CN208855043U - 一种使用液压传动技术的3d打印设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种使用液压传动技术的3D打印设备，包括3D打印部分，所述3D打印部分包括打印头和驱动装置，所述打印头安装在驱动装置上，还包括液压传动部分，所述液压传动部分包括电机、液压泵、液压缸和溢流阀，所述电机连接液压泵，所述液压泵连接液压缸，所述液压缸用于把膏状物质挤到打印头，所述溢流阀接在液压泵的输出端，由于液压传动本身就是高压传动，即使膏状物质存储罐和打印头的距离很远，液压传动部分也能实现对膏状物质的长距离输送，且在液压传动部分的压力过大时，液压传动部分中的溢流阀能对液压传动部分进行泄压，即对液压传动部分进行反馈控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及3D打印技术领域，特别涉及一种使用液压传动技术的3D打印设备。
背景技术
3D打印技术是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或粉末状塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
目前，国内外运用膏状物质的3D打印技术尚处于不成熟阶段，主要原因是膏状物质的输送技术不成熟，在使用膏状物质进行3D打印的过程中，如何将膏状物质稳定地、源源不断地输送到打印头，一直是技术难题。目前3D打印物质的输送方法有气压输送法和螺杆挤压法，其中气压输送法由于空气的压力无法达到一定的高度值，导致不能长距离输送膏状物质。而在采用螺杆挤压法输送膏状物质时，由于是采用螺杆挤压膏状物质，系统难以对膏状物质进行反馈控制，从而难以精确地控制螺杆的动作。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种3D打印设备，其在运用膏状物质进行3D打印时，能长距离输送膏状物质且能实现反馈控制。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种使用液压传动技术的3D打印设备，包括3D打印部分，所述3D打印部分包括打印头和驱动装置，所述打印头安装在驱动装置上，还包括液压传动部分，所述液压传动部分包括电机、液压泵、液压缸和溢流阀，所述电机连接液压泵，所述液压泵连接液压缸，所述液压缸用于把膏状物质挤到打印头，所述溢流阀接在液压泵的输出端。
优选地，所述液压传动部分还包括换向阀，所述液压缸包括推头，所述换向阀接在液压泵和液压缸之间以使液压缸的推头伸出、回缩或保持不动。
优选地，所述换向阀包括第一接口、第二接口、第三接口和第四接口，所述液压缸包括移动板、后端口和前端口，所述移动板设在后端口和前端口之间，所述推头安装在移动板上，所述第一接口连接连接液压泵的输出端，第二接口连接后端口，第三接口连接前端口，第四接口连接油箱。
优选地，所述液压传动部分还包括调速阀，所述调速阀接在换向阀和液压缸之间。
优选地，所述3D打印部分还包括打印头卡箍，所述驱动装置连接打印头卡箍，所述打印头卡箍箍住打印头。
优选地，所述驱动装置有三个，这三个驱动装置采用DELTA结构安装在3D打印架的内部。
优选地，所述驱动装置采用笛卡尔空间坐标系的结构安装在3D打印架的内部。
优选地，所述打印头有多个，每个打印头输出不同的膏状物质。
本实用新型具有以下有益效果：因为液压传动本身就是高压传动，所以使用液压传动部分来向3D打印部分输送膏状物质的话，即使膏状物质存储罐和打印头的距离很远，液压传动部分也能实现对膏状物质的长距离输送，且在液压传动部分的压力过大时，液压传动部分中的溢流阀能对液压传动部分进行泄压，即对液压传动部分进行反馈控制。
附图说明
图1是液压传动的3D打印设备的结构示意图；
图2是单柱塞泵的结构示意图；
图3是换向阀6、调速阀7和液压缸8的连接结构放大图。
附图标记说明：1-油箱；2-液压泵；3-溢流阀；4-油管；5-压力表；6-换向阀；7-调速阀；8-液压缸；9-膏状物质存储罐；10-膏状物质；11-3D打印架；12-驱动装置；13-打印头卡箍；14-膏状物质成型物；15-平台；16-打印头；17-输送管；18-液压油；19-电机；20-凸轮；21-柱塞；22-缸体；23-进液单向阀；24-出液单向阀；25-传动轴；61-第一接口；62-第二接口；63-第三接口；64-第四接口；81-移动板；82-后端口；83-前端口；84-推头。
