CN116079938A - 一种增材制造用原料造粒装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增材制造用原料造粒装置，包括设备基座、传动箱、挤出筒体、造粒组件、横梁架、喂料组件、落料板和冷却组件，所述设备基座的顶部端面一侧固定安装有传动箱，且传动箱的一侧端面中央固定安装有挤出筒体，所述挤出筒体的内侧设置有造粒组件，所述挤出筒体的外部一侧设置有落料板，且落料板的一侧设置有冷却组件，所述挤出筒体的顶部端面固定安装有横梁架；该增材制造用原料造粒装置，结构简单，整体支撑牢固，稳定性高；在使用时，能够有效提高原料的破碎效率，也能避免原料在破碎时存在的堵塞情况，降低原料的损耗；同时，在造粒时，能够提高颗粒物的挤出冷却效率，从而有效提高物料的加工成型效率。

Description

一种增材制造用原料造粒装置

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种增材制造用原料造粒装置。

背景技术

增材制造俗称3D打印，融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术；其中，高分子材料是增材制造原材料中用量最大、应用范围最广、成型方式最多的材料，主要包括高分子丝材、光敏树脂及高分子粉末。

对于高分子材料在制备时，需要使用到原料造粒装置进行造粒加工；现有技术中的原料造粒装置，在使用时，原料在喂料时，容易堆放在死角位置，从而容易造成物料损耗的情况，降低物料的利用率；而且，颗粒物在制粒时，冷却速率较低，颗粒物容易发生粘连，从而影响颗粒物的成型质量，因此，设计一种增材制造用原料造粒装置是很有必要的。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种增材制造用原料造粒装置，结构简单，整体支撑牢固，稳定性高；在使用时，能够有效提高原料的破碎效率，也能避免原料在破碎时存在的堵塞情况，降低原料的损耗；同时，在造粒时，能够提高颗粒物的挤出冷却效率，从而有效提高物料的加工成型效率。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种增材制造用原料造粒装置，包括设备基座、传动箱、挤出筒体、造粒组件、横梁架、喂料组件、落料板和冷却组件，所述设备基座的顶部端面一侧固定安装有传动箱，且传动箱的一侧端面中央固定安装有挤出筒体，所述挤出筒体的内侧设置有造粒组件，所述挤出筒体的外部一侧设置有落料板，且落料板的一侧设置有冷却组件，所述挤出筒体的顶部端面固定安装有横梁架，所述横梁架的顶部端面一侧设置有喂料组件，且喂料组件与挤出筒体的内部连通；

所述造粒组件包括第一电机、螺旋输料轴、搅拌叶片、电热板、挤出腔、成型板、冷却管、挤出孔、第一电动气缸、第一活塞顶杆、清洁架、第二电动气缸、第二活塞顶杆和安装刮刀，所述第一电机固定安装在传动箱的内部中央，且第一电机的一端固定安装有螺旋输料轴，所述螺旋输料轴的一端插接安装在挤出筒体的内部，且螺旋输料轴的外壁四周均通过焊接固定安装有搅拌叶片，所述挤出筒体的外壁另一侧通过焊接固定安装有电热板，且电热板位于搅拌叶片的外侧，所述挤出筒体的另一侧开设有挤出腔，所述挤出腔的端面一侧固定安装有成型板，且成型板的端面中央开设有挤出孔，所述成型板的端面外侧绕接安装有冷却管，且冷却管位于挤出孔的外侧，所述挤出筒体一端两侧均固定安装有第一电动气缸，且第一电动气缸的一端连接安装有第一活塞顶杆，所述第一活塞顶杆的一端固定安装有清洁架，所述清洁架的端面中央固定安装有第二电动气缸，且第二电动气缸的端面中央安装有第二活塞顶杆，所述第二活塞顶杆的一端安装有安装刮刀，且两个安装刮刀拼接安装在挤出孔的外侧。

