CN207808481U - 一种提高高分子聚合物3d打印件强度的装置 - Google Patents

Abstract

本新型涉及一种提高高分子聚合物3D打印件强度的装置，包括机架、驱动伸缩柱、承载工作台、打印喷头、增压头及控制电路，驱动伸缩柱嵌于机架内，驱动伸缩柱与机架内壁连接，承载工作台与驱动伸缩柱前端铰接，承载工作台侧表面均布至少两个导向槽，打印喷头、增压头分别嵌于各导向槽内，其中增压头包括增压驱动杆、激光加热装置和压紧块。本新型一方面可有效的3D打印进行工件成型加工作业的需要，另一方面可在3D打印作业过程中，在达到提高成型原料结构密度的同时，另有效的消除成型原料在3D打印作业因加热不足导致原料热塑性不足、成型原料间堆叠加工作业产生的孔隙、气泡及材料接合面结构致密度不足的缺陷。

Description

一种提高高分子聚合物3D打印件强度的装置

技术领域

本实用新型涉及一种3D打印加工作业设备，确切地说是一种提高高分子聚合物3D打印件强度的装置。

背景技术

目前在3D打印作业中，物料成型加工时，主要是通过对物料加热致熔融态后，在进行逐层堆叠沉积加工，最终达到实现工件加工成型作业目的的需要，在实际工作中发现，当前在进行3D打印作业时，熔融态原料在进行堆叠成型过程中，主要时通过熔融态物料在自身重力作用下进行堆叠，实现相邻两层物料堆积成型，但由于物料自身重量较小，从而导致相邻两层物料间易存在气泡、空隙及物料密度分布不均等缺陷，从而严重影响3D打印工件产品的结构强度和韧性，因此针对这一问题，迫切需要开发一种全新的3D打印成型设备，以满足实际使用的需要。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型提供一种提高高分子聚合物3D打印件强度的装置，该新型结构简单，使用能灵活方便，一方面可有效的3D打印进行工件成型加工作业的需要，另一方面可在3D打印作业过程中，对成型加工的原料进行充分的增压调整作业，在达到提高成型原料结构密度的同时，另有效的消除成型原料在3D打印作业因加热不足导致原料热塑性不足、成型原料间堆叠加工作业产生的孔隙、气泡及材料接合面结构致密度不足的缺陷。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

一种提高高分子聚合物3D打印件强度的装置，包括机架、驱动伸缩柱、承载工作台、打印喷头、增压头及控制电路，其中机架为框架结构，其外侧面设至少一个连接机构，驱动伸缩柱嵌于机架内，并与机架同轴分布，驱动伸缩柱与机架内壁间通过至少两条导向滑轨相互滑动连接，且各导向滑轨环绕机架轴线均布，承载工作台通过转台机构与驱动伸缩柱前端铰接，承载工作台侧表面均布至少两个导向槽，各导向槽环绕承载工作台轴线均布，并与承载工作台轴线垂直且相交，打印喷头、增压头均至少一个，分别嵌于各导向槽内并与导向槽滑动连接，打印喷头、增压头轴线与承载工作台轴线呈0°—90°夹角，其中增压头包括增压驱动杆、激光加热装置和压紧块，其中增压驱动杆通过滑块与导向槽滑动连接，增压驱动杆末端与压紧块上端面相互连接并同轴分布，激光加热装置至少一个，通过转台机构与压紧块侧表面铰接，且激光加热装置轴线与压紧块轴线相交，且交点位于压紧块正下方，并与压紧块下端面间间距为0—10厘米，控制电路嵌于机架侧表面并分别与驱动伸缩柱、打印喷头、增压头的增压驱动杆、激光加热装置电气连接。

进一步的，所述的驱动伸缩柱和增压驱动杆均为电动伸缩杆、液压伸缩杆及气压伸缩杆中的任意一种，且所述的驱动伸缩柱和增压驱动杆上均设至少一个行程传感器，且所述的行程传感器与控制电路电气连接。