具体实施方式
结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。
使用液压传动技术的3D打印设备如图1所示，包括液压传动部分和3D打印部分，所述液压传动部分包括油箱1、液压泵2、溢流阀3、油管4、压力表5、换向阀6、调速阀7、液压缸8、液压油18和电机19，所述3D打印部分包括膏状物质存储罐9、膏状物质10、3D打印架11、驱动装置12、打印头卡箍13、平台15、打印头16、输送管17和液压油18。液压传动部分的主要作用是向膏状物质存储罐9提供高压，以使膏状物质存储罐9中的膏状物质10向打印头输送，液压传动部分还能对其提供的高压进行压力大小精确控制、对液压油18的输送方向进行方向控制、对膏状物质10的输送流速进行精确控制。3D打印部分利用从膏状物质存储罐9输送来的膏状物质10进行3D打印，使膏状物质10逐层堆积并粘结成打印成型物14。
液压传动部分中，液压泵2可以是齿轮泵、叶片泵或柱塞泵，本实施例以单柱塞泵为例，如图2所示，单柱塞泵包括凸轮20、柱塞21、缸体22、进液单向阀23和出液单向阀24。柱塞21的前端可移动地嵌入缸体22内，使得柱塞21的前端与缸体围成空腔，进液单向阀23和出液单向阀24都设在缸体22上，其中，进液单向阀23用于把液压油18导进空腔，出液单向阀24用于把液压油18导出空腔；柱塞21前端与缸体22之间连接有弹簧，后端与凸轮20的外边缘接触，凸轮20与电机19的传动轴25固接，电机19在通电后其传动轴25旋转，从而带动凸轮20旋转，凸轮20在旋转过程中其凸起部分转至与柱塞21接触时，凸轮20的凸起部分会把柱塞21顶进缸体22中，在凸轮20的凸起部分转离柱塞21时，柱塞21在弹簧的作用下会复位，这样柱塞21会在缸体22中做往返活塞运动。柱塞21在缸体22中做往返活塞运动的过程中，柱塞21顶进缸体22则液压泵2通过出液单向阀24向外输送液压油18至液压缸8，柱塞21复位则液压泵2通过进液单向阀23吸取油箱1中的液压油18。
换向阀6、调速阀7和液压缸8的连接结构放大图如图3所示，液压油18输送到液压缸8中使液压缸8工作，操作人员可通过换向阀6对液压油18的输送方向进行切换，从而使液压缸8的推头伸出、回缩或保持不动。具体地，换向阀6内部包括第一接口61、第二接口62、第三接口63和第四接口64，液压缸8包括前移动板81，后端口82、前端口83和推头84，移动板81设在后端口82和前端口83之间，推头84安装在移动板81上；第一接口61连接液压泵2的液压油输出端，第二接口62连接后端口82，第三接口63连接前端口83，第四接口64连接油箱1。操作人员可以切换换向阀6内部四个接口的两两连接状态，以实现对液压油18的输送方向进行切换，例如：若第一接口61连接第二接口62，第三接口63连接第四接口64，则液压泵2输出的液压油18输送至液压缸8的后端，随着液压油18的增多，液压油18会推动移动板81向前移动，从而驱动液压缸8的推头84向前伸出，直至移动板81移动超出前端口83，液压油18从前端口83流至油箱1；若第一接口61连接第三接口63，第二接口62连接第四接口64，则液压泵2输出的液压油18输送至液压缸8的前端，随着液压油18的增多，液压油18会推动移动板81向后移动，从而带动液压缸8的推头84向后收缩，直至移动板81移动超出后端口82，液压油18从后端口82流至油箱1；若第一接口61连接第四接口64，第二接口62连接第三接口63，则液压泵2输出的液压油18直接经第二接口62和第三接口63流至油箱1，液压缸8就保持不动。液压缸8的推头84向前伸出则推动膏状物质存储罐9中的膏状物质10挤出，挤出的膏状物质10经输送管17输送到打印头16，准备配合打印头16进行打印。操作人员可通过调速阀7调节液压油18的流速，从而控制液压缸8的推头84伸出或回缩的速度。
溢流阀3接在液压泵2的输出端，它是一种常用的液压压力控制阀，通过溢流阀3可以对液压传动部分进行最高压力限定。若在液压泵2工作过程中液压传动部分的压力高于溢流阀3的开启阈值(例如0.2MPa)，如打印头16关闭，膏状物质10不能从打印头16挤出，使得液压缸8不能推动膏状物质存储罐9中的膏状物质10，导致液压传动部分的压力升高，则溢流阀3对液压传动部分进行泄压，具体的泄压过程是：溢流阀3开启使液压泵2输出的部分液压油18流回油箱1，从而使得液压传动部分的压力不高于溢流阀3的开启阈值。溢流阀3泄压使得液压传动部分的压力不高于开启阈值后，溢流阀3自动关闭，则液压传动部分正常工作，这样在输送膏状物质10的过程中就实现了反馈控制。压力表5实时显示液压传动部分的压力，使得操作人员可以随时对液压传动部分进行监控。
