CN116160647B - 一种颗粒料挤出头的预热滚压辅助装置及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种颗粒料挤出头的预热滚压辅助装置及工作方法，涉及3D打印成型技术领域，包括滚轮组件、预热组件及支撑架；所述支撑架上设置有挤出头；所述滚轮组件、预热组件安装在支撑架上，挤出头设置在滚轮组件与预热组件之间，且滚轮组件位于支撑架的一端，支撑架的另一端连接整机设备；所述滚轮组件中设置有冷却滚动系统；所述预热组件包括预热旋转件、预热连接件、预热口及预热管道；所述预热管道的下方通过预热旋转件连通预热口。通过高温气体对打印轨迹的打印面进行高温预热，保证打印时材料牢固的与打印面材料结合，滚压组件的滚轮对打印面接触进行滚压，防止打印材料流淌变形或粘连，保证打印产品的完整性。

Description

一种颗粒料挤出头的预热滚压辅助装置及工作方法

技术领域

本发明涉及3D打印成型技术领域，具体涉及一种颗粒料挤出头的预热滚压辅助装置及工作方法。

背景技术

颗粒打印是一种3D打印方法，通过使用颗粒形状的颗粒料来逐层制造零件。这种颗粒料是一种颗粒形式的热塑性塑料，是通过化学合成品、塑料、复合材料或矿物，被塑造成颗粒状的压缩物料。

颗粒料因为其价格低廉，所以多用于大型件的打印成型中，颗粒料经过一定温度的处理，可通过螺杆连续挤出，按照预定的轨迹进行打印，可实现不同形状的成型。但因为颗粒料自身具有热塑性的特点，高温时材料会变软，低温后材料变得坚硬，造成多层打印时前期的材料已经硬化，导致后面材料与前面材料进行结合时，出现裂缝、气孔等现象，使得打印出来的效果变差。

目前市面上颗粒料的挤出成型打印头的有前处理或后处理机构设置不合理，会造成打印件开裂、打印材料变形或者粘连等现象。

发明内容

为解决现有技术存在因为颗粒料打印头设置不合理，所造成的打印件开裂、打印材料变形或粘连的问题，本发明提供一种颗粒料挤出头的预热滚压辅助装置及工作方法。保证打印时材料牢固的与打印面材料结合，防止打印材料流淌变形或粘连，保证打印产品的完整性。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案。

