CN205588645U - 3d打印成型机的基板结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种3D打印成型机的基板结构，包含一隔热板及一加热板，在该加热板的工作物承载方向或加热板与隔热板之间，设有朝向该工作物承载方向的导热结构；当加热板发热时，令该加热板由该导热结构朝工作物承载方向形成热阶，以提升加热工作物的效率，并达到减少热量散失的节能效果。

Description

3D打印成型机的基板结构

技术领域

本实用新型涉及一种3D打印成型机的基板结构，特别是针对能够打印成型立体工作物的3D打印成型机，尤其涉及一种可凭借热阻及热传导作用在该成型机的加热基板形成朝工作物承载方向的热阶，以提升加热效率的基板结构。

背景技术

3D积层打印技术，又称3D打印(3D printing)或增材制造(Additive Manufacturing,AM)，是一种以计算机所产生的数字3D模型档案为基础的直接制造技术，系读取3D模型档案中的横截面数据，并透过逐层堆栈累积的方式，打印液体状或粉末状的金属、树脂或塑料等可粘合材料，将这些横截面逐层打印出来，以直接制造出与3D模型档案相同的立体工作物，不必经由模具设计与模具成形的制造过程。

目前常见的具有3D积层打印能力的3D打印成型机，以熔积(fused deposition)、雷射烧结(direct laser sintering)和电子束熔融(electron beam melting)等方式为主流，都是采用多组导轨或导杆所构成的多轴向移载模块来传动材料的喷头，而使喷头能够沿着所述多组导轨或导杆产生横向、纵向及垂向等多轴向位移，令喷头移至3D打印成型机的一基板上方适当位置，将加热成黏稠液态的可粘合材料(例如：树脂)，由下而上以一层一层的平面形态连续积迭在该基板上，使材料在该基板上冷却固化在一起，而堆栈出立体工作物。

然而，当上述3D打印成型机的喷头所输出的材料，由下而上连续积迭的过程中，由于先输出积迭的下层材料会先自然冷却，导致后输出积迭于该下层材料顶部的上层材料的温度，高于下层材料的温度的情形，由于先冷却的下层材料的体积会自然收缩，容易造成上层材料与下层材料的结合位置产生偏差，影响所打印成型的立体工作物的精确度。

因此，目前市面上的3D打印成型机，已出现了一种具有加热作用的基板技术，主要是由结合在3D打印成型机上或内部的一隔热板，以及结合在该隔热板顶部的 一加热板构成该基板。该加热板用以承载该工作物，且加热板内部设有电热线、导热管或其他类似的发热组件，以使加热板发热。该隔热板一般是由耐热和隔热材料制成，具有降低该加热板的热传导至3D打印成型机其他部位的作用。该喷头于堆栈材料的打印过程中，该加热板能够持续加热该工作物的半成品，以减缓该先输出的下层材料的冷却速度，并降低该下层材料的体积收缩速度，以避免上层材料与下层材料的结合位置产生偏差，而影响工作物的成型精确度的缺失。

惟其缺点在于，该隔热板虽具有降低热传导的隔热作用，但其隔热能力受限于构成该隔热板的材料的物理特性，因此其热传导能力有限，而且该加热板未接触隔热板的大部分区域都曝露在空气中，经由空气对流排出该加热板所产生的热的速度，低于热传导至该隔热板的速度，因此无法大幅增加该隔热板与加热板之间的温度落差，导致热传导至该工作物的效率难以提升的问题，徒增能源的消耗，亟需加以改善。