3D打印部分中，驱动装置12有三个，这三个驱动装置12采用DELTA结构安装在3D打印架11的内部，且这三个驱动装置12都连接到打印头卡箍13上；打印头卡箍13箍住打印头16，这样能方便地对打印头16进行拆卸更换。在预设程序的控制下三个驱动装置12相互配合带动打印头卡箍13实现三维运动，从而带动打印头16实现三维运动，所述三维运动包括X轴向平动、Y轴向平动、Z轴向平动，并且这三个运动可以联动；在打印头16实现三维运动时，打印头16在预设程序的控制下挤出膏状物质10，使膏状物质10逐层堆积并粘结成打印成型物14。
本实施例中，若对3D打印部分的打印灵活度和速度要求不高，则驱动装置12也可采用笛卡尔空间坐标系的结构安装在3D打印架11的内部。
本实施例中，打印头16可以设置多个，每个打印头16输出不同的膏状物质10，从而实现多种膏状物质10的混合打印、分层打印和彩色打印。
Claims (8)
1.一种使用液压传动技术的3D打印设备，包括3D打印部分，所述3D打印部分包括打印头(16)和驱动装置(12)，所述打印头(16)安装在驱动装置(12)上，其特征在于：还包括液压传动部分，所述液压传动部分包括电机(19)、液压泵(2)、液压缸(8)和溢流阀(3)，所述电机(19)连接液压泵(2)，所述液压泵(2)连接液压缸(8)，所述液压缸(8)用于把膏状物质(10)挤到打印头(16)，所述溢流阀(3)接在液压泵(2)的输出端。
2.根据权利要求1所述的使用液压传动技术的3D打印设备，其特征在于：所述液压传动部分还包括换向阀(6)，所述液压缸(8)包括推头(84)，所述换向阀(6)接在液压泵(2)和液压缸(8)之间以使液压缸(8)的推头(84)伸出、回缩或保持不动。
3.根据权利要求2所述的使用液压传动技术的3D打印设备，其特征在于：所述换向阀(6)包括第一接口(61)、第二接口(62)、第三接口(63)和第四接口(64)，所述液压缸(8)包括移动板(81)、后端口(82)和前端口(83)，所述移动板(81)设在后端口(82)和前端口(83)之间，所述推头(84)安装在移动板(81)上，所述第一接口(61)连接连接液压泵(2)的输出端，第二接口(62)连接后端口(82)，第三接口(63)连接前端口(83)，第四接口(64)连接油箱(1)。
4.根据权利要求1所述的使用液压传动技术的3D打印设备，其特征在于：所述液压传动部分还包括调速阀(7)，所述调速阀(7)接在换向阀(6)和液压缸(8)之间。
5.根据权利要求1所述的使用液压传动技术的3D打印设备，其特征在于：所述3D打印部分还包括打印头卡箍(13)，所述驱动装置(12)连接打印头卡箍(13)，所述打印头卡箍(13)箍住打印头(16)。
6.根据权利要求1所述的使用液压传动技术的3D打印设备，其特征在于：所述驱动装置(12)有三个，这三个驱动装置(12)采用DELTA结构安装在3D打印架(11)的内部。
7.根据权利要求1所述的使用液压传动技术的3D打印设备，其特征在于：所述驱动装置(12)采用笛卡尔空间坐标系的结构安装在3D打印架(11)的内部。
8.根据权利要求1所述的使用液压传动技术的3D打印设备，其特征在于：所述打印头(16)有多个，每个打印头(16)输出不同的膏状物质(10)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201821438714.0U CN208855043U (zh) | 2018-08-31 | 2018-08-31 | 一种使用液压传动技术的3d打印设备 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109094008A (zh) * | 2018-08-31 | 2018-12-28 | 中山职业技术学院 | 一种使用液压传动技术的3d打印设备 |
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2018
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