作为本发明进一步的方案：所述设备基座的底部端面四周均通过焊接固定安装有承重支脚，且承重支脚的底部端面固定安装有防滑垫板。

作为本发明进一步的方案：所述挤出筒体的外壁底部中央固定安装有缓冲支柱，所述缓冲支柱的底部端面固定安装有减震胶座，且减震胶座的底部端面与设备基座的顶部端面固定连接。

作为本发明进一步的方案：所述设备基座的端面中央位于挤出筒体的一端底部固定安装有蓄水箱，且蓄水箱的顶部端面固定安装有泵站，所述泵站的内部一侧固定安装有输液泵，所述输液泵的顶部一端设置有输液管，且输液管的顶部一端穿过成型板与冷却管的一端连通，所述输液泵的底部一端设置有抽液管，且抽液管的一端与蓄水箱的内侧底部连通，所述冷却管的另一端固定安装有循环管，且循环管的一端穿过成型板、泵站与蓄水箱的内部连通。

作为本发明进一步的方案：所述挤出筒体一端两侧均开设有定位孔，且第一电动气缸的外壁与定位孔的内壁贴合连接。

作为本发明进一步的方案：所述喂料组件包括喂料筒、第二电机、挡料板、碎料轴、卸料刮板、分料筒、下料管、碎料板、弧形挡料块、导向辊、破碎轮和投料台，所述喂料筒固定安装在横梁架的顶部端面一侧，且喂料筒的内侧底部中央固定安装有第二电机，所述第二电机的顶部端面中央固定安装有碎料轴，所述喂料筒的内部一侧固定安装有分料筒，且分料筒的底部端面固定安装有挡料板，所述分料筒的外壁一侧固定安装有下料管，且下料管的底部一端穿过横梁架与挤出筒体的内部连通，所述碎料轴顶部穿过的挡料板连接安装有卸料刮板，所述喂料筒的内侧顶部固定安装有碎料板，且碎料板的顶部边缘位置处固定安装有弧形挡料块，所述碎料轴的顶部外壁穿过辞料板连接安装有四个导向辊，所述导向辊的外侧固定安装有破碎轮，且破碎轮的底部与碎料板的顶部端面贴合连接，所述喂料筒的顶部端面中央固定安装有投料台。

作为本发明进一步的方案：所述挡料板的顶部端面设置有穹形顶座，所述卸料刮板的底部端面设置有弧形刮料槽，且弧形刮料槽与穹形顶座的顶部端面贴合连接。

作为本发明进一步的方案：所述投料台的端面中央固定安装有加固支架，且加固支架为半圆形结构，所述加固支架的端面中央固定安装有传动端盖，且碎料轴的顶部一端与传动端盖的端面中央连接，所述。

作为本发明进一步的方案：所述冷却组件包括安装机壳、干燥风机、冷却罩、出料口和冷却板，所述安装机壳固定安装在设备基座的顶部端面另一侧中央，且安装机壳的内侧端面固定安装有干燥风机，所述安装机壳的顶部端面固定安装有冷却罩，且冷却罩的顶部设置有透明盖板，所述冷却罩的端面两侧均开设有出料口，所述出料口之间固定安装有冷却板，且冷却板倾斜设置，所述冷却板的一端穿过出料口与落料板的底部一端连接。

作为本发明进一步的方案：所述安装机壳的底部端面开设有通风槽，且通风槽的端面固定安装有通风板。

本发明的有益效果是：该增材制造用原料造粒装置。结构简单，整体支撑牢固，稳定性高；在使用时，通过喂料组件能够有效提高原料的破碎效率，并通过弧形挡料块以及挡料板也能避免原料在破碎时存在的堵塞情况，降低原料的损耗；同时，在造粒时，通过造粒组件和冷却组件也能够提高颗粒物的挤出冷却效率，在挤出造粒的过程中，使得物料与冷却源接触能够快速成型，成型后的颗粒物再通过冷却组件进行吹气冷却，使得颗粒物被吹气扬起并在冷却板的顶部翻滚，不仅能够有效避免颗粒物发生粘连，而且也能够使得颗粒物二次冷却，从而有效提高物料的加工成型效率。

