的浆料受到挤压，从而将输出管下端填充紧密，保证了输出的浆料均匀、饱满。本发明在喷出头的下表面设置了固化光发生器，可对输出的浆料进行无死角的光固化，而在打印工作暂停时，喷出头位置处的光固化容易向喷出头出口位置延伸，之后在喷出头移动时会导致打印部局部被拉扯断裂，牵引出较长的拉丝，影响成形工件的表面光滑程度。而本发明在中断打印时，反推弹簧会回推浆液，螺纹套向上移动，输出管反向转动，其内部的螺旋纹路引导浆液回流，浆液回流的过程中发生旋转，和光固化部位旋转分离，拉丝被螺旋力快速拧断，螺旋的拉丝盘绕在工件表层，降低了突起量。
进一步的，输出管内壁下侧设置有阻挡环，阻挡环有若干个，阻挡环倾斜向上设置。当混合浆料输出到打印头外侧时，会在光照下固化，而阻挡环的设置使得每次打印头在停止输出浆料时回缩的浆料和阻挡环同向，浆料的回缩较为容易，而回缩后的浆料被阻挡环倾斜面阻挡，较难自动下落。在打印间隙，该位置处的浆液和外界联通，会出现一定程度的光固化现象，这会导致在下次打印开始时初始点连接不紧密。而本发明设置的阻挡环在浆料再次输出时，浆料外侧内侧同时受到压力输出，而浆料外侧被阻挡环拉扯，会将表层的浆料向两侧拉伸，中心区域的浆料会涌出，原本处于中心位置的浆料由于表面张力作用被拉扯到两侧，分散在了浆料侧边更大的区域上，则局部的光固化现象被分散后，降低了粘连效果的影响，中心浆料的替换也增大了初始点的连接精密程度。
进一步的，位置调节组件包括拱形架、第一丝杆模组、第二丝杆模组、第一导向轴、第二导向轴、直线模组、滑块、导轨、底板，底板和打印箱内壁下表面紧固连接，第一丝杆模组一端和底板紧固连接，第一丝杆模组另一端和拱形架上端紧固连接，第一丝杆模组有两组，两组第一丝杆模组分别设置在拱形架两侧，第一丝杆模组上设置有第一导向轴，第一导向轴和第一丝杆模组两端紧固连接，第二丝杆模组上设置有第一滑移块，第一滑移块和第一导向轴滑动连接，第一滑移块上设置有第一螺母套，第一螺母套和第一丝杆模组的丝杆螺纹相啮合，第二丝杆模组上设置有第二导向轴，第二导向轴和第二丝杆模组两端紧固连接，打印头上设置有第二螺母套、第二滑移块，第一滑移块和第二导向轴滑动连接，第二螺母套和第二丝杆模组的丝杆螺纹相啮合，直线模组下端和底板上表面紧固连接，直线模组的位移平台和打印台紧固连接，滑块和打印台下表面紧固连接，导轨和底板上表面紧固连接，滑块和导轨滑动连接。第一丝杆模组控制打印头的Z向移动，第二丝杆模组控制打印头的X向移动，直线模组控制打印台的Y向移动，三维空间移动相互协同，进行3D打印。
进一步的，脱脂箱内部设置有环形板、加热板、出风机、抽风机、过滤底板、间隔网，环形板和脱脂箱内壁紧固连接，加热板嵌入在环形板内部，出风机、抽风机和环形板内壁紧固连接，出风机、抽风机围绕环形板均匀分布，出风机、抽风机间隔设置，出风机内部设置有负离子发生器，出风机、抽风机之间设置有间隔网，间隔网和环形板内侧壁紧固连接，过滤底板和脱脂箱内壁下侧紧固连接。工件放置在过滤底板上，出风机输出负离子风，环形板内部嵌入有负极板，负极板带负电，负离子风受到负极板的斥力，在输出后会加速向工件表面冲击，加热板发出的热量被负离子风带向工件表面，工件被加热后，其内部的树脂气化逃逸，气化后的树脂从陶瓷颗粒的间隙中排出。排出的气体和负离子风混合，将负离子风内部负离子密度减小，负离子被分散，混合气体受到的电荷排斥力减小，而抽风机又在间隔网另一侧产生吸力，混合气体向抽风机处移动。当工件局部区域的温度提升过快时，容易导致气化速度过快，工件表面容易出现裂痕进而导致变形，而本发明的负离子风在局部排气量增大时，该区域负离子风在返回时负离子密度会显著降低，而新排出的负离子风会和返回的负离子风产生较多的气体交换，以保证负离子整体密度的均匀性。新排出的负离子风离子浓度降低会显著降低风速，风速的降低会降低该区域的热量传递速度，进而实现对任意位置温度的有效把控。
