CN206589213U - 一种回收3d打印用塑料的碎料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种回收3D打印用塑料的碎料装置，属于3D打印领域，解决了现有技术中粉碎效果不稳定的问题，解决该问题的技术方案主要是碎料支架、碎料电机和碎料刀，碎料电机带动碎料刀工作，碎料支架设有粉碎腔，粉碎腔设有喂料口，碎料刀安装于粉碎腔内，碎料刀包括刀轴和刀片，刀片沿刀轴的轴向间隔排列有多个，刀片具有切割齿，切割齿沿刀片的周向间隔分布有多个，在同一刀片的周向上，相邻切割齿之间形成切割槽，在刀轴的轴向上，相邻两个刀片在周向上错开角度设置使切割齿错位，碎料刀平行设有至少两把，相邻两把碎料刀的刀片的工作范围在刀轴的轴向上相互重叠，相邻两把碎料刀的旋转方向相反。本实用新型主要用于提高碎料装置的粉碎效果。

Description

一种回收3D打印用塑料的碎料装置

技术领域

本实用新型涉及3D打印用塑料回收利用，特别是一种回收3D打印用塑料的碎料装置。

背景技术

3D打印机作为一种快速成型设备，正越来越多地在生产生活中被使用。一些学校、创客和小型工作室也多配备了小型的3D打印机。现有的小型3D打印机多为熔积成型式，使用塑料或性能相似的材料作为打印耗材。在打印过程中，往往会因为参数错误或中途中断等各种原因，产生废弃无用的3D打印件。对于这类打印件现有的处置方法多为直接丢弃。但产生的废打印件直接丢弃不仅会污染环境而且也不经济。

而现有的3D打印用塑料回收方法多是采用专门的烘干、粉碎装置和3D打印耗材拉丝设备配合使用。这类装置多为工业用途，体积大且使用不便。对于普通创客或家庭用户及小型工作室而言不经济，配备这些设备也不现实。而事实上，对于普通创客、小型工作室或者家庭用户来说，单次需要回收的塑料量不多，且3D打印机使用过程中产生的废打印零件本身也有较好的再塑和粉碎性能。因此，配备桌面级的回收塑料并用于3D打印的装置，既可以节约成本，还可以保护环境。

例如中国实用新型专利201520724708.1中公开的一种3D打印机废料回收拉丝系统，其中提到，喂料装置包括料斗、轧辊、电机B，料斗内部设有两个相互平行的轧辊，轧辊连接在电机B上，结合附图2理解，废料通过轧辊挤压轧碎，颗粒大小不等，不利于后续熔融。

实用新型内容

本实用新型所要达到的目的就是提供一种回收3D打印用塑料的碎料装置，粉碎效果好且稳定。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种回收3D打印用塑料的碎料装置，包括碎料支架、碎料电机和碎料刀，碎料电机带动碎料刀工作，碎料支架设有粉碎腔，粉碎腔设有喂料口，碎料刀安装于粉碎腔内，碎料刀包括刀轴和刀片，刀片沿刀轴的轴向间隔排列有多个，刀片具有切割齿，切割齿沿刀片的周向间隔分布有多个，在同一刀片的周向上，相邻切割齿之间形成切割槽，在刀轴的轴向上，相邻两个刀片在周向上错开角度设置使切割齿错位，碎料刀平行设有至少两把，相邻两把碎料刀的刀片的工作范围在刀轴的轴向上相互重叠，相邻两把碎料刀的旋转方向相反。

进一步的，所述切割齿的工作面由第一齿侧面、第二齿侧面相交形成，第一齿侧面的延伸长度小于第二齿侧面的延伸长度，切割齿的朝向分别与第一齿侧面、第二齿侧面相交处的切向和法向之间形成锐角夹角，每个切割槽分别与一个切割齿相连，在同一个切割齿上，第一齿侧面形成相连的切割槽的一个槽侧面，第二齿侧面过渡延伸至下一个切割槽，相连的切割槽的朝向与切割齿的朝向相同。

进一步的，所述切割槽包括第一槽侧面、槽底面和第二槽侧面，第一槽侧面、槽底面和第二槽侧面依次连接，与切割槽相连的切割齿上的第一齿侧面形成第二槽侧面，上一个切割齿的第二齿侧面通过第一过渡面与切割槽的第一槽侧面连接，第一槽侧面和第一齿侧面均为平面，第一槽侧面与第一齿侧面之间形成锐角夹角α并且使切割槽的槽口宽度大于槽底宽度。

进一步的，所述第一过渡面为平面或弧面。

进一步的，所述刀片设有中心孔，中心孔设有多个键槽，刀轴上设有与键槽配合的花键，键槽的数量为M，切割齿的数量为N，M和N均为正整数，M≠N，M和N的最小公倍数大于M和N；或者，所述刀片与刀轴一体加工成型。

