CN204136436U - 一种fdm式3d立体打印机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种FDM式3D立体打印机，其冷却风装置包括由环形中空壳体围成的绕挤出喷头设置的冷却风通道，环形中空壳体围绕冷却风通道的内环面具有由上至下依次设置的环形出风口、紧临该环形出风口设置的柯恩达表面及与该柯恩达表面平滑过渡连接的且直径由上至下逐渐增加的锥面，环形中空壳体的内部为环形风道，在环形中空壳体上设有与环形风道相通用于连接进风管的进风口。本实用新型的3D立体打印机利用无扇叶风扇原理在挤出喷头外设置冷却装置，其结构简单，能够使半流动物质在挤出的同时瞬间凝固，使FDM式3D立体打印机在打印包含有直径较细的镂空构件时能够保证打印质量，减少3D打印机的使用成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种FDM(热熔层积)式3D立体打印机。
背景技术
3D打印技术，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。它无需机械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而极大地缩短产品的研制周期，提高生产率和降低生产成本。常规的3D打印技术有FDM(热熔层积成型技术)、SLA(立体平板印刷技术)、SLS(选择性激光烧结)、3DP(三维印刷技术)等，目前，我国使用最多的3D立体打印机是设备架构简单、使用方便的FDM(热熔层积)式3D立体打印机。这种FDM式3D立体打印机采用ABS、PLA、PC等热熔型材料制成的细丝为打印耗材，通过喷头加热至熔融的半流动状态后挤出层层堆叠，经空气冷却凝固成型，而为加快熔融材料的凝固，在打印机的挤出喷头上或工作平台一侧还设有至少一个吹向打印件的冷却风扇。冷却风扇吹过的风流过打印件的表面带走热量，从而促使打印件提高冷却凝固速度。但采用热熔层积式打印机打印包含有直径较细的镂空构件时，从打印机挤出喷头挤出的半流动物质容易被冷却风扇吹出的风力吹偏，影响打印质量。而如果关闭冷却风扇，则由打印机挤出喷头挤出的半流动物质在未完全冷却时因缺少支撑力而下垂变形，同样会造成打印失败。
实用新型内容
本实用新型的目的是：提供一种FDM式3D立体打印机，以实现热熔层积式3D立体打印机挤出喷头在挤出半流动材料时达到喷出后瞬间冷却凝固的目的。
本实用新型采用的技术方案是：一种FDM式3D立体打印机，包括挤出喷头和冷却风装置，所述冷却风装置包括由环形中空壳体围成的绕挤出喷头设置的冷却风通道，所述环形中空壳体围绕冷却风通道的内环面具有由上至下依次设置的环形出风口、紧临该环形出风口设置的柯恩达表面及与该柯恩达表面平滑过渡连接的且直径由上至下逐渐增加的锥面，所述环形中空壳体的内部为环形风道，在环形中空壳体上设有与环形风道相通用于连接进风管的进风口。
在所述环形中空壳体中位于进风口与环形出风口之间的内壁上固设有挡风板。
所述的挡风板沿环形中空壳体周向延伸围成环形，在挡风板的下边缘与相对的中空壳体内壁之间设有通风间隙。
所述的挤出喷头包括加热块和设于加热块下部的喷嘴，所述环形中空壳体通过两个以上成辐射状布设的连接臂固定于喷嘴外围。
本实用新型的FDM式3D立体打印机是在打印机挤压喷头外围固定设有环形出风口的中空外壳，由环形出风口吹出的风通过中空壳体内环面上设置的柯恩达表面和锥面利用附壁原理吸引喷头上方的空气通过由中空外壳围成的冷却风通道吹向喷头的喷嘴，从而仅需要在中空壳体的环形风道中通入较小的风力即可在喷头外围产生较大的冷却风，从而使该3D立体打印机在打印过程中对挤出的半流动物质充分的冷却，而在保证了半流动物质加速冷却的同时还不会造成半流动物质的变形，从而有效保提高了3D立体打印机的打印质量，该3D立体打印机的结构简单、安装使用方便，适用于各种采用FDM技术的3D立体打印机。
