CN116330646A - 一种方便脱料的3d打印机底座组件及3d打印机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种方便脱料的3D打印机底座组件及3D打印机，包括：座体；承载板，所述承载板安装在所述座体上，所述承载板包括打印面，所述承载板在温度改变时会发生形变；加热冷却组件，所述加热冷却组件与所述承载板连接，能够加热或冷却所述承载板，使其发生形变，具有承载板与打印产品易分离，对打印产品损伤极小的优点。

Description

一种方便脱料的3D打印机底座组件及3D打印机
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种方便脱料的3D打印机底座组件及3D打印机。
背景技术
三维打印(3D printing)，即快速成形技术的一种，它是一种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。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用，比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件，已经有使用这种技术打印而成的零部件。“三维打印”意味着这项技术的普及。三维打印通常是采用数字技术材料打印机来实现。
3D打印机又称三维打印机(3DP)，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。3D打印机的原理是把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。
现有技术中的3D打印机，例如中国专利公开号CN105822589B公开的一种新型桌面级3D打印设备，通过蓝牙实现用户对3D打印机进行远程操控。
上述打印机和现有的3D打印机都存在一个共同的问题，就是其打印完成后的产品容易粘贴在3D打印机上，进而难以取下，现有通常采用用力掰动或者利用铲刀将其铲下，这种方式容易损坏打印完成的产品。
发明内容
本发明的一个目的在于，针对现有技术的上述不足，提供一种方便脱料的3D打印机底座组件，解决打印完成后产品不易取下和取下过程中产品易损伤的问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种方便脱料的3D打印机底座组件，包括：
座体1；
承载板2，承载板2安装在座体1上，承载板2包括打印面，承载板2在温度改变时会发生形变；
加热冷却组件3，加热冷却组件3与承载板2连接，能够加热或冷却承载板2，使其发生形变。
打印前，先对承载板进行预热，打印时，承载板恒温维持在预设温度，保持其形状，打印完毕时，对承载板进行降温，利用其温度改变继而发生形变的性能，使承载板发生形变，继而承载板和打印的产品之间产生缝隙，进而使得承载板和产品分离，便于取出打印完成后的产品，减小对产品的损伤。
优选的，承载板2的一侧安装在座体1上，承载板2的另一侧包括打印面。
优选的，一种方便脱料的3D打印机底座组件，还包括：
导热硅脂垫4，承载板2的一侧通过导热硅脂垫4安装在座体1上。
通过导热硅脂垫与承载板之间形成柔性的导热连接，进而适应承载板的形变。
优选的，加热冷却组件3包括：
加热冷却室31，加热冷却室31开设在座体1内；
均气室32，均气室32开设在座体1内；
出气口33，出气口33开设在座体1内，加热冷却室31和均气室32通过出气口33联通；
电加热器34，电加热器34设于加热冷却室31内；
热传导棒35，热传导棒35的下部插入到加热冷却室31内；优选的，热传导棒35呈阵列状排布，提升热传导效率和冷却效率；
下板36，下板36上贴设导热硅脂垫4，导热硅脂垫4通过下板36安装在座体1上，热传导棒35的上部与下板36连接；
离心风机37，离心风机37固定安装于座体1的一侧，离心风机37的进气端与均气室32联通；
进气管38，进气管38设于座体1的另一侧，进气管38与加热冷却室31联通；
第一温度传感器39，第一温度传感器39设于加热冷却室31内；
温控装置，电加热器34、第一温度传感器39分别与温控装置电连接。
优选的，出气口为多个，进气管为多个；
优选的，承载板2上设有第二温度传感器，第二温度传感器与温控装置电连接。