附图说明

图1为本发明的第一整体结构示意图；

图2为本发明的第二整体结构示意图；

图3为本发明的第三整体结构示意图；

图4为本发明的整体主视图；

图5为本发明的整体俯视图；

图6为图5的A-A的剖视图；

图例说明：1、设备基座；2、传动箱；3、挤出筒体；4、造粒组件；5、横梁架；6、喂料组件；7、落料板；8、冷却组件；9、承重支脚；41、第一电机；42、螺旋输料轴；43、搅拌叶片；44、电热板；45、挤出腔；46、成型板；47、冷却管；48、蓄水箱；49、泵站；410、输液泵；411、挤出孔；412、第一电动气缸；413、第一活塞顶杆；414、清洁架；415、第二电动气缸；416、第二活塞顶杆；417、安装刮刀；61、喂料筒；62、第二电机；63、挡料板；64、碎料轴；65、卸料刮板；66、分料筒；67、下料管；68、碎料板；69、弧形挡料块；610、导向辊；611、破碎轮；612、投料台；613、传动端盖；81、安装机壳；82、干燥风机；83、冷却罩；84、出料口；85、冷却板。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面给出具体实施例。

参见图1-6，一种增材制造用原料造粒装置，包括设备基座1、传动箱2、挤出筒体3、造粒组件4、横梁架5、喂料组件6、落料板7和冷却组件8，设备基座1的顶部端面一侧固定安装有传动箱2，且传动箱2的一侧端面中央固定安装有挤出筒体3，挤出筒体3的内侧设置有造粒组件4，挤出筒体3的外部一侧设置有落料板7，且落料板7的一侧设置有冷却组件8，挤出筒体3的顶部端面固定安装有横梁架5，横梁架5的顶部端面一侧设置有喂料组件6，且喂料组件6与挤出筒体3的内部连通；

造粒组件4包括第一电机41、螺旋输料轴42、搅拌叶片43、电热板44、挤出腔45、成型板46、冷却管47、挤出孔411、第一电动气缸412、第一活塞顶杆413、清洁架414、第二电动气缸415、第二活塞顶杆416和安装刮刀417，第一电机41固定安装在传动箱2的内部中央，且第一电机41的一端固定安装有螺旋输料轴42，螺旋输料轴42的一端插接安装在挤出筒体3的内部，且螺旋输料轴42的外壁四周均通过焊接固定安装有搅拌叶片43，挤出筒体3的外壁另一侧通过焊接固定安装有电热板44，且电热板44位于搅拌叶片43的外侧，挤出筒体3的另一侧开设有挤出腔45，挤出腔45的端面一侧固定安装有成型板46，且成型板46的端面中央开设有挤出孔411，成型板46的端面外侧绕接安装有冷却管47，且冷却管47位于挤出孔411的外侧，挤出筒体3一端两侧均固定安装有第一电动气缸412，且第一电动气缸412的一端连接安装有第一活塞顶杆413，第一活塞顶杆413的一端固定安装有清洁架414，清洁架414的端面中央固定安装有第二电动气缸415，且第二电动气缸415的端面中央安装有第二活塞顶杆416，第二活塞顶杆416的一端安装有安装刮刀417，且两个安装刮刀417拼接安装在挤出孔411的外侧。

设备基座1的底部端面四周均通过焊接固定安装有承重支脚9，且承重支脚9的底部端面固定安装有防滑垫板，提高支撑的稳定性，使得整体具有良好的结构稳定性。

挤出筒体3的外壁底部中央固定安装有缓冲支柱，缓冲支柱的底部端面固定安装有减震胶座，且减震胶座的底部端面与设备基座1的顶部端面固定连接，提高缓冲效果，有效降低挤出筒体3的晃动。