一种颗粒料挤出头的预热滚压辅助装置，包括滚轮组件、预热组件及支撑架；

所述支撑架上设置有挤出头；

所述滚轮组件及预热组件安装在支撑架上，挤出头设置在滚轮组件与预热组件之间，且滚轮组件位于支撑架的一端，支撑架的另一端连接整机设备；

所述滚轮组件中设置有冷却滚轮系统；

所述预热组件包括预热旋转件、预热口及预热管道；

所述预热管道的下方通过预热旋转件连通预热口。

可选的，所述预热组件还包括预热固定件及预热连接件；

所述预热连接件设置在预热管道与预热旋转件之间；

所述支撑架通过预热固定件与预热连接件连接。

可选的，所述冷却滚轮系统包括内轴、滚轮、介质进口及介质出口；

所述滚轮内部设置有内轴，内轴的一端设置有介质进口，内轴的另一端设置有介质出口。

可选的，所述滚动组件还包括滚轮架、压板、滚轮调整件及滚轮轴承；

所述滚轮架的上方设置有滚轮调整件，滚轮架的下方通过压板连接冷却滚轮系统；

所述压板与冷却滚轮系统之间设置有滚轮轴承。

可选的，还包括旋转组件：

所述旋转组件包括大链轮、链条及固定部件；

所述大链轮安装在挤出头上，固定部件安装在支撑架连接整机设备的一端，固定部件通过链条带动大链轮运动。

可选的，其特征在于，所述固定部件包括电机安装架、小链轮及电机；

所述电极安装在电机安装架上，电极安装架的下端设置有小链轮；

所述小链轮通过链条带动大链轮旋转；

所述电机安装架的底部与支撑架连接。

可选的，还包括转轴、轴承压圈、轴承内环压件及大轴承；

所述大轴承安装在转轴上，转轴由大链轮带动旋转；

所述轴承内环压件与大轴承连接；

所述转轴压圈设置在转轴与大轴承的连接处。

可选的，所述轴承内环压件还与支撑件连接，且与支撑架的连接面作为轴承内环压件的一个侧面；

所述轴承内环压件的下部设置有旋转通道出口；

所述轴承内环压件位于支撑架的侧面上设置有外部进口。

可选的，所述旋转通道介质出口连接冷却滚动系统的入口端。

一种颗粒料挤出头的预热滚压辅助装置的工作方法，包括：

滚动组件、预热组件及支撑架位于打印区域的上方；

挤出头开始工作，预热旋转件带动预热口运动，保证预热口位于打印轨迹的上方，预热管道将高温气体引入并通过预热口喷出；

滚动组件中的冷却滚动系统对挤压头挤出的颗粒料进行修整。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的一种颗粒料挤出头的预热滚压辅助装置通过电机带动旋转组实现无限旋转，旋转组件带着滚压组件和预热组件一起旋转，预热组件通过高温气体对打印轨迹的打印面进行高温预热，保证打印时材料牢固的与打印面材料结合，滚压组件的滚轮对打印面接触进行滚压，使材料结合的更好和消除内部的气孔气泡，滚轮内部可通冷却水或气，对打印材料进行强化，防止打印材料流淌变形和粘连，保证打印产品的完整性。

进一步的，预热口可以根据打印需要对进行转动，避免高温气体对打印成品进行破坏。

进一步的，滚轮的外形可以根据挤出塑料粒的特性进行改变，使得打印面的经过滚轮滚压以后结合的更好，提高成品率。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。在附图中：

图1为本发明一种颗粒料挤出头的预热滚压辅助装置结构示意图；

图2为本发明一种颗粒料挤出头的预热滚压辅助装置的滚压组件示意图；

图3为本发明一种颗粒料挤出头的预热滚压辅助装置的进水(气)路的示意图；

图4为本发明一种颗粒料挤出头的预热滚压辅助装置的应用示范图。

图中，4为支撑件、5为运动机构、6为滚动预热装置、11为滚轮架、12为压板、13为内轴、14为滚轮、15为滚轮调整件、16为滚动轴承、191为介质进口、192为介质出口、21为预热固定件、22为预热旋转件、23为预热连接件、24为预热口、25为预热管道、31为转轴、32为轴承压圈、33为轴承内环压件、331为旋转通道出口、34为电机安装架、35为大轴承、36为大链轮、37为小链轮、38为链条、39为电机、401为外部进口。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，一种颗粒料挤出头的预热滚压辅助装置由滚压组件、预热组件、旋转组件及支撑架4组成。

滚压组件、预热组件及旋转组件安装在支撑架4上，支撑架4与整机设备相连接。

如图2所示，滚轮架11为拱门形状，滚轮架11的下端设置有滚轮14，滚轮14中设置有内轴12，内轴13与滚轮14安装在一起，滚动轴承16安装于压板12与内轴13之间，内轴13的两端分别设置有压板12，压板12固定于滚轮架11的下端；滚轮调整件15与滚轮架11上端连接。

内轴13一端设置有介质进口191，另一端设置有介质出口192。

内轴13、滚轮14、介质进口191及介质出口192组成冷却滚轮系统。

滚轮组件中的滚轮14的外形可以根据挤出颗粒料自身的特性，采取多种形状，如鼓形、马鞍形、圆柱形等。

如图1所示，预热组件2由预热固定件21、预热旋转件22、预热连接件23、预热口24及预热管道25组成。

预热固定件21与预热旋转件22之间进行连接；预热连接件23将预热管道25与预热旋转件22连接在一起，与预热管道25相连接，预热管道25设置在预热连接件23的上方，预热旋转件22设置在预热连接件23的下方；