进一步的，一种高精度防脱脂变形的3D打印成型设备的成型方法，包括以下步骤：
步骤一、将待成型浆料进行搅拌混合；
步骤二、打印头将搅拌后的浆料输出，位置调节组件对打印头的位置进行三维调整；
步骤三、输出的浆料被光固化；
步骤四、打印出的工件放入脱脂箱内进行脱脂；
步骤五、脱脂后的工件放入烧结箱内进行烧结。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明的导流仓抽取暂存罐下端的浆料，搅拌仓内部抽取暂存罐上端的浆料，搅拌叶半圆形面的设置会导致其转动时两侧的浆料出现压强差，而圆弧面相对设置增加了相邻层面的浆料之间的对流，增加了搅拌的混合效果。本发明的调控单元通过旋转阻力的线性变化对暂存罐底层浆液输出量进行线下调整，极大程度的提升了浆液混合的均匀性，为3D打印的高精度进行提供了保障。本发明在中断打印时，反推弹簧会回推浆液，螺纹套向上移动，输出管反向转动，其内部的螺旋纹路引导浆液回流，浆液回流的过程中发生旋转，和光固化部位旋转分离，拉丝被螺旋力快速拧断，螺旋的拉丝盘绕在工件表层，降低了突起量。本发明设置的阻挡环在浆料再次输出时，浆料外侧内侧同时受到压力输出，而浆料外侧被阻挡环拉扯，会将表层的浆料向两侧拉伸，中心区域的浆料会涌出，原本处于中心位置的浆料由于表面张力作用被拉扯到两侧，分散在了浆料侧边更大的区域上，则局部的光固化现象被分散后，降低了粘连效果的影响，中心浆料的替换也增大了初始点的连接精密程度。本发明的负离子风在局部排气量增大时，该区域负离子风在返回时负离子密度会显著降低，而新排出的负离子风会和返回的负离子风产生较多的气体交换，以保证负离子整体密度的均匀性。新排出的负离子风离子浓度降低会显著降低风速，风速的降低会降低该区域的热量传递速度，进而实现对任意位置温度的有效把控。
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是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的位置调节组件整体结构示意图；
图3是本发明的搅拌仓内部结构剖视图；
图4是本发明的搅拌叶周边流向图；
图5是图3的A处局部放大图；
图6是本发明的调控单元剖面视图；
图7是本发明的控制喷嘴整体结构剖视图；
图8是本发明的输出管内部结构剖视图；
图9是本发明的脱脂箱内部结构示意图；
图中：1-打印头、11-搅拌仓、111-搅拌轴、112-搅拌叶、113-导流仓、114-调控单元、1141-出料口、1142-滑移板、1143-连杆、1144-活动筒、1145-位移块、1146-倾斜块、1147-复位弹簧、115-导通孔、12-驱动电机、13-输出泵、14-控制喷嘴、141-进液盒、142-喷出头、143-外层仓、144-内层仓、145-反馈管、146-位移条、147-螺纹套、148-输出管、1481-阻挡环、149-反推弹簧、2-位置调节组件、21-拱形架、22-第一丝杆模组、23-第二丝杆模组、24-第一导向轴、25-第二导向轴、26-直线模组、27-滑块、28-导轨、29-底板、3-打印箱、4-打印台、5-脱脂箱、51-环形板、52-加热板、53-出风机、54-抽风机、55-过滤底板、56-间隔网、6-烧结箱、7-机台、8-暂存罐。
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。
请参阅图1-图9，本发明提供技术方案：