设备基座1的端面中央位于挤出筒体3的一端底部固定安装有蓄水箱48，且蓄水箱48的顶部端面固定安装有泵站49，泵站49的内部一侧固定安装有输液泵410，输液泵410的顶部一端设置有输液管，且输液管的顶部一端穿过成型板46与冷却管47的一端连通，输液泵410的底部一端设置有抽液管，且抽液管的一端与蓄水箱48的内侧底部连通，冷却管47的另一端固定安装有循环管，且循环管的一端穿过成型板46、泵站49与蓄水箱48的内部连通；便于进行冷却液循环流动，从而提高冷却效果。

挤出筒体3一端两侧均开设有定位孔，且第一电动气缸412的外壁与定位孔的内壁贴合连接，提高第一电动气缸412的结构稳定性。

喂料组件6包括喂料筒61、第二电机62、挡料板63、碎料轴64、卸料刮板65、分料筒66、下料管67、碎料板68、弧形挡料块69、导向辊610、破碎轮611和投料台612，喂料筒61固定安装在横梁架5的顶部端面一侧，且喂料筒61的内侧底部中央固定安装有第二电机62，第二电机62的顶部端面中央固定安装有碎料轴64，喂料筒61的内部一侧固定安装有分料筒66，且分料筒66的底部端面固定安装有挡料板63，分料筒66的外壁一侧固定安装有下料管67，且下料管67的底部一端穿过横梁架5与挤出筒体3的内部连通，碎料轴64顶部穿过的挡料板63连接安装有卸料刮板65，喂料筒61的内侧顶部固定安装有碎料板68，且碎料板68的顶部边缘位置处固定安装有弧形挡料块69，碎料轴64的顶部外壁穿过碎料板68连接安装有四个导向辊610，导向辊610的外侧固定安装有破碎轮611，且破碎轮611的底部与碎料板68的顶部端面贴合连接，喂料筒61的顶部端面中央固定安装有投料台612；挡料板63的顶部端面设置有穹形顶座，卸料刮板65的底部端面设置有弧形刮料槽，且弧形刮料槽与穹形顶座的顶部端面贴合连接；投料台612的端面中央固定安装有加固支架，且加固支架为半圆形结构，加固支架的端面中央固定安装有传动端盖613，且碎料轴64的顶部一端与传动端盖613的端面中央连接；通过喂料组件6能够物料进行初步破碎，并且能够有效避免物料发生堵塞的情况，从而提高热熔效率。

冷却组件8包括安装机壳81、干燥风机82、冷却罩83、出料口84和冷却板85，安装机壳81固定安装在设备基座1的顶部端面另一侧中央，且安装机壳81的内侧端面固定安装有干燥风机82，安装机壳81的顶部端面固定安装有冷却罩83，且冷却罩83的顶部设置有透明盖板，冷却罩83的端面两侧均开设有出料口84，出料口84之间固定安装有冷却板85，且冷却板85倾斜设置，冷却板85的一端穿过出料口84与落料板7的底部一端连接，安装机壳81的底部端面开设有通风槽，且通风槽的端面固定安装有通风板；通过冷却组件8能够有效提高物料的冷却效率。