有鉴于此，本发明人于是累积多年相关领域的研究以及实务经验，特发明出一种3D打印成型机的基板结构，从而以改善上述现有技术的缺失。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种3D打印成型机的基板结构，特别是指一种可凭借热阻及热传导作用在该成型机的加热基板形成朝工作物承载方向的热阶，以提升加热效率的基板结构，藉以改善上述先前技术中，传统基板的隔热板的隔热能力受限于所构成材料的物理特性，而且经由空气对流排出传统基板的加热板所产生的热的速度，低于热传导至该隔热板的速度，导致热传导至立体工作物的效率难以提升及徒增能源消耗等缺失。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种3D打印成型机的基板结构，包含一加热板，以及一承载该加热板的隔热板，该隔热板及加热板之间设有至少一被封闭的气室，使该气室于该隔热板与加热板之间形成热阻。

所述3D打印成型机的基板结构，该隔热板和加热板分别设有一底面及一顶面，该隔热板的底面结合在该3D打印成型机上，该加热板的底面结合该隔热板的顶面，该气室设在该隔热板的顶面，且该加热板的顶面朝向一工作物承载方向。

所述3D打印成型机的基板结构，该气室以多数凸出于该隔热板的顶面的条肋， 将该隔热板的顶面区分成多数凹入区面，再由该加热板的底面加以贴覆，而形成多数封闭空间所构成。

所述3D打印成型机的基板结构，包含一具有良导热作用的导热板，该加热板结合于该导热板与隔热板之间。

所述3D打印成型机的基板结构，该导热板设有一底面及一顶面，该导热板的底面结合在该加热板上。

所述3D打印成型机的基板结构，该导热板由良导热金属材料制成。

所述3D打印成型机的基板结构，该导热金属材料为铝及铜的其中之一。

所述3D打印成型机的基板结构，该隔热板由耐热材料制成。

一种3D打印成型机的基板结构，包含一加热板、一隔热板，以及一良导热作用的导热板，该加热板结合于该隔热板与导热板之间，且该加热板结合该导热板之面，朝向一工作物承载方向。

所述3D打印成型机的基板结构，该隔热板、加热板和导热板分别设有一底面及一顶面，该隔热板的底面结合在该3D打印成型机上，该加热板的底面结合该隔热板的顶面，该导热板的底面结合在该加热板的顶面，该导热板的顶面朝向工作物承载方向。

所述3D打印成型机的基板结构，该隔热板的顶面与加热板的底面之间设有至少一被封闭的气室。

所述3D打印成型机的基板结构，该气室设在该隔热板的顶面。

所述3D打印成型机的基板结构，该气室以多数凸出于该隔热板的顶面的条肋，将该隔热板的顶面区分成多数凹入区面，再由该加热板的底面加以贴覆，而形成多数封闭空间所构成。

所述3D打印成型机的基板结构，该导热板由良导热金属材料制成。

所述3D打印成型机的基板结构，该导热金属材料为铝及铜的其中之一。

所述3D打印成型机的基板结构，该隔热板由耐热材料制成。

与现有技术相比，采用上述技术方案的本实用新型的优点在于：

本实用新型一种3D打印成型机的基板结构，包含一加热板，以及一承载该加热板的隔热板，该隔热板及加热板之间设有至少一被封闭的气室，使该气室于该隔热板与加热板之间形成热阻。

该隔热板和加热板分别设有一底面及一顶面，该隔热板的底面结合在该3D打 印成型机上，该加热板的底面结合该隔热板的顶面，该气室设在该隔热板的顶面，且该加热板的顶面朝向一工作物承载方向；更加包含有一具有良导热作用的导热板，该加热板结合于该导热板与隔热板之间；该导热板设有一底面及一顶面，该导热板的底面结合在该加热板的顶面上。

凭借上述，当加热板发热时，该气室能够对加热板所产生的热形成不良的热传导界面，使隔热板与加热板之间形成热阻，减缓加热板所产生的热传导至隔热板的速度，此时加热板朝向隔热板方向的热累积将持续增加，反的在加热板朝向工作物承载方向之面，系接触热的良传导界面，令该加热板由该隔热板朝立体工作物承载方向形成热阶，以提升朝向工作物方向的加热效率，并达到减少热量由隔热板方向散失的节能效果。

