CN207874866U - 尼龙3d打印用成型缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型的尼龙3D打印用成型缸，属于塑性状态物质的一般成型领域；针对现有技术中对尼龙粉末进行加热时会对缸壁进行加热，而缸壁受热不均产生翘曲变形和尼龙粉受热不均产生温差的问题，提出以下解决方案：包括铝铸加热板构成缸壁、固定在缸壁上方的隔离网和与缸壁贴合的活塞，所述铝铸加热板包括带加热腔的加热板和位于加热腔内的加热管，加热板设有供加热管伸出的进气口和出气口；活塞顶部设有带凹槽的和导热腔的底板，凹槽内的压簧两端分别连接凹槽底部和可导热的隔离架；隔离架始终与凹槽的内壁接触，所述隔离架的顶面能够与所述底板的顶面处于同一平面上；底板设有与导热腔连通的导热入口和导热出口；隔离网能够完全阻挡所述隔离架。

Description

尼龙3D打印用成型缸

技术领域

本实用新型属于塑性状态物质的一般成型领域，具体涉及尼龙3D打印用成型缸。

背景技术

3D打印机又称三维打印机，是一种利用快速成形技术，以数字模型文件为基础，采用金属或非金属材料制成的待成型粉末，将平铺好的待成型粉末逐层熔化/融化，然后固化堆积成型来构造三维的实体的打印设备。一般的3D打印机包括一成型缸，在进行3D打印时，在烧结完一层待成型粉末后，成形缸中的活塞会与成型缸壁发生相对移动(如成形缸内的活塞下降一分层)，如此完成一层待成型粉末的烧结动作。

在进行尼龙3D打印时，通常是使用加热灯对尼龙粉进行加热，然后由活塞将尼龙粉推到相应高度。然而加热灯在对尼龙粉进行加热时也会对缸壁进行加热，缸壁接近加热灯部分接收到的光照较多温度较高，缸壁远离加热灯的部分接收到的光照较少温度较低，这种不均匀的加热，会使得缸壁出现不均匀的收缩，产生翘曲变形。

待成型的尼龙粉末大多是几十微米的球形，如果缸壁产生变形，那么缸壁与活塞之间的密封效果就会下降，活塞和成型缸缸壁之间会发生漏粉漏气的可能；如果漏气，就会导致成型缸中含氧量偏高，导致待成型的尼龙粉末与氧气发生反应，产生爆炸，形成一定的安全隐患；如果漏粉，则会降低成品率，增加商业成本；

此外，随着尼龙粉与加热灯的距离越来越远，加热灯对于尼龙粉的加热效率也是越来越低，使用加热灯对活塞上的尼龙粉进行加热并不均衡，距离加热灯远的尼龙粉温度低，距离加热灯近的尼龙粉温度高，使得活塞上的尼龙粉温度差别大，不利于后续尼龙3D打印的涂覆。

因此，如何避免对尼龙粉末进行加热时，缸壁受热不均产生翘曲变形和减小尼龙粉之间的温差是一个亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的尼龙3D打印用成型缸，解决现有技术中对尼龙粉末进行加热时缸壁受热不均产生翘曲变形和尼龙粉受热不均产生温差的问题。

本实用新型的尼龙3D打印用成型缸，包括缸体，缸体包括缸壁和活塞，所述活塞设置在缸体中且与缸壁贴合；其中，所述缸壁包括铝铸加热板，所述铝铸加热板包括加热板和加热管，所述加热板内设有加热腔，所述加热腔内设加热管，所述加热板设有进气口和出气口，所述加热管一端通过进气口伸出加热腔，加热管的另一端通过出气口伸出加热腔；

所述活塞顶部设有底板，所述底板设有导热腔，所述底板设有与导热腔连通的导热入口和导热出口；所述底板上开设有凹槽，所述凹槽内设有压簧，所述压簧一端与凹槽底部相连，压簧的另一端连接有能够导热的隔离架；所述隔离架始终与凹槽的内壁接触，所述隔离架的顶面能够与所述底板的顶面处于同一平面上；