本发明的工作原理：使用时，通过承重支脚9和防滑垫板能够对设备基座1具有良好的结构稳定性和防滑效果；将加工原料通过横梁架5顶部的喂料组件6进行初步处理后，使得原料进入到挤出筒体3的内部后，通过造粒组件4对原料进行热熔后挤出造粒，挤出的颗粒物经落料板7和冷却组件8进行冷却成型；将原料经投料台612投放到喂料筒61的顶部，使得原料堆放在导向辊610的顶部端面，喂料筒61底部的第二电机62工作，第二电机62能够带动碎料轴64在传动端盖613的底部转动，随着碎料轴64转动，通过导向辊610带动破碎轮611转动，由于设置有弧形挡料块69，使得原料能够随着破碎轮611的转动与碎料板68进行挤压破碎，破碎后的原料经碎料板68掉落到分料筒66底部的挡料板63端面，转动的卸料刮板65能够将挡料板63端面的原料扫落到下料管67，经下料管67掉落到挤出筒体3的内部，传动箱2内部的第一电机41工作，通过螺旋输料轴42能够带动搅拌叶片43转动，使得搅拌叶片43将掉落的原料进行螺旋输送，在输送的过程中，通过缓冲支柱和减震胶座的底部端面能够提高缓冲效果，有效降低挤出筒体3的晃动，在挤出筒体3的内部一侧，电热板44工作时，随着搅拌叶片43将原料输送，能够使得与电热板44接触的原料受热后发生热熔，热熔后的原料被挤压到挤出腔45的一侧，同时，泵站49内部的输液泵410工作，通过抽液管将蓄水箱48内部的冷却液经输液管输送到冷却管47，再通过冷却管47和循环管回流到蓄水箱48的内部，形成一个循环回流，使得冷却液能够对成型板46不断冷却，热熔后的原料经成型板46端面的挤出孔411被挤出，在流经挤出孔411时，冷却液能够使得原料遇冷发生凝固，同时，定位孔内部的第一电动气缸412工作，通过第一活塞顶杆413能够调节清洁架414的位置，从而调节两个安装刮刀417与挤出孔411端面之间的距离，第二电动气缸415工作时，通过第二活塞顶杆416带动安装刮刀417移动，使得两个安装刮刀417相向移动，两个安装刮刀417能够将挤出孔411端面挤出的颗粒物铲断，颗粒物铲断后落入到落料板7，经落料板7和冷却罩83端面的出料口84滚落到冷却板85的表面，同时，安装机壳81内部的干燥风机82工作，能够将冷却气流经冷却罩83输送到冷却板85的表面，从而对冷却板85表面的颗粒物进行干燥，干燥后的颗粒物经出料口84滚落出冷却罩83的内部，从而完成造粒。

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发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种增材制造用原料造粒装置，其特征在于，包括设备基座、传动箱、挤出筒体、造粒组件、横梁架、喂料组件、落料板和冷却组件，所述设备基座的顶部端面一侧固定安装有传动箱，且传动箱的一侧端面中央固定安装有挤出筒体，所述挤出筒体的内侧设置有造粒组件，所述挤出筒体的外部一侧设置有落料板，且落料板的一侧设置有冷却组件，所述挤出筒体的顶部端面固定安装有横梁架，所述横梁架的顶部端面一侧设置有喂料组件，且喂料组件与挤出筒体的内部连通；

所述造粒组件包括第一电机、螺旋输料轴、搅拌叶片、电热板、挤出腔、成型板、冷却管、挤出孔、第一电动气缸、第一活塞顶杆、清洁架、第二电动气缸、第二活塞顶杆和安装刮刀，所述第一电机固定安装在传动箱的内部中央，且第一电机的一端固定安装有螺旋输料轴，所述螺旋输料轴的一端插接安装在挤出筒体的内部，且螺旋输料轴的外壁四周均通过焊接固定安装有搅拌叶片，所述挤出筒体的外壁另一侧通过焊接固定安装有电热板，且电热板位于搅拌叶片的外侧，所述挤出筒体的另一侧开设有挤出腔，所述挤出腔的端面一侧固定安装有成型板，且成型板的端面中央开设有挤出孔，所述成型板的端面外侧绕接安装有冷却管，且冷却管位于挤出孔的外侧，所述挤出筒体一端两侧均固定安装有第一电动气缸，且第一电动气缸的一端连接安装有第一活塞顶杆，所述第一活塞顶杆的一端固定安装有清洁架，所述清洁架的端面中央固定安装有第二电动气缸，且第二电动气缸的端面中央安装有第二活塞顶杆，所述第二活塞顶杆的一端安装有安装刮刀，且两个安装刮刀拼接安装在挤出孔的外侧。

