CN114889132A - 一种3d打印机用耗材预处理装置 - Google Patents

一种3d打印机用耗材预处理装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种3D打印机用耗材预处理装置，包括底板，底板的底部固定连接有若干条支撑腿，其顶部安装有处理仓，处理仓的前端面安装有仓门，其仓底设置有处理台，处理台的内部开设有加热腔，其顶部表面设置有一块导热片，且处理台的顶部开设有若干个导热孔，加热腔的两侧均安装有电热座，两个电热座之间电性连接有电热丝，处理台的下方设置有鼓风机构，其两侧均设置有定位机构，且处理台的上方设置有压实机构。本发明具有结构新颖，设计合理，可在3D打印前对耗材进行批量加热预处理，从而有效避免耗材在输送时出现卡顿，并且可对耗材进行压实预处理，以便有效提高耗材的力学性能，从而提高3D打印成品的质量等特点。

Description

一种3D打印机用耗材预处理装置
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体为一种3D打印机用耗材预处理装置。
背景技术
3D打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它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。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
3D打印需要借助3D打印机，而3D打印产品的质量保证主要是靠强有力的耗材来实现的。目前市面上的3D打印耗材大多为丝状材料，其本身温度较低，在3D打印前如果不进行加热预处理的话，输送耗材时便很容易出现卡顿的现象，从而影响3D打印机的正常工作，并且耗材不够密实，如果不经压实预处理的话，其力学性能会有所下降，从而影响3D打印成品的质量，因此急需发明一种3D打印机用耗材预处理装置。
发明内容
本发明解决的技术问题在于克服现有技术的3D打印耗材在3D打印前无法进行热预处理，输送耗材时容易出现卡顿现象，并且不能进行压实预处理，其力学性能会有所下降的缺陷，提供一种3D打印机用耗材预处理装置。所述一种3D打印机用耗材预处理装置具有结构新颖，设计合理，可在3D打印前对耗材进行批量加热预处理，从而有效避免耗材在输送时出现卡顿，并且可对耗材进行压实预处理，以便有效提高耗材的力学性能，从而提高3D打印成品的质量等特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种3D打印机用耗材预处理装置，包括底板，所述底板的底部固定连接有若干条支撑腿，其顶部安装有处理仓，所述处理仓的前端面安装有仓门，其仓底设置有处理台，所述处理台的内部开设有加热腔，其顶部表面设置有一块导热片，且所述处理台的顶部开设有若干个导热孔，所述加热腔的两侧均安装有电热座，两个所述电热座之间电性连接有电热丝，所述处理台的下方设置有鼓风机构，其两侧均设置有定位机构，且所述处理台的上方设置有压实机构。
优选的，所述鼓风机构包括鼓风罩，所述鼓风罩固定安装在底板的底部，其底部固定安装有电机，所述电机的输出轴贯穿鼓风罩，其轴身固定连接有若干片扇叶，所述扇叶位于鼓风罩内，所述鼓风罩的顶部开设有导风口，所述导风口贯穿底板和处理台的底部并与加热腔互为连通。
优选的，所述处理台的两侧外壁均固定连接有支架，所述支架为L形，其顶部固定连接有限位板，所述限位板的长度与处理台的宽度相等，其表面开设有若干个限位孔，所述限位孔呈等距设置。
优选的，所述定位机构包括气缸，所述气缸安装在底板上，其输出轴顶端固定连接有传动架，所述传动架为L形，其底部固定连接有定位板，所述定位板的底部表面设置有一层防滑垫，所述防滑垫的底部刻有人字形防滑纹。
优选的，所述压实机构包括第一液压缸，所述第一液压缸固定安装在处理仓的内腔顶部，其输出轴底端固定连接有升降板，所述升降板的底部两侧均固定连接有固定筒，其下方设置有压实板，所述固定筒的横截面为矩形，其内部插入有活动块，所述活动块的底端固定连接在压实板的顶部，其顶端固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧的另一端固定连接在升降板的底部。