本实用新型另一种3D打印成型机的基板结构，包含一加热板、一隔热板，以及一良导热作用的导热板，该加热板结合于该隔热板与导热板之间，且该加热板结合该导热板之面，朝向一工作物承载方向。

该隔热板、加热板和导热板分别设有一底面及一顶面，该隔热板的底面结合在该3D打印成型机上，该加热板的底面结合该隔热板的顶面，该导热板的底面结合在该加热板的顶面，该导热板的顶面朝向工作物承载方向；该隔热板的顶面与加热板的底面之间设有至少一被封闭的气室；该气室设在该隔热板的顶面。

凭借上述，当加热板发热时，该隔热板会在加热板与隔热板之间产生快速积热，而使其温度大幅高于加热板朝向工作物承载方向，该导热板则能够将位于该工作物承载方向的热快速移出，而使该加热板的隔热板侧与工作物承载方向间的温差大幅增加，令该隔热板朝向该导热板与立体工作物承载方向形成热阶，以进一步提升对工作物的加热效率。

依据上述主要结构特征，该气室以多数凸出于该隔热板的顶面的条肋，将该隔热板的顶面区分成多数凹入区面，再由该加热板的底面加以贴覆，而形成多数封闭空间所构成。

依据上述主要结构特征，该导热板由良导热金属材料制成，该导热金属材料可为铝或铜，该隔热板由耐热材料制成。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为图1的基板的立体分解图；

图3为图1的使用状态的示意图。

附图标记说明：1-基板；2-加热板；21、31、41-底面；22、32、42-顶面；3-隔热板；33-气室；34-条肋；4-导热板；5-3D打印成型机；6-喷头；61-加热器；7-多轴向移载模块；8-工作物。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图来进一步描述本实用新型，本实用新型的优点和特点将会随着描述而更为清楚。

如图1和图2所示，揭示出本实用新型的实施方式的图式，由上述图式说明本实用新型的3D打印成型机的基板结构，包括一位于该3D打印成型机5上或内部的基板1，该基板1包含有设在该3D打印成型机5上，或者设在该3D打印成型机5内部的一加热板2及一隔热板3。该3D打印成型机5上或内部并设有一材料喷头6及一多轴向移载模块7，所述喷头6和多轴向移载模块7位于该基板1上方。该喷头6上设有加热器61，该3D打印成型机5能够将外界的可粘合材料(例如：树脂或塑料)输入该喷头6，且加热器61能够加热该材料成黏稠液态，而使该材料经由喷头6输出。该喷头6设在多轴向移载模块7上，该多轴向移载模块7可采用多组导轨或导杆构成，能够带动该喷头6沿着所述多组导轨或导杆产生横向、纵向及垂向等多轴向位移。

如图2和图3所示，该基板1的加热板2和隔热板3分别设有一底面21、31及一顶面22、32，该隔热板3的底面31结合在该3D打印成型机5上或内部，该加热板2的底面21结合在该隔热板3的顶面32，而使该隔热板3承载该加热板2，且加热板2的顶面22往上方朝向一立体工作物8承载方向，并朝向该喷头6，能够承载该喷头6所打印成型的立体工作物8。该加热板2内含有发热组件，该发热组件可为电热线、导热管或其他类似的发热组件，而使该加热板2凭借该发热组件产生热，对加热板2顶面22的工作物8产生加温作用。该隔热板3由耐热材料制成，该耐热材料可为酚醛树脂(电木)，而使隔热板3能够降低该加热板2的热传导至3D打印成型机5其他部位。

图中并显示了，在所采较佳的实施例中，该隔热板3及加热板2之间设有至少一被封闭的气室33，该气室33在本实施例中可设为多数，所述气室33可由该隔 热板3的顶面32上，以多数凸出条肋34区分成多数凹入区面，再由该加热板2贴覆在该隔热板3的顶面32上，而形成多数封闭空间所构成；或者，所述气室33也可设在该隔热板3的顶面32与加热板2的底面21之间，且气室33可设成凹槽型态。