进一步的，所述碎料支架还设有筛后腔，筛后腔由筛板与粉碎腔隔开，筛后腔位于粉碎腔的下方，筛板上设有连通粉碎腔与筛后腔的滤孔，筛后腔的底部设有出料口。

进一步的，所述筛后腔上端的流通面积大于出料口的流通面积。

进一步的，所述碎料支架包括上架体、下架体和导料槽，上架体与下架体连接形成定位刀轴的轴承座，喂料口位于上架体的顶部，筛板固定在下架体的底端面上，导料槽的顶端压在筛板上。

进一步的，所述碎料支架还包括固定座，上架体、下架体和导料槽通过长螺钉一起固定在固定座上。

进一步的，所述碎料支架还包括安装架，安装架与上架体、下架体连接固定，碎料电机固定在安装架上，刀轴上设有传动齿轮，相邻两把碎料刀上的传动齿轮啮合，安装架内设有容置传动齿轮的安装槽。

采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点：首先，通过相邻碎料刀刀片上的切割齿对回收的塑料进行切割，由于切割齿数量众多，因此可以达到将回收的塑料粉碎成颗粒的目的，而且切割齿分布具有一定规律，因此回收的塑料粉碎形成的颗粒大小比较均匀，从而实现良好并且稳定的粉碎效果；其次，相邻切割齿之间形成切割槽，切割槽可以与切割齿配合，因为相邻两把碎料刀的旋转方向相反，同时所有碎料刀上切割齿的分布规律相同，所以在碎料过程中，相邻两把碎料刀中，其中一把碎料刀上的切割齿会将回收的塑料挤压到另外一把碎料刀上的切割槽内，这样就可以使得相邻两把碎料刀对回收的塑料的作用力形成的合力不会导致碎料刀卡死，确保碎料工作平稳地进行。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型一种回收3D打印用塑料的碎料装置的结构示意图(一)；

图2为本实用新型一种回收3D打印用塑料的碎料装置的结构示意图(二)；

图3为本实用新型中两把碎料刀的刀片配合的示意图(一)；

图4为本实用新型中两把碎料刀的刀片配合的示意图(二)。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型提供一种回收3D打印用塑料的碎料装置，包括碎料支架21、碎料电机25和碎料刀23，碎料电机25带动碎料刀23工作，碎料支架21设有粉碎腔201，粉碎腔201设有喂料口2011，碎料刀23安装于粉碎腔201内，碎料刀23包括刀轴231和刀片232，刀片232沿刀轴231的轴向间隔排列有多个，刀片232具有切割齿233，切割齿233沿刀片232的周向间隔分布有多个，在同一刀片232的周向上，相邻切割齿233之间形成切割槽234，在刀轴231的轴向上，相邻两个刀片232在周向上错开角度设置使切割齿233错位，碎料刀23平行设有两把，相邻两把碎料刀23的刀片232的工作范围在刀轴231的轴向上相互重叠，相邻两把碎料刀23的旋转方向相反。

首先，通过相邻碎料刀23刀片232上的切割齿233对回收的塑料进行切割，由于切割齿233数量众多，因此可以达到将回收的塑料粉碎成颗粒的目的，而且切割齿233分布具有一定规律，因此回收的塑料粉碎形成的颗粒大小比较均匀，从而实现良好并且稳定的粉碎效果；其次，相邻切割齿233之间形成切割槽234，切割槽234可以与切割齿233配合，因为相邻两把碎料刀23的旋转方向相反，同时所有碎料刀23上切割齿233的分布规律相同，所以在碎料过程中，相邻两把碎料刀23中，其中一把碎料刀23上的切割齿233会将回收的塑料挤压到另外一把碎料刀23上的切割槽234内，这样就可以使得相邻两把碎料刀23对回收的塑料的作用力形成的合力不会导致碎料刀23卡死，确保碎料工作平稳地进行。本实用新型中，没有特指的塑料均是指回收的3D打印用塑料。

从一把碎料刀23上看，相邻两个刀片232在周向上错开角度设置后，所有刀片232上的切割齿233以类似螺旋线的规律分布，旋转方向可以是左旋或右旋，所有碎料刀23都统一方向即可。在碎料刀23旋转的过程中，在同一个螺旋方向上的切割齿233依次挤压切割回收的塑料，使得碎料刀23在旋转过程中受力小而均匀，能够更稳定地切割回收的塑料。

碎料刀23的刀片232的工作范围是指切割齿233旋转一周会覆盖的范围，而相邻两把碎料刀23的刀片232的工作范围在刀轴231的轴向上相互重叠，即其中一把碎料刀23的切割齿233会伸入到另外一把碎料刀23上相邻刀片232之间的间隙中去，相邻刀片232之间的间隙比刀片232的厚度略大一点，这样回收的塑料被切割后形成颗粒大小就由相邻刀片232之间的间距来控制。