进一步的，所述的承载工作台下表面和压紧块上表面均设至少一个温度传感器，所述温度传感器与控制电路电气连接。

进一步的，所述的打印喷头、增压头为两个或两个以上时，则一个打印喷头和一个增压头构成一个成型工作组，且同一成型工作组内的增压头位于打印喷头正后方。

进一步的，所述的打印喷头、增压头与导向槽间通过转台机构向铰接。

进一步的，所述的转台机构为二维转台及三维转台机构中的任意一种。

进一步的，所述的压紧块与增压驱动杆间通过压力传感器相互连接，所述的压力传感器与控制电路电气连接。

进一步的，所述的压紧块为横截面呈矩形的块状结构，或横截面为圆形的圆柱体结构中的任意一种。

进一步的，所述的控制电路为基于FPGA数据处理芯片的自动控制电路，且所述的控制电路中设至少一个继电器驱动电路和至少一个串口通讯电路，其中所述的继电器驱动电路分别与驱动伸缩柱、打印喷头、增压头的增压驱动杆、激光加热装置电气连接。

本新型结构简单，使用能灵活方便，一方面可有效的3D打印进行工件成型加工作业的需要，另一方面可在3D打印作业过程中，对成型加工的原料进行充分的增压调整作业，在达到提高成型原料结构密度的同时，另有效的消除成型原料在3D打印作业因加热不足导致原料热塑性不足、成型原料间堆叠加工作业产生的孔隙、气泡及材料接合面结构致密度不足的缺陷。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1为本新型结构示意图；

图2为承载工作台结构示意图；

图3为增压头结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1—3所述的一种提高高分子聚合物3D打印件强度的装置，包括机架1、驱动伸缩柱2、承载工作台3、打印喷头4、增压头5及控制电路6，其中机架1为框架结构，其外侧面设至少一个连接机构7，驱动伸缩柱2嵌于机架1内，并与机架1同轴分布，驱动伸缩柱2与机架1内壁间通过至少两条导向滑轨8相互滑动连接，且各导向滑轨8环绕机架1轴线均布，承载工作台3通过转台机构9与驱动伸缩柱2前端铰接，承载工作台3侧表面均布至少两个导向槽10，各导向槽10环绕承载工作台3轴线均布，并与承载工作台3轴线垂直且相交，打印喷头4、增压头5均至少一个，分别嵌于各导向槽10内并与导向槽10滑动连接，打印喷头4、增压头5轴线与承载工作台3轴线呈0°—90°夹角，其中增压头5包括增压驱动杆51、激光加热装置52和压紧块53，其中增压驱动杆51通过滑块54与导向槽10滑动连接，增压驱动杆51末端与压紧块53上端面相互连接并同轴分布，激光加热装置52至少一个，通过转台机构9与压紧块53侧表面铰接，且激光加热装置52轴线与压紧块53轴线相交，且交点位于压紧块53正下方，并与压紧块53下端面间间距为0—10厘米，控制电路6嵌于机架1侧表面并分别与驱动伸缩柱2、打印喷头4、增压头5的增压驱动杆51、激光加热装置52电气连接。

其中，所述的驱动伸缩柱2和增压驱动杆51均为电动伸缩杆、液压伸缩杆及气压伸缩杆中的任意一种，且所述的驱动伸缩柱2和增压驱动杆51上均设至少一个行程传感器11，且所述的行程传感器11与控制电路6电气连接。

此外，所述的承载工作台3下表面和压紧块53上表面均设至少一个温度传感器12，所述温度传感器12与控制电路6电气连接。

与此同时，所述的打印喷头4、增压头5为两个或两个以上时，则一个打印喷头4和一个增压头5构成一个成型工作组，且同一成型工作组内的增压头5位于打印喷头4正后方，所述的打印喷头4、增压头5与导向槽10间通过转台机构9向铰接，所述的转台机构9为二维转台及三维转台机构中的任意一种。

此外，所述的压紧块53与增压驱动杆51间通过压力传感器13相互连接，所述的压力传感器13与控制电路6电气连接，所述的压紧块53为横截面呈矩形的块状结构，或横截面为圆形的圆柱体结构中的任意一种。

本实施例中，所述的控制电路6为基于FPGA数据处理芯片的自动控制电路，且所述的控制电路中设至少一个继电器驱动电路和至少一个串口通讯电路，其中所述的继电器驱动电路分别与驱动伸缩柱2、打印喷头4、增压头5的增压驱动杆51、激光加热装置52电气连接。

本新型在具体实施时，首先对机架、驱动伸缩柱、承载工作台、打印喷头、增压头及控制电路进行组装，然后通过机架上的连接机构与3D打印设备机架连接，将打印喷头与3D打印设备的上料机构和执行机构相互连接，将控制电路与3D打印设备的控制系统电气连接和数据连接备用。