附图说明
图1是本实用新型FDM式3D立体打印机挤出喷头具体实施例的结构示意图；
图2是图1中的A部放大图。
具体实施方式
本实用新型的FDM式3D立体打印机的具体实施例如图1、图2所示，该3D立体打印机包括竖向设置的打印机挤出喷头1，在挤出喷头1的外围固定有一圈首尾相接的环形中空壳体3，该环形中空壳体3在挤出喷头1的外围围成绕挤出喷头1的冷却风通道300，环形中空壳体1内部为环形风道31，在环形中空壳体3上部设有与环形风道31相通用于连接进风管的进风口5，在环形中空壳体1围绕冷却风通道300的内环面上部设于朝向的环形出风口301，紧临该环形出风口301的内环面为柯恩达表面302，柯恩达表面302下方平滑过渡连接有直径由上至下逐渐增加的锥面303。使用时，环形中空壳体3上的进风口5通过气管连接作为气源的小型或微型气泵，气泵产生的压缩气通入环形风道31中后从环形出风口301朝下吹出，从而环形出风口301吹出的气流在经过柯恩达表面302和锥面303时形成柯恩达效应，从而根据附壁原理将挤出喷头1上方的空气引入冷却风通道300中吹向下方，在冷却风通道300中形成图1中箭头所示的从上至下吹向喷嘴2的冷却风。本实施例中，环形中空壳体2通过冷却风通道300中沿喷嘴2径向设置的两个以上呈辐射状布设的连接臂4固定安装在喷嘴2上。
本实用新型的3D立体打印机利用无扇叶风扇原理在挤出喷头外设置冷却装置，其不仅结构简单，而且其利用流经环形中空壳体中的较小的风力在喷头外围形成较大的冷却风，因而在节能的同时能够使半流动物质在挤出的同时瞬间凝固，使FDM式3D立体打印机在打印包含有直径较细的镂空构件时能够保证打印质量，减少3D打印机的使用成本。
在使用时，由于进风口5与环形出风口301均设于环形中空壳体3的上部，为避免进风口5通入的压缩气对环形出风口301产生干扰，以确保环形出风口301的出风稳定性，本实施例中，其在环形中空壳体3中位于进风口5和环形出风口301之间的内壁上固设有挡风板33，该挡风板33在环形中空壳体3中竖向设置并沿环形中空壳体3周向颜色围成环形，其下端边缘与相对的环形中空壳体3内壁之间留设有通风间隙，从而将环形中空壳体3内的环形风道分成进风和出风两部分。
本实用新型不局限于上述实施例，在具体应用中，FDM式3D立体打印机的挤出喷头是固定穿装在机架上设置的安装板上，上述环形中空壳体也可以通过两个以上竖向延伸并沿圆周间隔布设的连接臂固定在安装板上，该技术方案属于本实用新型的等效变形，其在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种FDM式3D立体打印机，包括挤出喷头和冷却风装置，其特征在于，所述冷却风装置包括由环形中空壳体围成的绕挤出喷头设置的冷却风通道，所述环形中空壳体围绕冷却风通道的内环面具有由上至下依次设置的环形出风口、紧临该环形出风口设置的柯恩达表面及与该柯恩达表面平滑过渡连接的且直径由上至下逐渐增加的锥面，所述环形中空壳体的内部为环形风道，在环形中空壳体上设有与环形风道相通用于连接进风管的进风口。
2.根据权利要求1所述的FDM式3D立体打印机，其特征在于，在所述环形中空壳体中位于进风口与环形出风口之间的内壁上固设有挡风板。
3.根据权利要求2所述的FDM式3D立体打印机，其特征在于，所述的挡风板沿环形中空壳体周向延伸围成环形，在挡风板的下边缘与相对的中空壳体内壁之间设有通风间隙。
4.根据权利要求1或2或3所述的FDM式3D立体打印机，其特征在于，所述的挤出喷头包括加热块和设于加热块下部的喷嘴，所述环形中空壳体通过两个以上成辐射状布设的连接臂固定于喷嘴外围。
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