如图1-图9所示，一种高精度防脱脂变形的3D打印成型设备，包括打印头1、位置调节组件2、打印箱3、打印台4、脱脂箱5、烧结箱6、机台7、暂存罐8，打印箱3、脱脂箱5、烧结箱6、暂存罐8和机台7上表面紧固连接，位置调节组件2设置在打印箱3内部，打印头1设置在位置调节组件2上，暂存罐8通过管道和打印头1相连，打印台4和位置调节组件2紧固连接。本发明的设备主要针对陶瓷的3D打印，浆料的主要成分包括树脂单体、分散剂、表面活性剂、光引发剂、陶瓷颗粒，将这些材料混合调配，制成光固化浆料放置在暂存罐8内部。在打印时，打印头1输出浆料，位置调节组件2调节打印头1位置，打印完成后的工件放置到脱脂箱5内部进行脱脂处理，脱脂完成后的工件放置到烧结箱6中进行烧结。
打印头1包括搅拌仓11、驱动电机12、输出泵13、控制喷嘴14，搅拌仓11上端和驱动电机12紧固连接，搅拌仓11下端和输出泵13紧固连接，控制喷嘴14和输出泵13远离搅拌仓11的一端紧固连接，搅拌仓11、输出泵13和位置调节组件2紧固连接。搅拌仓11将暂存罐8内储存的浆料抽取一次打印的用量，驱动电机12驱动搅拌仓11运作，搅拌后的浆料被输出泵输出到控制喷嘴14处，控制喷嘴14持续输出浆料进行打印工作。
搅拌仓11内部设置有搅拌轴111、搅拌叶112，搅拌仓11上侧壁内部设置有导流仓113，搅拌轴111和搅拌仓11、导流仓113转动连接，搅拌轴111和导流仓113连接位置处设置有密封措施，搅拌叶112和搅拌轴111紧固连接，搅拌叶112有若干片，若干片搅拌叶112均匀分布在搅拌轴111上，搅拌叶112表面设置有调控单元114，搅拌轴111、搅拌叶112内部设置有导通孔115，导通孔115一端和导流仓113相连，导通孔115另一端和调控单元114相联通，搅拌叶112的端面轮廓为半圆形，沿搅拌轴111轴向分布在不同层面的相邻搅拌叶112的圆弧面相对设置，导流仓113通过管道和暂存罐8底部联通，搅拌仓11通过管道和暂存罐8上部联通，管道上设置有动力泵。搅拌轴转动带动搅拌叶转动，搅拌叶带动浆料转动，本发明的导流仓113抽取暂存罐8下端的浆料，搅拌仓11内部抽取暂存罐8上端的浆料，搅拌叶112半圆形面的设置会导致其转动时两侧的浆料出现压强差，而圆弧面相对设置增加了相邻层面的浆料之间的对流，增加了搅拌的混合效果。
调控单元114包括出料口1141、滑移板1142、连杆1143、活动筒1144、位移块1145、倾斜块1146、复位弹簧1147，出料口1141设置在搅拌叶112上下两侧，出料口1141和导通孔115相连，滑移板1142和搅拌叶112外表面滑动连接，活动筒1144和搅拌叶112外表面紧固连接，位移块1145和活动筒1144滑动连接，复位弹簧1147一端和活动筒1144内壁端面紧固连接，复位弹簧1147另一端和位移块1145紧固连接，倾斜块1146和位移块1145紧固连接，倾斜块1146的倾斜方向远离搅拌轴111，连杆1143一端和位移块1145紧固连接，连杆1143另一端和滑移板1142紧固连接。在搅拌叶112转动时，倾斜块1146受到浆料的阻力，局部浆料内部的陶瓷颗粒密度越大，则该部分流动阻力越大，倾斜块1146在该位置处受力更大，而浆料被搅拌叶112破开，倾斜块1146带动位移块1145移动，位移块1145带动滑移板1142移动增大出料口的阻挡面积，减小了暂存罐8底层浆料的输出程度。由于批量进行打印时，会先大批量的配置浆料，这些浆料存放在暂存罐8内较长时间后陶瓷颗粒会在底部沉积，打印时陶瓷颗粒的分布不均匀会导致成品打印件存在极大的差异。本发明通过旋转阻力的线性变化对暂存罐8底层浆液输出量进行线下调整，极大程度的提升了浆液混合的均匀性，为3D打印的高精度进行提供了保障。