优选的，所述活动块的两侧顶端侧壁均固定连接有滑块，所述固定筒的两侧侧壁表面均开设有滑槽，所述滑槽的槽宽与滑块的宽度相等。
优选的，所述升降板的底部固定安装有第二液压缸，所述第二液压缸的输出轴底端固定连接有传动块，所述传动块的两侧侧壁均固定连接有一对连接座，所述连接座之间固定连接有转轴，所述转轴的轴身活动连接有轮架，两个所述轮架之间固定连接有第二弹簧，且每个所述轮架的底部均固定连接有轮轴，所述轮轴的轴身活动连接有滚轮，所述滚轮贴合在压实板的顶部表面。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、结构新颖，设计合理，本发明通过鼓风机构中各个构件之间的相互配合可将热量透过各个导热孔扩散至导热片的底部，通过导热片可在3D打印前对各个耗材进行批量加热预处理，以有效避免耗材在输送时出现卡顿；
2、成品质量高，本发明通过压实机构中各个构件之间的相互配合可对耗材进行压实预处理，并且通过滚动的往复滚动可使得压实板与导热片表面的各个耗材充分接触，以便让各个耗材均能被充分、均匀地压实，从而有效提高了耗材的力学性能，继而使得3D打印成品的质量更高；
3、定位效果好，稳定性高，本发明通过限位板表面的各个限位孔可对耗材进行限位，以便提高耗材的稳定性，从而防止其在预处理过程中发生晃动，并且通过定位机构中各个构件之间的相互配合可将耗材紧紧抵在导热片上，以便将耗材固定在导热片上，从而起到定位的作用，继而进一步提高耗材的稳定性，以防止其在预处理过程中发生偏移。
附图说明
图1为本发明的外部结构立体图；
图2为本发明的正面结构剖视图；
图3为处理台的正面结构剖视图；
图4为限位板的侧视图；
图5为定位机构的结构示意图；
图6为鼓风机构的结构示意图；
图7为压实机构的结构示意图。
图中标号：1、底板；2、支撑腿；3、处理仓；4、仓门；5、处理台；6、加热腔；7、导热片；8、导热孔；9、电热座；10、电热丝；11、鼓风罩；12、电机；13、扇叶；14、导风口；15、支架；16、限位板；17、限位孔；18、气缸；19、传动架；20、定位板；21、防滑垫；22、第一液压缸；23、升降板；24、固定筒；25、压实板；26、活动块；27、第一弹簧；28、滑块；29、滑槽；30、第二液压缸；31、传动块；32、连接座；33、轮架；34、第二弹簧；35、滚轮。
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1-7，本发明提供一种技术方案：一种3D打印机用耗材预处理装置，包括底板1，底板1的底部固定连接有若干条支撑腿2，其顶部安装有处理仓3，处理仓3的前端面安装有仓门4，其仓底设置有处理台5，处理台5的内部开设有加热腔6，其顶部表面设置有一块导热片7，导热片7上可批量放置多个待预处理的丝状耗材，导热片7为金属材质，具有很强的导热性能，可有效吸收并传递热量，处理台5的顶部开设有若干个导热孔8，加热腔6的两侧均安装有电热座9，两个电热座9之间电性连接有电热丝10，通过电热座9可对电热丝10进行供电，电热丝10通电后会产生热量，处理台5的下方设置有鼓风机构，其两侧均设置有定位机构，且处理台5的上方设置有压实机构；
鼓风机构包括鼓风罩11，鼓风罩11固定安装在底板1的底部，其底部固定安装有电机12，电机12的输出轴贯穿鼓风罩11，其轴身固定连接有若干片扇叶13，扇叶13位于鼓风罩11内，通过驱动电机12可带动扇叶13旋转，扇叶13转动时可进行鼓风，鼓风罩11的顶部开设有导风口14，导风口14贯穿底板1和处理台5的底部并与加热腔6互为连通，通过导风口14可将扇叶13鼓出的风导入至加热腔6中；
处理台5的两侧外壁均固定连接有支架15，支架15为L形，其顶部固定连接有限位板16，限位板16的长度与处理台5的宽度相等，其表面开设有若干个限位孔17，限位孔17呈等距设置，丝状耗材的两端可分别穿过两侧限位板16表面对应的各个限位孔17，通过限位孔17可对耗材进行限位，以便提高耗材的稳定性，从而防止其在预处理过程中发生晃动；