如图1至图3所示，使用时该喷头6能够凭借多轴向移载模块7移至该加热板2的顶面22上方适当位置，并能够将加热成黏稠液态的材料，由下而上以一层一层的平面形态连续积迭在该加热板2的顶面22，令材料在该加热板2顶面22冷却固化在一起，而堆栈出立体的工作物8。在此期间，该加热板2能够产生热，在所述构成隔热板3的耐热材料已具有隔热效果的情形下，致使该加热板2所产生的热，能偏向工作物8加工方向加强传导以外，该隔热板3的气室33更加能够对加热板2所产生的热，形成不良的热传导界面，而使该气室33于该隔热板3与加热板2之间形成更大的热阻，更进一步减缓该加热板2所产生的热传导至隔热板3的速度，此时加热板2朝向隔热板3方向的热累积将持续增加，反的在加热板2朝向工作物8承载方向的顶面22，系接触热的良传导界面，令该加热板2由该隔热板3朝工作物8承载方向形成热阶，由于热传导至低温处的速率，高于热传导至高温处的速率，促使该加热板2所产生的热快速传导至加热板2顶面22的工作物8，进而大幅提升朝向工作物8方向的加热效率，并达到减少热量由隔热板3方向散失的节能效果。如此，可减缓该喷头6先输出的下层材料的冷却速度，并降低该下层材料的体积收缩速度，以提升该喷头6后输出的上层材料与下层材料之间结合成型的精确度。

如图2和图3所示，在一可行的实施例中，该基板1也可包含一具有良导热作用的导热板4，并可省略上述隔热板3中的气室33。该导热板4设有一底面41及一顶面42，该导热板4的底面41结合在加热板2的顶面22，而使该加热板2结合于该导热板4与隔热板3之间，且加热板2的顶面22朝向该工作物8承载方向，该导热板4的顶面42往上方朝向工作物8承载方向，并朝向该材料喷头6，而使该导热板4的顶面42能够承载该材料喷头6所打印成型的立体工作物8。在较佳的考虑中，该导热板4由良导热金属材料制成，该导热金属材料可为铝或铜。使用时该喷头6能够凭借多轴向移载模块7移至该导热板4的顶面42上方适当位置，并能够将该材料由下而上以连续积迭在该导热板4顶面42，令材料在该导热板4顶面42堆栈出该工作物8。在此期间，当加热板2发热时，该隔热板3的耐热材料会在加热板2与隔热板3之间产生快速积热，而使其温度大幅高于加热板2朝向 工作物8承载方向，该导热板4则能够将位于该工作物8承载方向的热快速移出，而使该加热板2的隔热板3侧(即加热板2的底面21)与工作物8承载方向之间的温差大幅增加，令由该隔热板3朝向该导热板4与工作物8承载方向，形成该隔热板3温度高于导热板4温度的热阶，促使该加热板2所产生的热快速传导至导热板4顶面42的该工作物8，也可提升对工作物8的加热效率及节能效果。

如图2和图3所示，在另一可行的实施例中，上述隔热板3中的气室33及导热板4也可同时实施。当加热板2发热时，该隔热板3的气室33能够对加热板2所产生的热形成不良的热传导界面，而使该气室33于该隔热板3与加热板2之间形成热阻，减缓该加热板2所产生的热传导至隔热板3的速度，致使加热板2朝向隔热板3方向的热累积将持续增加；同时，该导热板4能够将位于该工作物8承载方向的热快速移出，而使该加热板2的隔热板3侧与工作物8承载方向间的温差大幅增加，令该隔热板3朝向该导热板4与工作物8承载方向，形成该隔热板3温度高于导热板4温度的热阶，促使该加热板2所产生的热快速传导至导热板4顶面42的立体工作物8，以进一步提升对工作物8的加热效率及节能效果。