控制喷嘴14包括进液盒141、喷出头142、外层仓143、内层仓144、反馈管145、位移条146、螺纹套147、输出管148、反推弹簧149，进液盒141下侧和喷出头142紧固连接，进液盒141上侧和输出泵13紧固连接，进液盒141和输出泵13的输出口相互联通，外层仓143、内层仓144、反馈管145设置在进液盒141内部，外层仓143设置在内层仓144上侧，反馈管145设置在内层仓144外部两侧，反馈管145上端盒外层仓143相互联通，反馈管145下端侧壁设置有联通口和内层仓144相连通，位移条146和反馈管145滑动连接，位移条146上下两端设置有密封活塞，位移条146下端的密封活塞和反推弹簧149紧固连接，反推弹簧149另一端和反馈管145底部紧固连接，输出管148一端嵌入内层仓144上壁面中，输出管148另一端嵌入喷出头142内部，输出管148和内层仓144、喷出头142转动连接，输出管148外壁中间位置设置有外螺纹，螺纹套147套在输出管148外侧，螺纹套147的内螺纹和输出管148的外螺纹相互啮合，螺纹间隙中设置有滚珠，位移条146下端设置的密封活塞通过支杆和螺纹套147紧固连接，输出管148内部设置有螺旋纹路。当浆料开始输出时，外层仓143会被浆料填满，位移条146上侧的密封活塞受到挤压力，反推弹簧149被压缩，螺纹套147出现下移，输出管148发生旋转，通过合理的设置输出管148内部螺旋纹路的螺旋方向，可以使得在螺纹套147下移时螺旋纹路向下侧带动浆料移动，螺旋纹路在启动时刻通过转动使得输出管148下端的浆料受到挤压，从而将输出管148下端填充紧密，保证了输出的浆料均匀、饱满。本发明在喷出头142的下表面设置了固化光发生器，可对输出的浆料进行无死角的光固化，而在打印工作暂停时，喷出头142位置处的光固化容易向喷出头出口位置延伸，之后在喷出头142移动时会导致打印部局部被拉扯断裂，牵引出较长的拉丝，影响成形工件的表面光滑程度。而本发明在中断打印时，反推弹簧会回推浆液，螺纹套147向上移动，输出管148反向转动，其内部的螺旋纹路引导浆液回流，浆液回流的过程中发生旋转，和光固化部位旋转分离，拉丝被螺旋力快速拧断，螺旋的拉丝盘绕在工件表层，降低了突起量。
输出管148内壁下侧设置有阻挡环1481，阻挡环1481有若干个，阻挡环1481倾斜向上设置。当混合浆料输出到打印头1外侧时，会在光照下固化，而阻挡环1481的设置使得每次打印头1在停止输出浆料时回缩的浆料和阻挡环1481同向，浆料的回缩较为容易，而回缩后的浆料被阻挡环倾斜面阻挡，较难自动下落。在打印间隙，该位置处的浆液和外界联通，会出现一定程度的光固化现象，这会导致在下次打印开始时初始点连接不紧密。而本发明设置的阻挡环1481在浆料再次输出时，浆料外侧内侧同时受到压力输出，而浆料外侧被阻挡环1481拉扯，会将表层的浆料向两侧拉伸，中心区域的浆料会涌出，原本处于中心位置的浆料由于表面张力作用被拉扯到两侧，分散在了浆料侧边更大的区域上，则局部的光固化现象被分散后，降低了粘连效果的影响，中心浆料的替换也增大了初始点的连接精密程度。
位置调节组件2包括拱形架21、第一丝杆模组22、第二丝杆模组23、第一导向轴24、第二导向轴25、直线模组26、滑块27、导轨28、底板29，底板29和打印箱3内壁下表面紧固连接，第一丝杆模组22一端和底板29紧固连接，第一丝杆模组22另一端和拱形架21上端紧固连接，第一丝杆模组22有两组，两组第一丝杆模组22分别设置在拱形架21两侧，第一丝杆模组22上设置有第一导向轴24，第一导向轴24和第一丝杆模组22两端紧固连接，第二丝杆模组23上设置有第一滑移块，第一滑移块和第一导向轴24滑动连接，第一滑移块上设置有第一螺母套，第一螺母套和第一丝杆模组22的丝杆螺纹相啮合，第二丝杆模组23上设置有第二导向轴，第二导向轴和第二丝杆模组23两端紧固连接，打印头1上设置有第二螺母套、第二滑移块，第一滑移块和第二导向轴25滑动连接，第二螺母套和第二丝杆模组23的丝杆螺纹相啮合，直线模组26下端和底板29上表面紧固连接，直线模组26的位移平台和打印台4紧固连接，滑块27和打印台4下表面紧固连接，导轨28和底板29上表面紧固连接，滑块27和导轨28滑动连接。