2.根据权利要求1所述的增材制造用原料造粒装置，其特征在于，所述设备基座的底部端面四周均通过焊接固定安装有承重支脚，且承重支脚的底部端面固定安装有防滑垫板。

3.根据权利要求1所述的增材制造用原料造粒装置，其特征在于，所述挤出筒体的外壁底部中央固定安装有缓冲支柱，所述缓冲支柱的底部端面固定安装有减震胶座，且减震胶座的底部端面与设备基座的顶部端面固定连接。

4.根据权利要求1所述的增材制造用原料造粒装置，其特征在于，所述设备基座的端面中央位于挤出筒体的一端底部固定安装有蓄水箱，且蓄水箱的顶部端面固定安装有泵站，所述泵站的内部一侧固定安装有输液泵，所述输液泵的顶部一端设置有输液管，且输液管的顶部一端穿过成型板与冷却管的一端连通，所述输液泵的底部一端设置有抽液管，且抽液管的一端与蓄水箱的内侧底部连通，所述冷却管的另一端固定安装有循环管，且循环管的一端穿过成型板、泵站与蓄水箱的内部连通。

5.根据权利要求1所述的增材制造用原料造粒装置，其特征在于，所述挤出筒体一端两侧均开设有定位孔，且第一电动气缸的外壁与定位孔的内壁贴合连接。

6.根据权利要求1所述的增材制造用原料造粒装置，其特征在于，所述喂料组件包括喂料筒、第二电机、挡料板、碎料轴、卸料刮板、分料筒、下料管、碎料板、弧形挡料块、导向辊、破碎轮和投料台，所述喂料筒固定安装在横梁架的顶部端面一侧，且喂料筒的内侧底部中央固定安装有第二电机，所述第二电机的顶部端面中央固定安装有碎料轴，所述喂料筒的内部一侧固定安装有分料筒，且分料筒的底部端面固定安装有挡料板，所述分料筒的外壁一侧固定安装有下料管，且下料管的底部一端穿过横梁架与挤出筒体的内部连通，所述碎料轴顶部穿过的挡料板连接安装有卸料刮板，所述喂料筒的内侧顶部固定安装有碎料板，且碎料板的顶部边缘位置处固定安装有弧形挡料块，所述碎料轴的顶部外壁穿过碎料板连接安装有四个导向辊，所述导向辊的外侧固定安装有破碎轮，且破碎轮的底部与碎料板的顶部端面贴合连接，所述喂料筒的顶部端面中央固定安装有投料台。

7.根据权利要求6所述的增材制造用原料造粒装置，其特征在于，所述挡料板的顶部端面设置有穹形顶座，所述卸料刮板的底部端面设置有弧形刮料槽，且弧形刮料槽与穹形顶座的顶部端面贴合连接。

8.根据权利要求6所述的增材制造用原料造粒装置，其特征在于，所述投料台的端面中央固定安装有加固支架，且加固支架为半圆形结构，所述加固支架的端面中央固定安装有传动端盖，且碎料轴的顶部一端与传动端盖的端面中央连接，所述。

9.根据权利要求1所述的增材制造用原料造粒装置，其特征在于，所述冷却组件包括安装机壳、干燥风机、冷却罩、出料口和冷却板，所述安装机壳固定安装在设备基座的顶部端面另一侧中央，且安装机壳的内侧端面固定安装有干燥风机，所述安装机壳的顶部端面固定安装有冷却罩，且冷却罩的顶部设置有透明盖板，所述冷却罩的端面两侧均开设有出料口，所述出料口之间固定安装有冷却板，且冷却板倾斜设置，所述冷却板的一端穿过出料口与落料板的底部一端连接。

10.根据权利要求9所述的增材制造用原料造粒装置，其特征在于，所述安装机壳的底部端面开设有通风槽，且通风槽的端面固定安装有通风板。

Images