CN208084991U - 一种3d打印柔性材料送丝机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种3D打印柔性材料送丝机构，包括：电机，电机支架，送丝轮，与送丝轮配合的被动轴承，喉管，加热块，喷嘴，弹簧以及弹簧压片；所述电机支架包括底板以及设置在底板上的安装板，所述弹簧压片安装在安装板上，所述弹簧压片上设有丝料孔，所述被动轴承安装在弹簧压片上，所述弹簧压缩设置在弹簧压片与底板之间；所述送丝轮的外周面上设有一圈凹槽，所述被动轴承的外周面也设有一圈凹槽，在电机的带动下，所述送丝轮的凹槽与被动轴承的凹槽配合实现送丝。在弹簧的挤压下送丝轮外端面与被动轴承外端面紧密贴合，有效的保证材料不被压扁。
Description
技术领域
本实用新型属于3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印柔性材料送丝机构。
背景技术
FDM熔融沉积成型工艺是目前通用的一种3D打印技术，具有结构简单，所使用材料易于获得，制造成本低廉等众多优点，被广泛使用。FDM工艺材料一般为丝状，目前多为ABS、PLA、PA、PC、PP等质地较硬的材料，通常采用齿轮压紧送丝的方式供料，因为所用材料质地较硬，材料变形较小，因此一般可以实现精确稳定的供料。但工业和生活应用中，还有很多由柔性材料制作的产品，例如儿童玩具、医疗器械、生活用品等。目前市面上也出现了像TPU、TPE、柔性PLA等的柔性3D打印材料，针对这些柔性材料，如果使用现有的齿轮进丝方式，柔性软质丝状材料在送丝过程中极易被挤压变形，导致送丝量的不准确模型出现打印缺陷，同时由于柔性材料容易卡在齿轮中卡丝导致柔性丝材变形，进而引发缠丝、绕丝等现象致使打印失败，而且随着材料的柔软度增加，上述问题会表现的更加明显甚至无法正常送丝打印。因此，柔性材料精确稳定进丝的问题急需解决。
硬质耗材送丝过程中，送丝轮一般是齿轮状的平面接触，在弹簧的强力挤压下嵌入硬质耗材表面部分，实现送丝，这种方法对硬质耗材适用，且因为材料的硬度较大，材料变形量很小；但是当进行柔性耗材送丝时，由于材料质地较软，如果采用传统的送丝机构，在弹簧强大的挤压力作用下，柔性耗材将被压成扁平状的样子，经这样挤压后传送丝料的量已经很难精确的计算控制，而且变形很难恢复，甚至可能会因为材料的变形导致卡丝、堵头等问题发生。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本发明提出一种柔性材料送丝机构，可以保证柔性材料稳定送丝不卡丝，保证送丝量的精确性，其是通过如下技术方案实现的：一种3D打印柔性材料送丝机构，包括：电机，电机支架，送丝轮，与送丝轮配合的被动轴承，喉管，加热块，喷嘴，弹簧以及弹簧压片；所述电机支架包括底板以及设置在底板上的安装板，所述弹簧压片安装在安装板上，所述弹簧压片上设有丝料孔，所述被动轴承安装在弹簧压片上，所述弹簧压缩设置在弹簧压片与底板之间；所述送丝轮的外周面上设有一圈凹槽，所述被动轴承的外周面也设有一圈凹槽，在电机的带动下，所述送丝轮的凹槽与被动轴承的凹槽配合实现送丝。
进一步的，所述送丝轮的凹槽处和/或被动轴承的凹槽处设有防滑结构。
进一步的，所述防滑结构为凸点。
进一步的，还包括丝料保持架，所述丝料保持架安装在电机支架底板上，所述保持架上设有丝料孔，所述保持架的顶面高于被动轴承底面的水平位置。
进一步的，还包括特氟龙管，所述特氟龙管上端设置于丝料保持架的丝料孔内，特氟龙管的底端连接在喷嘴上。
进一步的，所述弹簧压片为L形，其包括横向的固定部以及竖向的被动轴承限位部，所述固定部上设有螺钉孔。
进一步的，所述丝料保持架为等腰梯形。
进一步的，所述喷嘴为黄铜喷嘴。
本实用新型相对于现有技术所具有的优点为：通过凹槽型送丝轮与凹槽型被动轴承配合，两凹槽夹紧柔性耗材进行送丝；在弹簧的挤压下送丝轮外端面与被动轴承外端面紧密贴合，有效的保证材料不被压扁；由两凹槽配合形成的圆孔，可以精确控制单位时间内通过圆孔材料的量，从而对柔性材料的送丝量实现精确控制。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型送丝结构示意图；
图2为电机支架结构示意图；
图3为弹簧压片结构示意图；
图4为送丝轮结构示意图；
图5为送丝轮与被动轴承配合的结构示意图；
如上各图：1-电机支架；2-电机；3-送丝轮；4-被动轴承；5-喉管；6-加热块；7-喷嘴，8-弹簧；9-弹簧压片；10-丝料保持架；11-安装板；12-底板；31-送丝轮凹槽；32-凸点；41-被动轴承凹槽；91-螺栓孔；92-弹簧压片的丝料孔；93-固定部；94-被动轴承安装部；95-被动轴承限位部；100-丝料。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
参考图1-5，本实用新型提出一种3D打印柔性材料送丝机构，其包括：电机支架1，电机2，送丝轮3，与送丝轮配合的被动轴承4，喉管5，加热块6，喷嘴7，弹簧8以及弹簧压片9。