定位机构包括气缸18，气缸18安装在底板1上，其输出轴顶端固定连接有传动架19，传动架19为L形，其底部固定连接有定位板20，通过驱动气缸18可带动传动架19连同定位板20一起上下运动，当定位板20与导热片7表面的耗材相接触时，通过定位板20可将耗材紧紧抵在导热片7上，以便将耗材固定在导热片7上，从而起到定位的作用，定位板20的底部表面设置有一层防滑垫21，防滑垫21的底部刻有人字形防滑纹，通过防滑垫21可增大定位板20与耗材之间的摩擦力，从而可进一步提高耗材的稳定性，以防止其在预处理过程中发生偏移；
压实机构包括第一液压缸22，第一液压缸22固定安装在处理仓3的内腔顶部，其输出轴底端固定连接有升降板23，通过驱动第一液压缸22可带动升降板23上下运动，升降板23的底部两侧均固定连接有固定筒24，其下方设置有压实板25，固定筒24的横截面为矩形，其内部插入有活动块26，活动块26的底端固定连接在压实板25的顶部，其顶端固定连接有第一弹簧27，第一弹簧27的另一端固定连接在升降板23的底部，升降板23可带动压实板25一起向下运动，当压实板25与导热片7上的耗材接触时，通过压实板25施加的下压力可将耗材压实，压实板25与处理台5接触时会带动活动块26沿着的固定筒24向上运动并压缩第一弹簧27，此时通过第一弹簧27的弹性复位作用可起到缓冲的效果，以防止压实板25的下压力度过大而损坏导热片7和处理台5，活动块26的两侧顶端侧壁均固定连接有滑块28，固定筒24的两侧侧壁表面均开设有滑槽29，滑槽29的槽宽与滑块28的宽度相等，通过滑块28与滑槽29之间的相互配合可提高压实板25的稳定性，以防止其在压实过程中发生颠簸和倾斜而影响其对耗材的压实效果；
升降板23的底部固定安装有第二液压缸30，第二液压缸30的输出轴底端固定连接有传动块31，通过驱动第二液压缸30可带动传动块31上下运动，传动块31的两侧侧壁均固定连接有一对连接座32，连接座32之间固定连接有转轴，转轴的轴身活动连接有轮架33，两个轮架33之间固定连接有第二弹簧34，且每个轮架33的底部均固定连接有轮轴，轮轴的轴身活动连接有滚轮35，滚轮35贴合在压实板25的顶部表面，传动块31运动时可带动滚轮35一起上下运动，当传动块31向下运动时，滚轮35可沿着压实板25的顶部表面由中间向两侧方向滚动，而当传动块31向上运动时，此时在第二弹簧34的弹性复位作用下，滚轮35则由两侧向中间方向滚动，通过滚轮35的往复滚动可使得压实板25与导热片7表面的各个耗材充分接触，以便让各个耗材均能被充分、均匀地压实，从而有效提高了耗材的力学性能，继而使得3D打印成品的质量更高。
其中，对于电机12来说，开关磁阻电机的控制技术还未成熟，低速时噪声和振动明显，效率也较低，感应电机转子上则有二次侧铜耗，发热严重，效率偏低，体积大，电励磁同步电机系统体积大，电刷滑环需要维护且存在可靠性隐患，因此本发明中的电机12选用直流电机。
工作原理：本发明在使用时，首先将该装置中的电器元件均通过导线外接控制开关和电源，然后打开仓门4将多个待预处理的丝状耗材批量放置于处理台5上，放置时，将丝状耗材的两端分别穿过两侧限位板16表面对应的各个限位孔17，通过限位孔17可对耗材进行限位，以便提高耗材的稳定性，从而防止其在预处理过程中发生晃动，接着驱动气缸18使其带动传动架19连同定位板20一起向下运动，直至定位板20与处理台5表面的耗材相接触，此时通过定位板20可将耗材紧紧抵在处理台5上，以便将耗材固定在处理台5上，从而起到定位的作用，之后关上仓门4，并通过电热座9对电热丝10进行供电，与此同时，驱动电机12使其带动扇叶13旋转，扇叶13转动时可进行鼓风，通过导风口14可将扇叶13鼓出的风导入至加热腔6中，而当电热丝10通电后会产生热量，此时通过扇叶13的鼓风可将热量透过各个导热孔8扩散至导热片7的底部，导热片7为金属材质，具有很强的导热性能，可有效吸收并传递热量，从而可通过导热片7在3D打印前对各个耗材进行批量加热预处理，以有效避免耗材在输送时出现卡顿，在加热过程中，驱动第一液压缸22使其带动升降板23向下运动，直至压实板25与导热片7上的耗材接触，此时通过压实板25施加的下压力可将耗材压实，与此同时，驱动第二液压缸30使其带动传动块31向下运动，随着传动块31向下运动，滚轮35可沿着压实板25的顶部表面由中间向两侧方向滚动，而当传动块31向上运动时，此时在第二弹簧34的弹性复位作用下，滚轮35则由两侧向中间方向滚动，通过滚轮35的往复滚动可使得压实板25与导热片7表面的各个耗材充分接触，以便让各个耗材均能被充分、均匀地压实，从而有效提高了耗材的力学性能，继而使得3D打印成品的质量更高，整个预处理工作完成后，打开仓门4将各个耗材从处理台5表面的导热片7上取出即可。