CN205601184U - 一种颗粒材料挤压送丝系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种颗粒材料挤压送丝系统，在送料管外围装有云母加热环，送料仓内装有可伸缩弹簧和旋转叶轮，送料仓顶部装有盖板，通过伸缩弹簧固定，底部喷嘴设有高温加热块和冷却风扇，整机固定在一块铝型材表面。颗粒材料放入送料仓后，通过叶轮搅拌、下压等动作，将其颗粒通过送料螺杆进入预加热的送料管内预加热，并到达高温加热喷嘴区出丝打印，由于送料仓设有送料叶轮和送料管设有预加热云母环，可解决喷嘴出丝过程的不均匀，断丝的问题。

Description

一种颗粒材料挤压送丝系统

技术领域

本实用新型涉及3D打印领域，尤其涉及一种高精度的用于颗粒材料的挤压送丝系统。

背景技术

3D打印技术是快速成型技术的一种，它以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品，形成“数字化制造”。与传统制造业通过模具、车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品不同，3D打印将三维实体变为若干个二维平面，通过对材料处理并逐层叠加进行生产，大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、不需要庞大的机床、不需要众多的人力，直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件，使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。

液态沉积成型(LDM，liquid deposit modeling)是一种类似于熔融沉积成型的3D打印技术，其喷头为一种挤出机构，能够将高密度流体通过喷头逐渐挤出，不同于熔融沉积成型，LDM技术将螺杆挤出技术和压力挤出技术相结合，精确控制流体的流动，适用于塑料、陶瓷以及食品例如巧克力的3D打印应用。

公开号为CN104686765A的发明专利披露了一种3D打印巧克力喷头，挤出头中安装有螺旋送料杆，在螺旋送料杆中安装有末端加热器和前段加热器及加热器导电环，螺旋送料杆通过送料杆传动齿与送料电机连接，通过将末端加热器和前段加热器安装在螺旋送料杆中，实现更均匀稳定的挤出效果。然而，上述专利仅适用于巧克力这类容易破碎且加热后流动性显著提高的材料，并且，在进料变形及融化软化之后容易出现断料或空气段的问题。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种应用于多种颗粒材料的挤压送丝系统，用于3D打印领域，拓展了液态沉积成型的可选用材料，并在现有技术的基础上保证送丝的连续性和稳定性。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是设计一种适用于多种颗粒材料的挤压送丝系统，并改善目前喷嘴出丝过程的不均匀，断丝的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种颗粒材料挤压送丝系统，包括驱动部、 送料部和送丝喷头部，其中，驱动部包括挤出电机和减速机，送料部包括送料仓、送料叶轮、送料管和送料螺杆，送丝喷头部包括喷嘴、加热环和高温加热块；其中挤出电机的出轴端连接减速机，挤出电机、减速机和送料螺杆之间通过联轴器连接传动；送料仓和送料管之间通过螺栓固定连接，送料叶轮与送料螺杆之间通过螺杆平面台阶固定传动；喷嘴通过外螺柱与高温加热块相连且通过螺孔栓固定安装在送料管上，加热环设置在送料管的外围。

进一步地，送丝喷头部还包括冷却风扇，冷却风扇送风方向为喷嘴的下方。

进一步地，加热环选用云母加热环，加热温度为30～200℃；高温加热块的加热温度为高于加热环的加热温度，并设定为30～300℃。

进一步地，喷头的直径为0.4～2mm。

在本实用新型的较佳实施方式中，送料叶轮上方与叶轮弹簧连接，叶轮弹簧向送料仓压紧并固定送料叶轮，盖板及盖板弹簧位于送料叶轮上方并向下压紧。

本实用新型具有以下优点：

1、送料叶轮通过搅拌、下压等动作使加入的颗粒材料混合均匀，还促使颗粒向送料管流动，弹簧作用下送料仓被盖板压紧，防止物料向上外溢，物料保持紧实也避免了送料管至喷头路径中空气段的产生，保证了给料的连续性；

2、使用了预加热云母加热环和高温加热块的高温熔融加热，两个阶段的加热温度配置更适于稳定出丝、不断丝和不堵头。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的一个较佳实施例的颗粒材料挤压送丝系统的示意图；