通过在承载板上加装温度传感器判断承载板温度，进而在打印机工作时，控制电加热器的加热功率尽可能保证承载板的温度恒定，恒定温度的承载板的热形变量相对恒定，承载板的厚度不会发生较大改变，有助于增加打印精度，且在打印初期若承载板温度过低会导致第一层熔融原料快速冷却凝固使得其和第二层原料间产生分层连接强度降低，对承载板预热可解决此问题；
优选的，一种方便脱料的3D打印机底座组件，还包括：
蓄液箱51，蓄液箱51安装在座体1上，用于储存水511；
加液管52，加液管52设于蓄液箱51下部，加液管52的上部与蓄液箱51的下部联通，加液管52的下部伸入加热冷却室31，加液管52底面的位置高于电加热器34在加热冷却室31的位置且低于进气管38和出气口33在加热冷却室31的位置；
密封阀53，密封阀53安装在加液管52上；
蓄液管54，蓄液管54的下部与蓄液箱51的上部联通；
加液槽55，加液槽55的下部与蓄液管54的上部联通；
加液阀56，加液阀56安装在蓄液管54上。
优选的，还包括：
联通管57，联通管57设于蓄液箱51的侧面。
通过密闭的蓄液箱，当加热冷却室内的水位低于加液管下端时，加液管与大气连通进而蓄液箱内的水位自动对加热冷却室内的水进行补充，通过联通管可判断蓄液箱内的水位，加水时首先关闭密封阀然后打开加液阀通过加液槽加水，加水完毕后首先关闭加液阀然后打开密封阀，进而实现对蓄水箱的加水，其中密封阀和加液阀可以是电磁阀，通过加装控制器和控制键，按压控制键时控制键控制密封阀和加液阀的先后打开。
优选的，底座1上设有排液口。优选的，热传导棒35的底部位置低于出气口33和进气管38的位置，且高于加液管52底面的位置，外界的低温空气可通过进气管进入加热冷却室，低温空气流经热传导棒后通过出气口进入均气室，最后被离心风机抽出。
本发明的一个目的在于，针对现有技术的上述不足，提供一种方便脱料的3D打印机，解决打印完成后产品不易取下和取下过程中易损伤的问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种3D打印机，包括以上任意一项的方便脱料的3D打印机底座组件。
优选的，一种3D打印机，还包括：
升降架61，座体1上竖直安装有升降架61；
升降电机62，座体1上安装有升降电机62；
升降螺杆63，升降螺杆63的一端与升降电机62的输出端连接，升降螺杆63的另一端可转动安装于升降架61上；
升降块64，升降块64滑动套装于升降架61上且与升降螺杆63咬合；
横移架71，横移架71固定安装于升降块64上；
横移电机72，横移架71上安装有横移电机72；
横移螺杆73，横移螺杆73的一端与横移电机72的输出端连接，横移螺杆73的另一端可转动安装于横移架71上；
横移块74，横移块74滑动套装于横移架71上且与横移螺杆73咬合；
前后移电机81，前后移电机81固定安装于横移块74上；
前后移螺杆82，前后移螺杆82的一端与前后移电机81的输出端连接，前后移螺杆82的另一端可转动安装于横移块74上；
加热挤出单元83，加热挤出单元83通过导向凸起84导向滑动安装于横移块74上；
原料供应单元9，座体1上安装有原料供应单元9，原料供应单元9对加热挤出单元83供应原料91。
本发明的有益效果为：
本发明使用承载板，利用其温度改变继而发生形变的性能，当打印完毕时，对承载板进行降温，承载板发生形变，使得承载板和打印的产品之间产生缝隙，进而使得承载板和产品分离，便于取出打印完成后的产品，减小对产品的损伤。
本发明使用导热硅脂垫，通过导热硅脂垫和承载板之间形成柔性的导热连接，进而适应承载板的形变。
本发明使用电加热器加热空气再将热量通过热传导棒、下板和导热硅脂垫传递至承载板，通过空气传热，温度相对更容易控制在稳定范围，工作时保持承载板温度不易受影响，工作结束后，使用离心风机通过空气大幅对流散热，散热效率高，速度快，承载板迅速降温，方便产品与承载板的脱离。
本发明通过密闭的蓄液箱、加液管、密封阀、蓄液管、加液槽、加液阀等，实现对加热冷却室的自动加水，当加热冷却室内的液体位置低于加液管下端时，加液管与大气连通进而蓄液箱内的液体自动对加热冷却室内的液体进行补充，通过联通管可判断蓄液箱内的液位，底座上还设有排液口，本发明中的加热冷却室加液和排液都很方便，而且水，环保性好，温度易控制，可以提高加热冷却室内空气湿度，大大提升电加热器的加热效率。