第一丝杆模组22控制打印头的Z向移动，第二丝杆模组23控制打印头的X向移动，直线模组26控制打印台的Y向移动，三维空间移动相互协同，进行3D打印。
脱脂箱5内部设置有环形板51、加热板52、出风机53、抽风机54、过滤底板55、间隔网56，环形板51和脱脂箱5内壁紧固连接，加热板52嵌入在环形板51内部，出风机53、抽风机54和环形板51内壁紧固连接，出风机53、抽风机54围绕环形板51均匀分布，出风机53、抽风机54间隔设置，出风机53内部设置有负离子发生器，出风机53、抽风机54之间设置有间隔网56，间隔网56和环形板51内侧壁紧固连接，过滤底板55和脱脂箱5内壁下侧紧固连接。工件放置在过滤底板55上，出风机53输出负离子风，环形板51内部嵌入有负极板，负极板带负电，负离子风受到负极板的斥力，在输出后会加速向工件表面冲击，加热板52发出的热量被负离子风带向工件表面，工件被加热后，其内部的树脂气化逃逸，气化后的树脂从陶瓷颗粒的间隙中排出。排出的气体和负离子风混合，将负离子风内部负离子密度减小，负离子被分散，混合气体受到的电荷排斥力减小，而抽风机54又在间隔网另一侧产生吸力，混合气体向抽风机处移动。当工件局部区域的温度提升过快时，容易导致气化速度过快，工件表面容易出现裂痕进而导致变形，而本发明的负离子风在局部排气量增大时，该区域负离子风在返回时负离子密度会显著降低，而新排出的负离子风会和返回的负离子风产生较多的气体交换，以保证负离子整体密度的均匀性。新排出的负离子风离子浓度降低会显著降低风速，风速的降低会降低该区域的热量传递速度，进而实现对任意位置温度的有效把控。
一种高精度防脱脂变形的3D打印成型设备的成型方法，包括以下步骤：
步骤一、将待成型浆料进行搅拌混合；
步骤二、打印头1将搅拌后的浆料输出，位置调节组件2对打印头1的位置进行三维调整；
步骤三、输出的浆料被光固化；
步骤四、打印出的工件放入脱脂箱5内进行脱脂；
步骤五、脱脂后的工件放入烧结箱6内进行烧结。
本发明的工作原理：在打印时，打印头先输出浆料，搅拌仓将暂存罐内储存的浆料抽取一次打印的用量，驱动电机驱动搅拌仓运作，搅拌后的浆料被输出泵输出到控制喷嘴处，控制喷嘴持续输出浆料进行打印工作。位置调节组件调节打印头位置，第一丝杆模组控制打印头的Z向移动，第二丝杆模组控制打印头的X向移动，直线模组控制打印台的Y向移动，三维空间移动相互协同，进行3D打印。打印完成后的工件放置到脱脂箱内部进行脱脂处理，工件被放置在过滤底板上，出风机输出负离子风，环形板内部嵌入有负极板，负极板带负电，负离子风受到负极板的斥力，在输出后会加速向工件表面冲击，加热板发出的热量被负离子风带向工件表面，工件被加热后，其内部的树脂气化逃逸，气化后的树脂从陶瓷颗粒的间隙中排出。排出的气体和负离子风混合，将负离子风内部负离子密度减小，负离子被分散，混合气体受到的电荷排斥力减小，而抽风机又在间隔网另一侧产生吸力，混合气体向抽风机处移动，脱脂完成后的工件放置到烧结箱中进行烧结。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高精度防脱脂变形的3D打印成型设备，其特征在于：所述成型设备包括打印头(1)、位置调节组件(2)、打印箱(3)、打印台(4)、脱脂箱(5)、烧结箱(6)、机台(7)、暂存罐(8)，所述打印箱(3)、脱脂箱(5)、烧结箱(6)、暂存罐(8)和机台(7)上表面紧固连接，所述位置调节组件(2)设置在打印箱(3)内部，所述打印头(1)设置在位置调节组件(2)上，所述暂存罐(8)通过管道和打印头(1)相连，所述打印台(4)和位置调节组件(2)紧固连接；