所述缸体还包括隔离网，所述隔离网固设在缸壁的顶部，所述隔离网能够完全阻挡所述隔离架。

本方案的基础原理为：活塞位于缸体中与缸壁贴合，保证活塞与缸壁之间不会出现缝隙，尼龙粉末不会从活塞与缸壁之间的缝隙中掉落，造成漏粉和粉尘爆炸；

缸壁包括铝铸加热板，铝铸加热板是用来对尼龙粉末进行加热的；铝铸加热板包括有加热板和加热管，其中，加热管内在工作时含有热气流，使得加热管对于自身四周进行加热，而加热管放置在加热板的加热腔中，使得加热管对加热腔也进行加热，间接加热加热板，使得整个铝铸加热板都处于加热状态，加热板上的进气口和出气口是为了便于加热管的进气和出气的，有利于加热管内热气流的流通，从而能够从进气口处源源不断的通入热气流，而热气流持续对加热管进行加热，进而对铝铸加热板加热，最终从出气口排出；

由于铝铸加热板构成了这个成型缸的缸壁，尼龙粉末位于缸壁中间的活塞上，所以加热的铝铸加热板围合形成温场，达到对中间的尼龙粉末进行加热的目的；

固设在活塞顶部的底板是用来放置尼龙粉末的，底板上的导热腔是用来容纳热气流的，热气流从与导热腔连通的导热入口通入，从导热腔连通的导热出口流出；热气流在导热腔内时对底板进行加热，而尼龙粉末是放置在底板上的，所以加热的底板也对放置在底板上的尼龙粉末进行加热；设置在底板的凹槽内的压簧的一端固接凹槽底部，压簧的另一端固接可导热的隔离架，保证了隔离架在外力的作用下，能够进行收缩，而可导热的隔离架始终与凹槽的内壁贴合，则保证了在加热中的底板也会将热量传输给隔离架，由于压簧的弹力作用，隔离架通常露出底板的顶面，因此伸出底板的隔离架对于隔离架之间的尼龙粉末也进行加热；

因此本方案中对尼龙粉的粉末进行加热的部分分别是，通有热气的底板、与底板贴合且可伸缩的隔离架和位于粉末四周组成缸壁的铝铸加热板；

其中铝铸加热板中，加热后的加热管对加热腔中的空气进行加热，加热腔中的空气进而对加热板进行加热，整个铝铸加热板受热较为均衡，不容易出现翘曲变形的情况；

此外，本方案中在缸壁顶部设置有隔离网，隔离网能够将隔离架完全阻挡，具体为，当活塞推动活塞上的尼龙粉末和隔离架上移到隔离网所在位置时，与缸壁顶部固定的隔离网会对隔离架施加一个与活塞运动方向相反的力，使得隔离架在外力的作用下下压，隔离架收缩回凹槽内，从而使得隔离架的顶面与底板的顶面处于同一平面上，进一步保证了粉末的运出不会被隔离架阻挡。

本方案的有益效果为：1)相比与现有技术中用加热灯对尼龙粉末进行加热，尼龙粉受热不均的情况，本方案中通过多种介质对尼龙粉进行加热，保证了尼龙粉受热更加均匀，不易出现粉尘爆炸；2)相比现有技术中，加热灯对于缸壁进行加热，导致缸壁受热不均，进而翘曲变形的问题，本方案中，加热后的加热管对加热腔中的空气进行加热，加热腔中的空气进而对加热板进行加热，整个铝铸加热板受热较为均衡，不容易出现翘曲变形的情况；3)随着活塞运向隔离网，隔离网逐渐推动隔离架向底板中的凹槽内回缩，而尼龙粉末的直径很小，形成尼龙粉透过隔离网，隔离架被隔离网阻隔的情况，最终不影响尼龙粉的后续铺粉。