附图说明
图1为本发明一种方便脱料的3D打印机示意图；
图2为本发明一种方便脱料的3D打印机中的前后移电机示意图。
图中：底座1；承载板2；加热冷却组件3；加热冷却室31；均气室32；出气口33；电加热器34；热传导棒35；下板36；离心风机37；进气管38；第一温度传感器39；导热硅脂垫4；蓄液箱51；加液管52；密封阀53；蓄液管54；加液槽55；加液阀56；联通管57；升降架61；升降电机62；升降螺杆63；升降块64；横移架71；横移电机72；横移螺杆73；横移块74；前后移电机81；前后移螺杆82；加热挤出单元83；原料供应单元9；原料91。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
一种方便脱料的3D打印机底座组件，如图1所示，包括：
座体1；
承载板2，承载板2安装在座体1上，承载板2包括打印面，承载板2在温度改变时会发生形变；
加热冷却组件3，加热冷却组件3与承载板2连接，能够加热或冷却承载板2，使其发生形变。
例如，承载板2可选用在温度改变时会发生形变的材料，如用两种热胀冷缩系数不一样的合金板或金属片压在一起的材料。当打印完毕时，对承载板2进行降温，继而承载板2温度发生改变，承载板2继而发生形变，使得承载板2和打印的产品底部之间产生缝隙，进而使得承载板2和产品分离，能够轻松取下打印完成后的产品，对打印产品的损伤极小。
在本实施例中，承载板2的下侧安装在座体1上，承载板2的上侧包括打印面。
在本实施例中，一种方便脱料的3D打印机底座组件，还包括：导热硅脂垫4，承载板2的下侧通过导热硅脂垫4安装在座体1上。通过导热硅脂垫4和承载板2之间形成柔性的导热连接，进而适应承载板2的形变。
在本实施例中，加热冷却组件3包括：
加热冷却室31，加热冷却室31开设在座体1内；
均气室32，均气室32开设在座体1内；
出气口33，出气口33开设在座体1内，加热冷却室31和均气室32通过出气口33联通；优选的，出气口33的数量可以为多个；
电加热器34，电加热器34设于加热冷却室31内；
热传导棒35，热传导棒35的下部插入到加热冷却室31内；优选的，热传导棒35的数量可以为多个；
下板36，下板36上贴设导热硅脂垫4，导热硅脂垫4通过下板36安装在座体1上，热传导棒35的上部与下板36连接；优选的，下板36下表面呈阵列状分布安装多个热传导棒35；阵列状排布可以提高传热效率和冷却效率；
离心风机37，离心风机37固定安装于座体1的一侧，离心风机37的进气端与均气室32联通；
进气管38，进气管38设于座体1的另一侧，进气管38与加热冷却室31联通；优选的，进气管38的数量可以为多个；
第一温度传感器39，第一温度传感器39设于加热冷却室31内；
温控装置，电加热器34、第一温度传感器39分别与温控装置电连接。
打印初期，若承载板2温度过低会导致第一层熔融原料快速冷却凝固使得其和第二层原料间产生分层连接强度降低，因此在打印开始前，通过温控装置控制电加热器34预先工作，对承载板2进行预热，承载板2温度稳定后再开始打印。使用电加热器34加热空气再将热量通过热传导棒35、下板36和导热硅脂垫4传递至承载板2，通过空气传热，温度相对更容易控制在稳定范围，工作时保持承载板2温度不易受影响。当打印完毕时，通过温控装置控制电加热器34停止加热，离心风机37工作，离心风机37工作将均气室32内抽成负压，进而通过多个出气口33将加热冷却室31内的气体抽出，且通过多个进气管38将外界的低温空气吸入，在加热冷却室31内形成对流，进而对加热冷却室31内的热传导棒35进行冷却，冷却后的热传导棒35将承载板2的热量带走，对承载板2进行降温，承载板2温度发生改变，承载板2发生形变，使得承载板2和打印的产品之间产生缝隙，进而使得承载板2和产品分离。使用离心风机37通过空气大幅对流散热，散热效率高，速度快，承载板2迅速降温，方便产品与承载板2的脱离，便于取出打印完成后的产品，减小对产品的损伤。
在本实施例中，承载板2上设有第二温度传感器，第二温度传感器与温控装置电连接。
通过在承载板2上加装第二温度传感器判断承载板2温度，进而控制电加热器34的加热功率尽可能保证承载板2的温度恒定，恒定温度的承载板2的热形变量相对恒定，承载板2的厚度不会发生较大改变，有助于增加打印精度。