预热口24与滚压组件随时根据打印头的运动方向的改变，在计算机的控制下，进行跟随旋转定位，使滚压组件旋转轴线始终垂直于打印头在水平面内的运动方向。

预热口24为高温预热口，可以保证挤出头运动到指定位置时，基层已经达到充分的加热温度。

旋转组件由转轴31、轴承压圈32、轴承内环压件33、电机安装架34、大轴承35、大链轮36、小链轮37、链条38及电机39组成。

电机39安装在电机安装架34上，小链轮37安装在电机39上；小链轮37通过链条38带动大链轮36旋转。大链轮36与转轴31连接，大轴承35安装在转轴31上，轴承压圈32、轴承内环压件33分别与大轴承35相连接。

结合图1和图2可知，外部进水口401设置支撑架4上，旋转通道出水口设置在轴承内环压件33的下方。

水流经过外部进口401进入支撑件4与轴承内环压件33之间形成两个内环流道，水流经过旋转通道出口331流出，旋转通道出口331与滚压组件的介质进口191相连，水流进入内轴13内，对滚轮14与内轴13进行冷却。后水流经过滚压组件介质出口192流出装置，进行处理。

冷却滚轮系统中也可以选择冷气进行使用，对设备进行冷却处理。

如图4所示，滚轮组件、预热组件、旋转组件及支撑架4组成滚动预热装置6，运动机构5带动滚轮预热装置6进行整体运动。

如图1所示，一种颗粒料挤出头的预热滚压辅助装置的工作方法：

根据打印轨迹的曲线变化，旋转组件开始动作，带动滚轮组件及预热组件进行运动。

滚动组件、预热组件及支撑架4位于打印物体的上方。

挤出头开始工作，预热旋转件23带动预热口24运动，保证预热口24位于打印轨迹的上方，预热管道25将高温气体引入并通过预热口24喷出。

滚动组件中的冷却滚动系统对挤压头挤出的颗粒料进行修整。

旋转组件的运动方式为：电机39进行旋转带动小链轮37，小链轮37通过链条38带动大链轮36旋转，转轴31与大链轮36一起旋转带动预热旋转件23运动。

预热口24与预热旋转件23一起转动，保障预热口24一直在打印轨迹的切线方向上，预热管道25将300℃高温气体引入并通过预热口24喷出，对打印位置进行预热处理；挤出头将材料挤出后，滚压组件紧随其后，通过滚轮14对材料进行滚压处理。

滚压组件与预热口24的方向根据挤出头的打印轨迹进行变化，外部进口401将冷却水引入轴承内环压件33，通过成轴承内环压件33下部旋转通道出水口331进入滚压组件的内轴13内，在滚轮14与内轴13间形成流道进行冷却，内轴13中的水流通过内轴13的介质出口192排出。

轴承内环压件33内设置有两个流道，水流进入轴承内环压件33后会与支撑件4之间形成两个内环流道。

无论滚压组件和预热口24如何旋转，流道都可将气体或水引入其中，滚压组件通过两端的进出口与轴承内环压件33上旋转通道出口331的连通，在滚轮140与内轴13间形成流道对滚轮14进行冷却。

外部进口401也可以将冷却气体引入轴承内环压件33，通过成轴承内环压件33下部旋转通道出水口331进入滚压组件的内轴13内，在滚轮14与内轴13间形成流道进行冷却，内轴13中的冷却气体通过内轴13的介质出口192排出。

运动机构5带动滚轮预热装置6进行位置变化，实现3D打印的效果。

通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

以上内容是对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定保护范围。

Claims (6)