所述打印头(1)包括搅拌仓(11)、驱动电机(12)、输出泵(13)、控制喷嘴(14)，所述搅拌仓(11)上端和驱动电机(12)紧固连接，所述搅拌仓(11)下端和输出泵(13)紧固连接，所述控制喷嘴(14)和输出泵(13)远离搅拌仓(11)的一端紧固连接，所述搅拌仓(11)、输出泵(13)和位置调节组件(2)紧固连接；
所述搅拌仓(11)内部设置有搅拌轴(111)、搅拌叶(112)，所述搅拌仓(11)上侧壁内部设置有导流仓(113)，所述搅拌轴(111)和搅拌仓(11)、导流仓(113)转动连接，搅拌轴(111)和导流仓(113)连接位置处设置有密封措施，所述搅拌叶(112)和搅拌轴(111)紧固连接，搅拌叶(112)有若干片，若干片搅拌叶(112)均匀分布在搅拌轴(111)上，所述搅拌叶(112)表面设置有调控单元(114)，所述搅拌轴(111)、搅拌叶(112)内部设置有导通孔(115)，所述导通孔(115)一端和导流仓(113)相连，所述导通孔(115)另一端和调控单元(114)相联通，所述搅拌叶(112)的端面轮廓为半圆形，沿搅拌轴(111)轴向分布在不同层面的相邻搅拌叶(112)的圆弧面相对设置，所述导流仓(113)通过管道和暂存罐(8)底部联通，所述搅拌仓(11)通过管道和暂存罐(8)上部联通，所述管道上设置有动力泵；
所述调控单元(114)包括出料口(1141)、滑移板(1142)、连杆(1143)、活动筒(1144)、位移块(1145)、倾斜块(1146)、复位弹簧(1147)，所述出料口(1141)设置在搅拌叶(112)上下两侧，所述出料口(1141)和导通孔(115)相连，所述滑移板(1142)和搅拌叶(112)外表面滑动连接，所述活动筒(1144)和搅拌叶(112)外表面紧固连接，所述位移块(1145)和活动筒(1144)滑动连接，所述复位弹簧(1147)一端和活动筒(1144)内壁端面紧固连接，复位弹簧(1147)另一端和位移块(1145)紧固连接，所述倾斜块(1146)和位移块(1145)紧固连接，所述倾斜块(1146)的倾斜方向远离搅拌轴(111)，所述连杆(1143)一端和位移块(1145)紧固连接，所述连杆(1143)另一端和滑移板(1142)紧固连接；
所述脱脂箱(5)内部设置有环形板(51)、加热板(52)、出风机(53)、抽风机(54)、过滤底板(55)、间隔网(56)，所述环形板(51)和脱脂箱(5)内壁紧固连接，所述加热板(52)嵌入在环形板(51)内部，所述出风机(53)、抽风机(54)和环形板(51)内壁紧固连接，出风机(53)、抽风机(54)围绕环形板(51)均匀分布，所述出风机(53)、抽风机(54)间隔设置，所述出风机(53)内部设置有负离子发生器，所述出风机(53)、抽风机(54)之间设置有间隔网(56)，所述间隔网(56)和环形板(51)内侧壁紧固连接，所述过滤底板(55)和脱脂箱(5)内壁下侧紧固连接。