碎料支架21还设有筛后腔202，筛后腔202由筛板24与粉碎腔201隔开，筛后腔202位于粉碎腔201的下方，筛板24上设有连通粉碎腔201与筛后腔202的滤孔241，筛后腔202的底部设有出料口203。筛板24可以对粉碎后的塑料进行筛滤，使粉碎均匀的塑料进入筛后腔202，提高后续熔融挤出工作的效率及效果。为了粉碎后的塑料能够快速输送，筛后腔202上端的流通面积大于出料口203的流通面积。

本实施例中，碎料支架21包括上架体211、下架体212和导料槽213，上架体211与下架体212连接形成定位刀轴231的轴承座，喂料口2011位于上架体211的顶部，筛板24固定在下架体212的底端面上，导料槽213的顶端压在筛板24上。粉碎腔201就是上架体211、下架体212围成的区域，筛后腔202就是导料槽213围成的区域。使用一定时间后，可以将碎料刀23及碎料支架21进行拆卸清理，为了便于拆装，碎料支架21还包括固定座26，上架体211、下架体212和导料槽213通过长螺钉一起固定在固定座26上。

另外，碎料支架21还包括安装架27，安装架27与上架体211、下架体212连接固定，碎料电机25固定在安装架27上，碎料电机25通过联轴器251带动其中一根刀轴231，刀轴231上设有传动齿轮235，相邻两把碎料刀23上的传动齿轮235啮合，安装架27内设有容置传动齿轮235的安装槽271。由于只需要粉碎腔201与筛后腔202分离即可对这两个腔进行清理，因此上架体211、下架体212可以不用分离，更加方便拆装。如果需要对碎料刀23进行清理，只需要将安装架27拆下，也很方便。安装槽271可以使结构更加紧凑，也便于添加储存润滑脂。

如图3所示，切割齿233的工作面由第一齿侧面2331、第二齿侧面2332相交形成，第一齿侧面2331的延伸长度小于第二齿侧面2332的延伸长度，切割齿233的朝向分别与第一齿侧面2331、第二齿侧面2332相交处的切向和法向之间形成锐角夹角，每个切割槽234分别与一个切割齿233相连，在同一个切割齿233上，第一齿侧面2331形成相连的切割槽234的一个槽侧面，第二齿侧面2332过渡延伸至下一个切割槽234，相连的切割槽234的朝向与切割齿233的朝向相同。切割齿233的朝向可以参考第一齿侧面2331、第二齿侧面2332之间形成的夹角的角平分线所在的方向，即图3中虚线箭头X1所示，相应的，相连的切割槽234的朝向即图3中虚线箭头X2，X2可以与X1平行，也可以存在一定小角度。第一齿侧面2331、第二齿侧面2332相交处的切向与法向相互垂直，第一齿侧面2331、第二齿侧面2332相交处的法向即径向，第一齿侧面2331、第二齿侧面2332相交处的切向即图3中虚线箭头X3，第一齿侧面2331、第二齿侧面2332相交处的法向即图3中虚线箭头X4，X1与X3之间的夹角为θ1，X1与X4之间的夹角为θ2，θ1与θ2均为锐角，这样切割齿233的朝向落在X3与X4形成的坐标系的第一象限，在碎料过程中，切割齿233能够产生足够的分力将回收的塑料向下挤压，同时又能够产生足够的分力与另外一把碎料刀23上的刀片232共同作用将回收的塑料夹紧，防止回收的塑料出现回料。本实施例中，一个刀片232上切割齿233的数量为六个，每个切割齿233的朝向均不相同，但是在碎料过程中，碎料刀23旋转后使切割齿233挤压回收的塑料时的朝向都是差不多的，从而使切割齿233碎料时更加稳定，降低震动。

在本实施例中，切割槽234包括第一槽侧面2341、槽底面2342和第二槽侧面2343，第一槽侧面2341、槽底面2342和第二槽侧面2343依次连接，与切割槽234相连的切割齿233上的第一齿侧面2331形成第二槽侧面2343，上一个切割齿233的第二齿侧面2332通过第一过渡面2334与切割槽234的第一槽侧面2341连接，第一槽侧面2341和第一齿侧面2331均为平面，第一槽侧面2341与第一齿侧面2331之间形成锐角夹角α并且使切割槽234的槽口宽度大于槽底宽度。第一过渡面2334可以是平面也可以是弧面。切割槽234的槽口宽度大于槽底宽度，有利于回收的塑料被挤入切割槽234。在图3中可见，在碎料过程中，两把碎料刀23以实线箭头所示方向旋转，右侧的碎料刀23的刀片232上的切割齿233类似钩子一样将回收的塑料向下挤压，并切割下回收的塑料的一部分进入到切割槽234中，碎料刀23继续旋转，如图4所示，两把碎料刀23上的切割槽234收缩挤压，同时右侧碎料刀23上的切割齿233伸入到左侧碎料刀23的两个刀片232之间的间隙中，利用这种错位关系将回收的塑料进行粉碎。左侧的碎料刀23的主要对右侧的碎料刀23起引导入料和出料的配合作用，左侧的碎料刀23利用切割槽234的第一槽侧面2341将粉碎后的塑料向下压，避免飞溅。