在本实施例中，一种方便脱料的3D打印机底座组件，还包括：
蓄液箱51，蓄液箱51安装在座体1上，用于储存水511；
加液管52，加液管52设于蓄液箱51下部，加液管52的上部与蓄液箱51的下部联通，加液管52的下部伸入加热冷却室31，加液管52底面的位置高于电加热器34在加热冷却室31的位置且低于进气管38和出气口33在加热冷却室31的位置；水，环保性好，温度易控制，可以提高加热冷却室内空气湿度，大大提升电加热器的加热效率。电加热器34位于水下，通过加热水再加热湿度高的空气，加热条件温和。
密封阀53，密封阀53安装在加液管52上；
蓄液管54，蓄液管54的下部与蓄液箱51的上部联通；
加液槽55，加液槽55的下部与蓄液管54的上部联通；
加液阀56，加液阀56安装在蓄液管54上。
联通管57，联通管57设于蓄液箱51的侧面。
底座1上设有排液口。底座1上设排液口，长期不用时，可通过排液口将加热冷却室31内的水排空。
密封阀53和加液阀56可以是电磁阀，通过加装控制器和控制键，按压控制键时控制键控制密封阀53和加液阀56的先后打开。加水时首先关闭密封阀53然后打开加液阀56通过加液槽55加水，加水完毕后首先关闭加液阀56然后打开密封阀53，当加热冷却室31内的水位低于加液管52下端时，加液管52与大气连通进而蓄液箱51内的水位自动对加热冷却室31内的水进行补充，通过联通管57可判断蓄液箱51内的水位。
优选的，热传导棒35的底部位置低于出气口33和进气管38的位置，且高于加液管52底面的位置，需要冷却时，外界的低温空气通过进气管38进入加热冷却室31，低温空气流经多个热传导棒35后通过出气口33进入均气室32，最后被离心风机37抽出。
本发明的一个目的在于，针对现有技术的上述不足，提供一种方便脱料的3D打印机，解决打印完成后产品不易取下和取下过程中易损伤的问题。
实施例2
本发明还公开了一种3D打印机，包括实施例1中方便脱料的3D打印机底座组件。
具体地，还包括：
升降架61，座体1上竖直安装有升降架61；
升降电机62，座体1上安装有升降电机62；
升降螺杆63，升降螺杆63的一端与升降电机62的输出端连接，升降螺杆63的另一端可转动安装于升降架61上；
升降块64，升降块64滑动套装于升降架61上且与升降螺杆63咬合；
横移架71，横移架71固定安装于升降块64上；
横移电机72，横移架71上安装有横移电机72；
横移螺杆73，横移螺杆73的一端与横移电机72的输出端连接，横移螺杆73的另一端可转动安装于横移架71上；
横移块74，横移块74滑动套装于横移架71上且与横移螺杆73咬合；
前后移电机81，前后移电机81固定安装于横移块74上，如图2；
前后移螺杆82，前后移螺杆82的一端与前后移电机81的输出端连接，前后移螺杆82的另一端可转动安装于横移块74上；
加热挤出单元83，加热挤出单元83通过导向凸起84导向滑动安装于横移块74上；
原料供应单元9，座体1上安装有原料供应单元9，原料供应单元9对加热挤出单元83供应原料91。
使用时，通过升降电机62工作带动升降螺杆63转动进而带动升降块64升降，进而带动加热挤出单元83完成升降动作，通过横移电机72带动横移螺杆73转动进而带动横移块74运动，进而带动加热挤出单元83横移，通过前后移电机81工作带动前后移螺杆82转动进而带动加热挤出单元83前后移动，进而通过加热挤出单元83配合原料供应单元9提供原料91实现打印。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种方便脱料的3D打印机底座组件，其特征在于，包括：
座体(1)；
承载板(2)，所述承载板(2)安装在所述座体(1)上，所述承载板(2)包括打印面，所述承载板(2)在温度改变时会发生形变；
加热冷却组件(3)，所述加热冷却组件(3)与所述承载板(2)连接，能够加热或冷却所述承载板(2)，使其发生形变。
2.根据权利要求1所述的一种方便脱料的3D打印机底座组件，其特征在于：所述承载板(2)的一侧安装在所述座体(1)上，所述承载板(2)的另一侧包括打印面。
3.根据权利要求2所述的一种方便脱料的3D打印机底座组件，其特征在于，还包括：
导热硅脂垫(4)，所述承载板(2)的一侧通过所述导热硅脂垫(4)安装在所述座体(1)上。