2.根据权利要求1所述的一种高精度防脱脂变形的3D打印成型设备，其特征在于：所述控制喷嘴(14)包括进液盒(141)、喷出头(142)、外层仓(143)、内层仓(144)、反馈管(145)、位移条(146)、螺纹套(147)、输出管(148)、反推弹簧(149)，所述进液盒(141)下侧和喷出头(142)紧固连接，所述进液盒(141)上侧和输出泵(13)紧固连接，所述进液盒(141)和输出泵(13)的输出口相互联通，所述外层仓(143)、内层仓(144)、反馈管(145)设置在进液盒(141)内部，所述外层仓(143)设置在内层仓(144)上侧，所述反馈管(145)设置在内层仓(144)外部两侧，所述反馈管(145)上端盒外层仓(143)相互联通，所述反馈管(145)下端侧壁设置有联通口和内层仓(144)相连通，所述位移条(146)和反馈管(145)滑动连接，位移条(146)上下两端设置有密封活塞，所述位移条(146)下端的密封活塞和反推弹簧(149)紧固连接，所述反推弹簧(149)另一端和反馈管(145)底部紧固连接，所述输出管(148)一端嵌入内层仓(144)上壁面中，输出管(148)另一端嵌入喷出头(142)内部，所述输出管(148)和内层仓(144)、喷出头(142)转动连接，所述输出管(148)外壁中间位置设置有外螺纹，所述螺纹套(147)套在输出管(148)外侧，螺纹套(147)的内螺纹和输出管(148)的外螺纹相互啮合，螺纹间隙中设置有滚珠，所述位移条(146)下端设置的密封活塞通过支杆和螺纹套(147)紧固连接，所述输出管(148)内部设置有螺旋纹路。
3.根据权利要求2所述的一种高精度防脱脂变形的3D打印成型设备，其特征在于：所述输出管(148)内壁下侧设置有阻挡环(1481)，所述阻挡环(1481)有若干个，所述阻挡环(1481)倾斜向上设置。
4.根据权利要求3所述的一种高精度防脱脂变形的3D打印成型设备，其特征在于：所述位置调节组件(2)包括拱形架(21)、第一丝杆模组(22)、第二丝杆模组(23)、第一导向轴(24)、第二导向轴(25)、直线模组(26)、滑块(27)、导轨(28)、底板(29)，所述底板(29)和打印箱(3)内壁下表面紧固连接，所述第一丝杆模组(22)一端和底板(29)紧固连接，第一丝杆模组(22)另一端和拱形架(21)上端紧固连接，所述第一丝杆模组(22)有两组，两组第一丝杆模组(22)分别设置在拱形架(21)两侧，所述第一丝杆模组(22)上设置有第一导向轴(24)，所述第一导向轴(24)和第一丝杆模组(22)两端紧固连接，所述第二丝杆模组(23)上设置有第一滑移块，所述第一滑移块和第一导向轴(24)滑动连接，所述第一滑移块上设置有第一螺母套，所述第一螺母套和第一丝杆模组(22)的丝杆螺纹相啮合，所述第二丝杆模组(23)上设置有第二导向轴，所述第二导向轴和第二丝杆模组(23)两端紧固连接，所述打印头(1)上设置有第二螺母套、第二滑移块，所述所述第一滑移块和第二导向轴(25)滑动连接，所述第二螺母套和第二丝杆模组(23)的丝杆螺纹相啮合，所述直线模组(26)下端和底板(29)上表面紧固连接，所述直线模组(26)的位移平台和打印台(4)紧固连接，所述滑块(27)和打印台(4)下表面紧固连接，所述导轨(28)和底板(29)上表面紧固连接，所述滑块(27)和导轨(28)滑动连接。
5.根据权利要求4所述的一种高精度防脱脂变形的3D打印成型设备的成型方法，包括以下步骤：
步骤一、将待成型浆料进行搅拌混合；
步骤二、打印头(1)将搅拌后的浆料输出，位置调节组件(2)对打印头(1)的位置进行三维调整；
步骤三、输出的浆料被光固化；
步骤四、打印出的工件放入脱脂箱(5)内进行脱脂；
步骤五、脱脂后的工件放入烧结箱(6)内进行烧结。
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