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种3D打印机用耗材预处理装置，包括底板(1)，其特征在于：所述底板(1)的底部固定连接有若干条支撑腿(2)，其顶部安装有处理仓(3)，所述处理仓(3)的前端面安装有仓门(4)，其仓底设置有处理台(5)，所述处理台(5)的内部开设有加热腔(6)，其顶部表面设置有一块导热片(7)，且所述处理台(5)的顶部开设有若干个导热孔(8)，所述加热腔(6)的两侧均安装有电热座(9)，两个所述电热座(9)之间电性连接有电热丝(10)，所述处理台(5)的下方设置有鼓风机构，其两侧均设置有定位机构，且所述处理台(5)的上方设置有压实机构。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印机用耗材预处理装置，其特征在于：所述鼓风机构包括鼓风罩(11)，所述鼓风罩(11)固定安装在底板(1)的底部，其底部固定安装有电机(12)，所述电机(12)的输出轴贯穿鼓风罩(11)，其轴身固定连接有若干片扇叶(13)，所述扇叶(13)位于鼓风罩(11)内，所述鼓风罩(11)的顶部开设有导风口(14)，所述导风口(14)贯穿底板(1)和处理台(5)的底部并与加热腔(6)互为连通。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印机用耗材预处理装置，其特征在于：所述处理台(5)的两侧外壁均固定连接有支架(15)，所述支架(15)为L形，其顶部固定连接有限位板(16)，所述限位板(16)的长度与处理台(5)的宽度相等，其表面开设有若干个限位孔(17)，所述限位孔(17)呈等距设置。
4.根据权利要求1所述的一种3D打印机用耗材预处理装置，其特征在于：所述定位机构包括气缸(18)，所述气缸(18)安装在底板(1)上，其输出轴顶端固定连接有传动架(19)，所述传动架(19)为L形，其底部固定连接有定位板(20)，所述定位板(20)的底部表面设置有一层防滑垫(21)，所述防滑垫(21)的底部刻有人字形防滑纹。
5.根据权利要求1所述的一种3D打印机用耗材预处理装置，其特征在于：所述压实机构包括第一液压缸(22)，所述第一液压缸(22)固定安装在处理仓(3)的内腔顶部，其输出轴底端固定连接有升降板(23)，所述升降板(23)的底部两侧均固定连接有固定筒(24)，其下方设置有压实板(25)，所述固定筒(24)的横截面为矩形，其内部插入有活动块(26)，所述活动块(26)的底端固定连接在压实板(25)的顶部，其顶端固定连接有第一弹簧(27)，所述第一弹簧(27)的另一端固定连接在升降板(23)的底部。
6.根据权利要求5所述的一种3D打印机用耗材预处理装置，其特征在于：所述活动块(26)的两侧顶端侧壁均固定连接有滑块(28)，所述固定筒(24)的两侧侧壁表面均开设有滑槽(29)，所述滑槽(29)的槽宽与滑块(28)的宽度相等。
7.根据权利要求1所述的一种3D打印机用耗材预处理装置，其特征在于：所述升降板(23)的底部固定安装有第二液压缸(30)，所述第二液压缸(30)的输出轴底端固定连接有传动块(31)，所述传动块(31)的两侧侧壁均固定连接有一对连接座(32)，所述连接座(32)之间固定连接有转轴，所述转轴的轴身活动连接有轮架(33)，两个所述轮架(33)之间固定连接有第二弹簧(34)，且每个所述轮架(33)的底部均固定连接有轮轴，所述轮轴的轴身活动连接有滚轮(35)，所述滚轮(35)贴合在压实板(25)的顶部表面。
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