图2是该颗粒材料挤压送丝系统的组件分解图；

图3是该颗粒材料挤压送丝系统的截面示意图。

附图标记：

1挤出电机，2减速机，3联轴器，4电机固定板，5.1盖板及盖板弹簧，5.2叶轮弹簧，6送料叶轮，7铝型材，8云母加热环，9高温加热块，10喷嘴，11冷却风扇，12送料管，13送料螺杆，14送料仓。

具体实施方式

如图1所示为本实用新型的一个较佳实施例的颗粒材料挤压送丝系统的整体示意图，其分解如图2所示：挤出电机1的出轴端连接减速机2并固定在电机固定板4上，通过减速机2的轴和送料螺杆13之间通过联轴器3连接传动，送料叶轮6与送料螺杆13之间通过螺杆平面台阶固定传动并在上方与叶轮弹簧5.2连接，通过弹簧作用压向 送料仓14，盖板及盖板弹簧5.1位于送料叶轮6上方，通过向下的作用力阻止送料仓14内的颗粒外溢，送料仓14与送料管12之间通过螺栓连接，喷嘴10通过外螺柱与高温加热块9相连且通过孔螺栓同送料管12安装，云母加热环8设置在送料管12的外围，冷却风扇11紧邻喷嘴10，送风方向朝向喷嘴10的下方，即熔融的挤出材料成型的位置，最后，整个系统通过铝型材7与外部机构固定连接。

颗粒材料放入送料仓14后，启动预加热云母加热环8对送料管12进行预加热，颗粒通过驱动电机1驱动送料叶轮6旋转搅拌，挤压材料进入送料管12和送料螺杆13之间的腔体，处于半熔融状态的颗粒材料通过送料螺杆13旋转进入高温加热块9的加热区域进行高温熔融状态加热，通过喷嘴10打印出来，由于送料仓14设有送料叶轮6、送料管12设有预加热云母加热环8，可解决出丝过程的不均匀，断丝的问题。

实施例1

选用打印材料为巧克力。将巧克力颗粒放入送料仓14，并设置云母加热环8的温度为30℃，设置高温加热块9的温度为33℃，巧克力颗粒在送料叶轮6挤入送料管12的过程中逐渐融化，随0.8mm的喷头10逐渐挤出，并在成型台面上经冷却风扇11固化成型。

实施例2

选用打印材料为较小的陶泥颗粒。将预先破碎和湿润的陶泥颗粒放入送料仓14，直接使用送料叶轮6破碎、挤压，逐渐通过2mm的喷头10挤出，并在成型台面上成型，整个成型过程不需要使用加热部件和冷却风扇。

实施例3

选用打印材料为ABS颗粒。将ABS颗粒放入送料仓14，并设置云母加热环8的温度为210℃，设置高温加热块9的温度为230℃，ABS颗粒在送料叶轮6挤入送料管12的过程中逐渐融化，随0.4mm的喷头10逐渐挤出，并在成型台面上经冷却风扇11固化成型。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种颗粒材料挤压送丝系统，包括驱动部、送料部和送丝喷头部，其特征在于，所述驱动部包括挤出电机和减速机，所述送料部包括送料仓、送料叶轮、送料管和送料螺杆，所述送丝喷头部包括喷嘴、加热环和高温加热块；其中

所述挤出电机的出轴端连接所述减速机，所述挤出电机、所述减速机和所述送料螺杆之间通过联轴器连接传动；

所述送料仓和所述送料管之间通过螺栓固定连接，所述送料叶轮与所述送料螺杆之间通过螺杆平面台阶固定传动；

所述喷嘴通过外螺柱与所述高温加热块相连且通过螺孔栓固定安装在所述送料管上，所述加热环设置在所述送料管的外围。

2.如权利要求1所述的颗粒材料挤压送丝系统，其特征在于，所述送丝喷头部还包括冷却风扇，所述冷却风扇送风方向为所述喷嘴的下方。

3.如权利要求1所述的颗粒材料挤压送丝系统，其特征在于，所述加热环为云母加热环，加热温度为30～200℃。

4.如权利要求1所述的颗粒材料挤压送丝系统，其特征在于，所述高温加热块的加热温度为高于所述加热环的加热温度。

5.如权利要求4所述的颗粒材料挤压送丝系统，其特征在于，所述高温加热块的加热温度为30～300℃。

6.如权利要求1所述的颗粒材料挤压送丝系统，其特征在于，所述喷头的直径为0.4～2mm。