1.一种颗粒料挤出头的预热滚压辅助装置，其特征在于，包括滚轮组件、预热组件及支撑架(4)；

所述支撑架(4)上设置有挤出头；

所述滚轮组件及预热组件安装在支撑架(4)上，挤出头设置在滚轮组件与预热组件之间，且滚轮组件位于支撑架(4)的一端，支撑架(4)的另一端连接整机设备；

所述滚轮组件中设置有冷却滚轮系统；

所述预热组件包括预热旋转件(22)、预热口(24)及预热管道(25)；

所述预热管道(25)的下方通过预热旋转件(22)连通预热口(24)；

所述冷却滚轮系统包括内轴(13)、滚轮(14)、介质进口(191)及介质出口(192)；

所述滚轮(14)内部设置有内轴(13)，内轴(13)的一端设置有介质进口(191)，内轴(13)的另一端设置有介质出口(192)；

还包括旋转组件：

所述旋转组件包括大链轮(36)、链条(38)及固定部件；

所述大链轮(36)安装在挤出头上，固定部件安装在支撑架(4)连接整机设备的一端，固定部件通过链条(38)带动大链轮(36)运动；

还包括转轴(31)、轴承压圈(32)、轴承内环压件(33)及大轴承(35)；

所述大轴承(35)安装在转轴(31)上，转轴(31)由大链轮(36)带动旋转；

所述轴承内环压件(33)与大轴承(35)连接；

所述轴承压圈(32)设置在转轴(31)与大轴承(35)的连接处；

所述转轴(31)能够带动大链轮(36)一起旋转带动预热旋转件(22)运动；

所述轴承内环压件(33)还与支撑架(4)连接，且与支撑架(4)的连接面作为轴承内环压件(33)的一个侧面；

所述轴承内环压件(33)的下部设置有旋转通道出口(331)；

所述轴承内环压件(33)位于支撑架(4)的侧面上设置有外部进口(401)；

所述外部进口(401)将冷却水引入轴承内环压件(33)，通过轴承内环压件(33)下部旋转通道出水口(331)进入滚压组件的内轴(13)内，内轴(13)中的水流通过内轴(13)的介质出口(192)排出。

2.根据权利要求1所述的一种颗粒料挤出头的预热滚压辅助装置，其特征在于，所述预热组件还包括预热固定件(21)及预热连接件(23)；

所述预热连接件(23)设置在预热管道(25)与预热旋转件(22)之间；

所述支撑架(4)通过预热固定件(21)与预热连接件(23)连接。

3.根据权利要求1所述的一种颗粒料挤出头的预热滚压辅助装置，其特征在于，所述滚轮组件还包括滚轮架(11)、压板(12)、滚轮调整件(15)及滚轮轴承(16)；

所述滚轮架(11)的上方设置有滚轮调整件(15)，滚轮架(11)的下方通过压板(12)连接冷却滚轮系统；

所述压板(12)与冷却滚轮系统之间设置有滚轮轴承(16)。

4.根据权利要求1所述的一种颗粒料挤出头的预热滚压辅助装置的工作方法，其特征在于，所述固定部件包括电机安装架(34)、小链轮(37)及电机(39)；

所述电机(39)安装在电机安装架(34)上，电机安装架(34)的下端设置有小链轮(37)；

所述小链轮(37)通过链条(38)带动大链轮(36)旋转；

所述电机安装架(34)的底部与支撑架(4)连接。

5.根据权利要求1所述的一种颗粒料挤出头的预热滚压辅助装置的工作方法，其特征在于，所述旋转通道出口(331)连接冷却滚轮系统的入口端。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种颗粒料挤出头的预热滚压辅助装置的工作方法，其特征在于，包括：

滚轮组件、预热组件及支撑架(4)位于打印区域的上方；

挤出头开始工作，预热旋转件(22)带动预热口(24)运动，保证预热口(24)位于打印轨迹的上方，预热管道(25)将高温气体引入并通过预热口(24)喷出；

滚轮组件中的冷却滚轮系统对挤压头挤出的颗粒料进行修整。