4.根据权利要求3所述的一种方便脱料的3D打印机底座组件，其特征在于，所述加热冷却组件(3)包括：
加热冷却室(31)，所述加热冷却室(31)开设在所述座体(1)内；
均气室(32)，所述均气室(32)开设在所述座体(1)内；
出气口(33)，所述出气口(33)开设在所述座体(1)内，所述加热冷却室(31)和所述均气室(32)通过所述出气口(33)联通；
电加热器(34)，所述电加热器(34)设于所述加热冷却室(31)内；
热传导棒(35)，所述热传导棒(35)的下部插入到所述加热冷却室(31)内；
下板(36)，所述下板(36)上贴设所述导热硅脂垫(4)，所述导热硅脂垫(4)通过所述下板(36)安装在所述座体(1)上，所述热传导棒(35)的上部与所述下板(36)连接；
离心风机(37)，所述离心风机(37)固定安装于所述座体(1)的一侧，所述离心风机(37)的进气端与所述均气室(32)联通；
进气管(38)，所述进气管(38)设于所述座体(1)的另一侧，所述进气管(38)与所述加热冷却室(31)联通；
第一温度传感器(39)，所述第一温度传感器(39)设于所述加热冷却室(31)内；
温控装置，所述电加热器(34)、第一温度传感器(39)分别与所述温控装置电连接。
5.根据权利要求4所述的一种方便脱料的3D打印机底座组件，其特征在于：所述承载板(2)上设有第二温度传感器，所述第二温度传感器与所述温控装置电连接。
6.根据权利要求4所述的一种方便脱料的3D打印机底座组件，其特征在于，还包括：
蓄液箱(51)，所述蓄液箱(51)安装在所述座体(1)上，用于储存水511；
加液管(52)，所述加液管(52)设于所述蓄液箱(51)下部，所述加液管(52)的上部与所述蓄液箱(51)的下部联通，所述加液管(52)的下部伸入所述加热冷却室(31)，加液管(52)底面的位置高于电加热器(34)在加热冷却室(31)的位置且低于进气管(38)和出气口(33)在加热冷却室(31)的位置；
密封阀(53)，所述密封阀(53)安装在所述加液管(52)上；
蓄液管(54)，所述蓄液管(54)的下部与所述蓄液箱(51)的上部联通；
加液槽(55)，所述加液槽(55)的下部与所述蓄液管(54)的上部联通；
加液阀(56)，所述加液阀(56)安装在所述蓄液管(54)上。
7.根据权利要求6所述的一种方便脱料的3D打印机底座组件，其特征在于，还包括：
联通管(57)，所述联通管(57)设于所述蓄液箱(51)的侧面。
8.根据权利要求6所述的一种方便脱料的3D打印机底座组件，其特征在于，所述底座(1)上设有排液口。
9.一种3D打印机，其特征在于，包括权利要求1-8中任意一项所述的方便脱料的3D打印机底座组件。
10.根据权利要求9所述的一种3D打印机，其特征在于，还包括：
升降架(61)，所述座体(1)上竖直安装有升降架(61)；
升降电机(62)，所述座体(1)上安装有升降电机(62)；
升降螺杆(63)，所述升降螺杆(63)的一端与所述升降电机(62)的输出端连接，所述升降螺杆(63)的另一端可转动安装于所述升降架(61)上；
升降块(64)，所述升降块(64)滑动套装于升降架(61)上且与升降螺杆(63)咬合；
横移架(71)，所述横移架(71)固定安装于升降块(64)上；
横移电机(72)，所述横移架(71)上安装有横移电机(72)；
横移螺杆(73)，所述横移螺杆(73)的一端与所述横移电机(72)的输出端连接，所述横移螺杆(73)的另一端可转动安装于所述横移架(71)上；
横移块(74)，所述横移块(74)滑动套装于横移架(71)上且与横移螺杆(73)咬合；
前后移电机(81)，所述前后移电机(81)固定安装于横移块(74)上；
前后移螺杆(82)，所述前后移螺杆(82)的一端与所述前后移电机(81)的输出端连接，所述前后移螺杆(82)的另一端可转动安装于所述横移块(74)上；
加热挤出单元(83)，所述加热挤出单元(83)通过导向凸起(84)导向滑动安装于横移块(74)上；
原料供应单元(9)，所述座体(1)上安装有原料供应单元(9)，所述原料供应单元(9)对加热挤出单元(83)供应原料(91)。
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