刀片232设有中心孔2321，中心孔2321设有多个键槽2322，刀轴231上设有与键槽2322配合的花键，键槽2322的数量为M，切割齿233的数量为N，M和N均为正整数，M≠N，M和N的最小公倍数大于M和N，在本实施例中，M＝8，N＝6，因此在装配刀片232时，在安装后一刀片232时，相对前一刀片232旋转相邻键槽2322的夹角，即旋转45°。M和N的取值可以根据实际需要来定，通过这种设计，可以很方便地在装配刀片232的过程中实现刀片232螺旋式安装。除了采用装配的方式，刀片232与刀轴231也可以一体加工成型。

除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型权利要求书中所定义的范围。

Claims (10)

1.一种回收3D打印用塑料的碎料装置，包括碎料支架、碎料电机和碎料刀，碎料电机带动碎料刀工作，碎料支架设有粉碎腔，粉碎腔设有喂料口，碎料刀安装于粉碎腔内，其特征在于，所述碎料刀包括刀轴和刀片，刀片沿刀轴的轴向间隔排列有多个，刀片具有切割齿，切割齿沿刀片的周向间隔分布有多个，在同一刀片的周向上，相邻切割齿之间形成切割槽，在刀轴的轴向上，相邻两个刀片在周向上错开角度设置使切割齿错位，碎料刀平行设有至少两把，相邻两把碎料刀的刀片的工作范围在刀轴的轴向上相互重叠，相邻两把碎料刀的旋转方向相反。

2.根据权利要求1所述的碎料装置，其特征在于，所述切割齿的工作面由第一齿侧面、第二齿侧面相交形成，第一齿侧面的延伸长度小于第二齿侧面的延伸长度，切割齿的朝向分别与第一齿侧面、第二齿侧面相交处的切向和法向之间形成锐角夹角，每个切割槽分别与一个切割齿相连，在同一个切割齿上，第一齿侧面形成相连的切割槽的一个槽侧面，第二齿侧面过渡延伸至下一个切割槽，相连的切割槽的朝向与切割齿的朝向相同。

3.根据权利要求2所述的碎料装置，其特征在于，所述切割槽包括第一槽侧面、槽底面和第二槽侧面，第一槽侧面、槽底面和第二槽侧面依次连接，与切割槽相连的切割齿上的第一齿侧面形成第二槽侧面，上一个切割齿的第二齿侧面通过第一过渡面与切割槽的第一槽侧面连接，第一槽侧面和第一齿侧面均为平面，第一槽侧面与第一齿侧面之间形成锐角夹角α并且使切割槽的槽口宽度大于槽底宽度。

4.根据权利要求3所述的碎料装置，其特征在于，所述第一过渡面为平面或弧面。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的碎料装置，其特征在于，所述刀片设有中心孔，中心孔设有多个键槽，刀轴上设有与键槽配合的花键，键槽的数量为M，切割齿的数量为N，M和N均为正整数，M≠N，M和N的最小公倍数大于M和N；或者，所述刀片与刀轴一体加工成型。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的碎料装置，其特征在于，所述碎料支架还设有筛后腔，筛后腔由筛板与粉碎腔隔开，筛后腔位于粉碎腔的下方，筛板上设有连通粉碎腔与筛后腔的滤孔，筛后腔的底部设有出料口。

7.根据权利要求6所述的碎料装置，其特征在于，所述筛后腔上端的流通面积大于出料口的流通面积。

8.根据权利要求6所述的碎料装置，其特征在于，所述碎料支架包括上架体、下架体和导料槽，上架体与下架体连接形成定位刀轴的轴承座，喂料口位于上架体的顶部，筛板固定在下架体的底端面上，导料槽的顶端压在筛板上。

9.根据权利要求8所述的碎料装置，其特征在于，所述碎料支架还包括固定座，上架体、下架体和导料槽通过长螺钉一起固定在固定座上。

10.根据权利要求8所述的碎料装置，其特征在于，所述碎料支架还包括安装架，安装架与上架体、下架体连接固定，碎料电机固定在安装架上，刀轴上设有传动齿轮，相邻两把碎料刀上的传动齿轮啮合，安装架内设有容置传动齿轮的安装槽。