据此，达到上述凭借热阻及热传导作用在该成型机的加热基板形成朝工作物承载方向的热阶而提升导热效率的目的，藉以改善上述先前技术中，传统基板的隔热板的隔热能力受限于所构成材料的物理特性，而且经由空气对流排出传统基板的加热板所产生的热的速度，低于热传导至该隔热板的速度，导致热传导至立体工作物的效率难以提升及徒增能源消耗等缺失。

以上的说明和实施例仅是范例性的，并不对本实用新型的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本实用新型的精神和范围下可以对本实用新型技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本实用新型的保护范围内。

Claims (19)

1.一种3D打印成型机的基板结构，其特征在于，包含一加热板，以及一承载该加热板的隔热板，该隔热板及加热板之间设有至少一被封闭的气室，使该气室于该隔热板与加热板之间形成热阻。

2.根据权利要求1所述的3D打印成型机的基板结构，其特征在于，该隔热板和加热板分别设有一底面及一顶面，该隔热板的底面结合在该3D打印成型机上，该加热板的底面结合该隔热板的顶面，该气室设在该隔热板的顶面，且该加热板的顶面朝向一工作物承载方向。

3.根据权利要求2所述的3D打印成型机的基板结构，其特征在于，该气室以多数凸出于该隔热板的顶面的条肋，将该隔热板的顶面区分成多数凹入区面，再由该加热板的底面加以贴覆，而形成多数封闭空间所构成。

4.根据权利要求1至3任一项所述的3D打印成型机的基板结构，其特征在于，包含一具有良导热作用的导热板，该加热板结合于该导热板与隔热板之间。

5.根据权利要求4所述的3D打印成型机的基板结构，其特征在于，该导热板设有一底面及一顶面，该导热板的底面结合在该加热板上。

6.根据权利要求4所述的3D打印成型机的基板结构，其特征在于，该导热板由良导热金属材料制成。

7.根据权利要求6所述的3D打印成型机的基板结构，其特征在于，该导热金属材料为铝及铜的其中之一。

8.根据权利要求1至3任一项所述的3D打印成型机的基板结构，其特征在于，该隔热板由耐热材料制成。

9.根据权利要求4所述3D打印成型机的基板结构，其特征在于，该隔热板由耐热材料制成。

10.根据权利要求6所述3D打印成型机的基板结构，其特征在于，该隔热板由耐热材料制成。

11.一种3D打印成型机的基板结构，其特征在于，包含一加热板、一隔热板，以及一良导热作用的导热板，该加热板结合于该隔热板与导热板之间，且该加热板结合该导热板之面，朝向一工作物承载方向。

12.根据权利要求11所述的3D打印成型机的基板结构，其特征在于，该隔热板、加热板和导热板分别设有一底面及一顶面，该隔热板的底面结合在该3D打印 成型机上，该加热板的底面结合该隔热板的顶面，该导热板的底面结合在该加热板的顶面，该导热板的顶面朝向工作物承载方向。

13.根据权利要求12所述的3D打印成型机的基板结构，其特征在于，该隔热板的顶面与加热板的底面之间设有至少一被封闭的气室。

14.根据权利要求13所述的3D打印成型机的基板结构，其特征在于，该气室设在该隔热板的顶面。

15.根据权利要求14所述的3D打印成型机的基板结构，其特征在于，该气室以多数凸出于该隔热板的顶面的条肋，将该隔热板的顶面区分成多数凹入区面，再由该加热板的底面加以贴覆，而形成多数封闭空间所构成。

16.根据权利要求11至15任一项所述的3D打印成型机的基板结构，其特征在于，该导热板由良导热金属材料制成。

17.根据权利要求16所述的3D打印成型机的基板结构，其特征在于，该导热金属材料为铝及铜的其中之一。

18.根据权利要求11至15任一项所述的3D打印成型机的基板结构，其特征在于，该隔热板由耐热材料制成。

19.根据权利要求16所述的3D打印成型机的基板结构，其特征在于，该隔热板由耐热材料制成。