在进行打印成型作业时，首先由打印喷头将经过3D打印设备加热后的原料进行逐层喷淋作业，并在打印喷头完成一层物料喷淋后，将增压头调整到完成喷淋成型后的物料正上方，然后由增压头的激光加热装置对完成喷淋后的物料进行加热作业，并通过温度传感器对温度检测达到物料热塑加工作业温度后，再由增压头的增压驱动杆驱动压紧块下行，对加热后的物料进行挤压成型，染成挤压后，由增压驱动杆驱动压紧块上行复位，然后再由打印喷头进行下一层物料喷淋成型堆叠作业，然后再次由增压头进行挤压成型，循环该步操作直至完成工件的3D打印的需要。

本新型结构简单，使用能灵活方便，一方面可有效的3D打印进行工件成型加工作业的需要，另一方面可在3D打印作业过程中，对成型加工的原料进行充分的增压调整作业，在达到提高成型原料结构密度的同时，另有效的消除成型原料在3D打印作业因加热不足导致原料热塑性不足、成型原料间堆叠加工作业产生的孔隙、气泡及材料接合面结构致密度不足的缺陷。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种提高高分子聚合物3D打印件强度的装置，其特征在于：所述的提高高分子聚合物3D打印件强度的装置包括机架、驱动伸缩柱、承载工作台、打印喷头、增压头及控制电路，其中所述的机架为框架结构，其外侧面设至少一个连接机构，所述的驱动伸缩柱嵌于机架内，并与机架同轴分布，所述的驱动伸缩柱与机架内壁间通过至少两条导向滑轨相互滑动连接，且各导向滑轨环绕机架轴线均布，所述的承载工作台通过转台机构与驱动伸缩柱前端铰接，所述的承载工作台侧表面均布至少两个导向槽，各导向槽环绕承载工作台轴线均布，并与承载工作台轴线垂直且相交，所述的打印喷头、增压头均至少一个，分别嵌于各导向槽内并与导向槽滑动连接，所述的打印喷头、增压头轴线与承载工作台轴线呈0°—90°夹角，其中所述的增压头包括增压驱动杆、激光加热装置和压紧块，其中所述的增压驱动杆通过滑块与导向槽滑动连接，增压驱动杆末端与压紧块上端面相互连接并同轴分布，所述的激光加热装置至少一个，通过转台机构与压紧块侧表面铰接，且所述的激光加热装置轴线与压紧块轴线相交，且交点位于压紧块正下方，并与压紧块下端面间间距为0—10厘米，所述的控制电路嵌于机架侧表面并分别与驱动伸缩柱、打印喷头、增压头的增压驱动杆、激光加热装置电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种提高高分子聚合物3D打印件强度的装置,其特征在于：所述的驱动伸缩柱和增压驱动杆均为电动伸缩杆、液压伸缩杆及气压伸缩杆中的任意一种，且所述的驱动伸缩柱和增压驱动杆上均设至少一个行程传感器，且所述的行程传感器与控制电路电气连接。

3.根据权利要求1所述的一种提高高分子聚合物3D打印件强度的装置,其特征在于：所述的承载工作台下表面和压紧块上表面均设至少一个温度传感器，所述温度传感器与控制电路电气连接。

4.根据权利要求1所述的一种提高高分子聚合物3D打印件强度的装置,其特征在于：所述的打印喷头、增压头为两个或两个以上时，则一个打印喷头和一个增压头构成一个成型工作组，且同一成型工作组内的增压头位于打印喷头正后方。

5.根据权利要求1所述的一种提高高分子聚合物3D打印件强度的装置,其特征在于：所述的打印喷头、增压头与导向槽间通过转台机构向铰接。

6.根据权利要求1或5所述的一种提高高分子聚合物3D打印件强度的装置,其特征在于：所述的转台机构为二维转台及三维转台机构中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的一种提高高分子聚合物3D打印件强度的装置,其特征在于：所述的压紧块与增压驱动杆间通过压力传感器相互连接，所述的压力传感器与控制电路电气连接。

8.根据权利要求1所述的一种提高高分子聚合物3D打印件强度的装置,其特征在于：所述的压紧块为横截面呈矩形的块状结构，或横截面为圆形的圆柱体结构中的任意一种。

9.根据权利要求1所述的一种提高高分子聚合物3D打印件强度的装置,其特征在于：所述的控制电路为基于FPGA数据处理芯片的自动控制电路，且所述的控制电路中设至少一个继电器驱动电路和至少一个串口通讯电路，其中所述的继电器驱动电路分别与驱动伸缩柱、打印喷头、增压头的增压驱动杆、激光加热装置电气连接。