进一步，所述加热管的形状为蛇形。

增大加热管在加热腔内的接触面积，使得加热管能够更加充分的对加热腔内的空气进行加热，进而对加热板进行加热。

进一步，所述加热腔内设有导热油。

考虑到空气的导热性比较差，本方案中选用导热油充满加热腔，使得加热管对加热腔的加热效率进一步提高。

进一步，所述加热板的出气口通过软管与所述底板的导热入口连通，所述底板的导热出口通过另一软管与另一个加热板的进气口连通。

本方案使得加热腔与导热腔连通，更便于保证加热板的温度与导热腔加热底板的温度一致，更有利于保证整个成型缸的温度均衡。

进一步，所述隔离架内设有传热腔，所述隔离架与底板之间设有波纹管，所述压簧套接在所述波纹管外，所述波纹管的一端与传热腔连通，另一端与导热腔连通。

考虑到底板传输给隔离架的热能会有一定的损耗，本方案中通过波纹管将隔离架的传热腔与底板的导热腔连通，保证被加热的底板和被加热的隔离架的温度趋近一致，更加有利于保证整个成型缸的温度的均衡，且压簧套接在波纹管外，因此波纹管拉伸和压缩时不会对压簧造成阻力。

进一步，所述底板上均匀开设凹槽。

因为凹槽将底板的面积均分，所以隔离架将底板的面积均分，也就是说，隔离架将底板上的尼龙粉末均分；从而使得每个部分的尼龙粉末感受到的热能是一致的，保证了整个成型缸内的尼龙粉末的受热均衡。

附图说明

图1为本实用新型尼龙3D打印用成型缸实施例的结构示意图；

图2为图1中底板开设凹槽的示意图；

图3为图1中底板的结构示意图；

图4为图1中加热板的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：加热板1、活塞2、底板3、凹槽4、压簧5、隔离架6、加热腔7、导热腔8、传热腔9、隔离网10、加热管11。

本实用新型的尼龙3D打印用成型缸，如图1所示，包括缸体，缸体包括缸壁和活塞2，活塞2设置在缸体中且与缸壁贴合，保证活塞2与缸壁之间不会出现缝隙，尼龙粉末(本方案中选用PA粉)不会从活塞2与缸壁之间的缝隙中掉落，造成漏粉和粉尘爆炸；缸壁包括四个铝铸加热板，铝铸加热板包括加热板1和加热管11，加热板1内设有加热腔7；

如图4所示，加热腔7内设有蛇形的带加热电阻丝的加热管11，加热腔7内优选采用导热油将加热腔7充满，相比空气而言，导热油的导热性更加优良，加热管11对加热腔7的加热效率进一步提高；加热板1设有进气口和出气口，加热管11一端通过进气口伸出加热腔7，加热管11的另一端通过出气口伸出加热腔7；

如图1所示，活塞2顶部设有底板3，底板3设有导热腔8，底板3设有与导热腔8连通的导热入口和导热出口；加热板1的出气口通过软管与底板3的导热入口连通，底板3的导热出口通过另一软管与另一个加热板1的进气口连通；

如图3所示，底板3上开设有凹槽4，凹槽4内设有压簧5，压簧5下端与凹槽4底部固接(本方案中为焊接)，压簧5的上端固接有能够导热的隔离架6(本方案中为焊接)；隔离架6始终与凹槽4的内壁接触，隔离架6的顶面能够与底板3的顶面处于同一平面上；如图2所示，凹槽4将底板3等分，即隔离架6将底板3均分(本方案中为九等分)；如图3所示，隔离架6内设有传热腔9，隔离架6与底板3之间设有波纹管，压簧5套接在波纹管外，波纹管的一端与传热腔9连通，另一端与导热腔8连通；

如图1所示，缸体还包括隔离网10(如石棉网)，隔离网10固设在缸壁的顶部(本方案中隔离网10与缸壁之间的连接为焊接)，隔离网10能够完全阻挡隔离架6。

加热管11内有具有加热电阻丝，加热管11在工作时，加热电阻丝通电，将加热管11内的冷气流从而变成热气流，使得加热管11对于自身四周进行加热，加热管设置为蛇形则增大加热管11在加热腔7内的接触面积，使得加热管11能够更加充分的对加热腔7内的导热油进行加热使得整个铝铸加热板1都处于加热状态，铝铸加热板1受热较为均衡，不容易出现翘曲变形的情况