其中，送丝轮固定在电机上，喷嘴固定在加热块上，加热块固定在喉管下端，喉管上端固定于电机支架上；电机支架包括底板12以及设置在底板12上的安装板11，弹簧压片9安装在安装板11上，弹簧压片9上设有丝料孔，被动轴承4安装在弹簧压片9上，弹簧8设置在弹簧压片9与底板12之间，并处于压缩状态；送丝轮3的外周面上设有一圈凹槽，被动轴承4的外周面也设有一圈凹槽，在电机2的带动下，送丝轮3的凹槽与被动轴承4的凹槽配合实现送丝。
如图5所示，送丝轮和被动轴承的两凹槽对齐，圆周外端面紧密贴合，形成固定尺寸的圆孔限制丝料的流量。
由于被动轴承4通过弹簧压片9被弹簧8的弹力紧紧的压在送丝轮3外端面上，送丝轮3的凹槽和被动轴承4的凹槽紧紧地压住柔性材料，两凹槽面共同对材料施加压力，在电机2带动下，送丝轮3转动进而带动被动轴承4从动，以此共同带动柔性材料向前传动送丝。
由于柔性材料不比刚性材料，在受挤压过程中特别容易变形，容易导致后续进料位置材料变宽产生较大的阻力，采用凹槽型送丝轮配凹槽型被动轴承，减小了柔性材料的变形。
为了防止丝料在从弹簧压片向下移动移动的过程中弯曲打结，本实施例还包括丝料保持架10，丝料保持架10安装在电机支架底板12上，丝料保持架10上设有丝料孔，为了可以最大限度的保证柔性料材在送丝过程中不发生弯曲，防止缠丝、绕丝等问题，本实施例中丝料保持架10的顶面即上端面高于被动轴承底面的水平位置，从送丝轮压紧位置到保持架进料口的距离足够小，可以为4-6mm，优选为5mm。
为了保证送丝力不减弱，本实施例的送丝轮的凹槽处或/和被动轴承的凹槽处设有防滑结构，本实施例的防滑结构为凸点32。
本实施例还包括直通式特氟龙管（图中未示出），所述特氟龙管上端设置于丝料保持架的丝料孔内，特氟龙管的外径与丝料保持架的内孔直径相同，特氟龙管的底端连接在喷嘴上，且特氟龙管的上端面与保持架的内孔下端面贴实顶死，保证特氟龙管在保持架的内孔不会窜动。柔性丝材可以从丝料保持架进料口直接到达耗材高温融化的黄铜喷嘴处，特氟龙管耐高温，内壁光滑，特别适合3D打印材料的传送，一体直通式的设计也最大限度减小了材料运动过程中的阻力，最大限度防止堵头和材料变形弯曲。
进一步的，所述弹簧压片为L形，其包括横向的固定部以及竖向的被动轴承限位部，以及被动轴承安装部，所述固定部上设有螺钉孔，通过螺钉将弹簧固定在安装板上。由于弹簧压片、弹簧以及螺钉的配合，使得被动轴承限位部止挡在被动轴承的左侧，使得被动轴承向右贴紧送丝轮，使得两凹槽夹紧柔性耗材进行送丝。
所述丝料保持架为等腰梯形。进一步的，所述喷嘴为黄铜喷嘴，电机为步进电机。
打印过程中，丝材从上到下依次穿过弹簧压片的丝料孔，由送丝轮和被动轴承配合成的圆孔，保持架的进料口，特氟龙管，到达最后的11黄铜喷嘴融化。
由于各种柔性材料的弹性模量不同，受挤压时的变形情况也不一样，因此凹槽尺寸大小可根据柔性材料的弹性模量大小制作不同的规格的凹槽型号，但是要保证挤压力足够，送丝量精确。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种3D打印柔性材料送丝机构，其特征在于，包括：电机，电机支架，送丝轮，与送丝轮配合的被动轴承，喉管，加热块，喷嘴，弹簧以及弹簧压片；所述电机支架包括底板以及设置在底板上的安装板，所述弹簧压片安装在安装板上，所述弹簧压片上设有丝料孔，所述被动轴承安装在弹簧压片上，所述弹簧压缩设置在弹簧压片与底板之间；所述送丝轮的外周面上设有一圈凹槽，所述被动轴承的外周面也设有一圈凹槽，在电机的带动下，所述送丝轮的凹槽与被动轴承的凹槽配合实现送丝。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印柔性材料送丝机构，其特征在于，所述送丝轮的凹槽处和/或被动轴承的凹槽处设有防滑结构。
3.根据权利要求2所述的一种3D打印柔性材料送丝机构，其特征在于，所述防滑结构为凸点。
4.根据权利要求3所述的一种3D打印柔性材料送丝机构，其特征在于，还包括丝料保持架，所述丝料保持架安装在电机支架底板上，所述保持架上设有丝料孔，所述保持架的顶面高于被动轴承底面的水平位置。
5.根据权利要求4所述的一种3D打印柔性材料送丝机构，其特征在于，还包括特氟龙管，所述特氟龙管上端设置于丝料保持架的丝料孔内，特氟龙管的底端连接在喷嘴上。
6.根据权利要求5所述的一种3D打印柔性材料送丝机构，其特征在于，所述弹簧压片为L形，其包括横向的固定部以及竖向的被动轴承限位部，所述固定部上设有螺钉孔。
7.根据权利要求6所述的一种3D打印柔性材料送丝机构，其特征在于，所述丝料保持架为等腰梯形。
8.根据权利要求7所述的一种3D打印柔性材料送丝机构，其特征在于，所述喷嘴为黄铜喷嘴。
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| US11926098B1 (en) | 2023-02-20 | 2024-03-12 | Nanjing University Of Aeronautics And Astronautics | Wire feeding mechanism suitable for fused deposition Additive Manufacturing (AM) of flexible wire |
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