加热的铝铸加热板1包围了中间的尼龙粉末，形成温场，达到对中间的尼龙粉末进行加热的目的；且在加热过程中，仅需保证加热管11的加热电阻丝产生的温度均衡即可保证整个成型缸的温场对尼龙粉的加热均衡，进一步提高打印质量；如图1所示，加热板1的出气口通过软管与底板3的导热入口连通(图中未示出)，底板3的导热出口通过另一软管与另一个加热板1的进气口连通(图中未示出)，使得加热腔7与导热腔8连通，更便于保证加热腔7加热的加热板1的温度与导热腔8加热的底板3的温度一致，更有利于保证整个成型缸的温度均衡；

热气流从与导热腔8连通的导热入口通入，从导热腔8连通的导热出口流出，对活塞2上的底板3进行了加热，而尼龙粉末放置在底板3上，加热的底板3也对放置在底板3上的尼龙粉末进行加热；如图3所示，设置在底板3上的凹槽4内的压簧5两端分别焊接凹槽4的底部和隔离架6，保证了隔离架6在外力的作用下，能够进行收缩，而可导热的隔离架6始终与凹槽4的内壁贴合，则保证了在加热中的底板3也会将热量传输给隔离架6；由于压簧5的弹力作用，隔离架6通常露出底板3的顶面，伸出底板3的隔离架6对于隔离架6之间的尼龙粉末也进行加热；考虑到底板3传输给隔离架6的热能会有一定的损耗，本方案中还通过波纹管将隔离架6的传热腔9与底板3的导热腔8连通，保证被加热的底板3和被加热的隔离架6的温度趋近一致，更加有利于保证整个成型缸的温度的均衡；如图2所示，凹槽4将底板3等分(本方案中为九等分)，也就是说隔离架6将底板3上的尼龙粉末均分，从而使得每个部分的尼龙粉末感受到的热能是一致的，保证了整个成型缸内的尼龙粉末的受热均衡；

因此本方案中对尼龙粉的粉末进行加热的部分分别是，通有热气的底板3、与底板3贴合且可伸缩的隔离架6和位于粉末四周组成缸壁的铝铸加热板1；

当活塞2推动活塞2上的尼龙粉末和隔离架6上移到隔离网10(本方案中隔离网10与缸壁之间的连接方式为焊接)所在位置时，与缸壁顶部固定的隔离网10会对隔离架6施加一个向下的力，使得隔离架6在外力的作用下下压，隔离架6收缩回凹槽4内，从而使得隔离架6的顶面与底板3的顶面处于同一平面上，进一步保证了粉末的运出不会被隔离架6阻挡。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.尼龙3D打印用成型缸，包括缸体，缸体包括缸壁和活塞，所述活塞设置在缸体中且与缸壁贴合；其特征在于：所述缸壁包括铝铸加热板，所述铝铸加热板包括加热板和加热管，所述加热板内设有加热腔，所述加热腔内设加热管，所述加热板设有进气口和出气口，所述加热管一端通过进气口伸出加热腔，加热管的另一端通过出气口伸出加热腔；

所述活塞顶部设有底板，所述底板设有导热腔，所述底板设有与导热腔连通的导热入口和导热出口；所述底板上开设有凹槽，所述凹槽内设有压簧，所述压簧一端与凹槽底部相连，压簧的另一端连接有能够导热的隔离架；所述隔离架始终与凹槽的内壁接触，所述隔离架的顶面能够与所述底板的顶面处于同一平面上；

所述缸体还包括隔离网，所述隔离网固设在缸壁的顶部，所述隔离网能够完全阻挡所述隔离架。

2.根据权利要求1所述的尼龙3D打印用成型缸，其特征在于：所述加热管的形状为蛇形。

3.根据权利要求1所述的尼龙3D打印用成型缸，其特征在于：所述加热腔内设有导热油。

4.根据权利要求1所述的尼龙3D打印用成型缸，其特征在于：所述加热板的出气口通过软管与所述底板的导热入口连通，所述底板的导热出口通过另一软管与另一个加热板的进气口连通。

5.根据权利要求1所述的尼龙3D打印用成型缸，其特征在于：所述隔离架内设有传热腔，所述隔离架与底板之间设有波纹管，所述压簧套接在所述波纹管内，所述波纹管的一端与传热腔连通，另一端与导热腔连通。

6.根据权利要求1所述的尼龙3D打印用成型缸，其特征在于：所述底板上均匀开设凹槽。