CN210999215U

CN210999215U - 陶瓷3d打印机

Info

Publication number: CN210999215U
Application number: CN201921695455.4U
Authority: CN
Inventors: 陈雨; 王乐淇; 吴春洋; 吴官泽
Original assignee: China Agricultural University
Current assignee: China Agricultural University
Priority date: 2019-10-10
Filing date: 2019-10-10
Publication date: 2020-07-14
Anticipated expiration: 2029-10-10

Abstract

本实用新型涉及3D打印技术领域，提供了一种陶瓷3D打印机，包括：挤出机构以及至少一个进料机构；所述挤出机构包括挤出套、钻头以及驱动单元；所述钻头安装于所述挤出套的内部；所述驱动单元用于驱动所述钻头旋转运动，以使位于所述挤出套内的陶泥通过挤出头挤出；所述进料机构包括料筒、活塞和推进器；所述推进器用于驱动所述活塞在所述料筒的内部沿所述料筒的长度方向往复运动，以使位于所述料筒内的陶泥输送至所述挤出套。针对陶泥作为打印材料存在重量大，粘度大，易出现气泡等问题，采用钻头的螺旋挤出结构，体积小重量轻，不会对机身的稳定性造成影响，且螺旋挤出有利于气泡的排出。

Description

陶瓷3D打印机

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，特别涉及一种陶瓷3D打印机。

背景技术

随着技术的不断成熟，熔融沉积制造(FDM)型3D打印的应用越来越普及。以该技术为基础，尝试各种材料的其他种类的3D打印机的研制也越来越多。陶瓷3D打印机就是其中一类，但当前陶瓷3D打印机的设计思路多只是由将FDM的塑料丝更换为陶泥的思路出发的改进，缺少针对送料方式和挤出方式的设计。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术缺陷和应用需求，本申请提出一种陶瓷3D打印机，以解决现有的陶瓷3D打印机由于使用陶泥作为打印材料，重量大，粘度大，从而导致易出现气泡的问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，本实用新型提供一种陶瓷3D打印机，包括：挤出机构以及至少一个进料机构；所述挤出机构包括挤出套、钻头以及驱动单元；所述钻头安装于所述挤出套的内部；所述驱动单元用于驱动所述钻头旋转运动，以使位于所述挤出套内的陶泥通过挤出头挤出；

所述进料机构包括料筒、活塞和推进器；所述推进器用于驱动所述活塞在所述料筒的内部沿所述料筒的长度方向往复运动，以使位于所述料筒内的陶泥输送至所述挤出套。

其中，所述推进器包括丝杠螺母传动单元、步进电机以及光杆；

所述步进电机的动力输出端设有所述丝杠螺母传动单元，所述丝杠螺母传动单元用于驱动所述光杆往复运动，进而带动所述活塞往复运动。

其中，所述进料机构还包括固定套，所述料筒和所述推进器均安装于所述固定套的内部。

其中，所述料筒的出料口通过软管与所述挤出套的进料口相连通。

其中，所述软管的直径为3mm～6mm。

其中，所述进料口的中心线与所述挤出套的中心轴线之间的夹角为30～60°。

其中，在所述挤出套上沿周向设置有环形凸台。

其中，所述环形凸台与所述挤出套一体设置。

其中，所述陶瓷3D打印机还包括与所述挤出头对应设置的支撑板。

其中，所述进料机构的数量为两个，两个所述料筒内的陶泥依次输送至所述挤出套。

(三)有益效果

本实用新型提供的陶瓷3D打印机，首先把陶泥装填至料筒，通过推进器提供的驱动力，驱使活塞在料筒的内部沿料筒的长度方向往复运动，以使位于料筒内的陶泥输送至挤出套；通过驱动单元提供的驱动力，钻头开始按照一定的方向进行旋转运动，位于挤出套内的陶泥通过挤出头挤出，使陶泥成型。该陶瓷3D打印机针对陶泥作为打印材料存在重量大，粘度大，易出现气泡等问题，采用钻头的螺旋挤出结构，体积小重量轻，不会对机身的稳定性造成影响，且螺旋挤出有利于气泡的排出。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的陶瓷3D打印机的结构示意图；

其中，1、步进电机；2、第一联轴器；3、丝杠；4、光杆；5、推进挡板；6、活塞；7、料筒；8、固定套；9、软管；10、挤出头；11、环形凸台；12、挤出套；13、钻头；14、第二联轴器；15、电机；16、支撑板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1是本实用新型实施例提供的陶瓷3D打印机的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供的陶瓷3D打印机，包括：挤出机构以及至少一个进料机构；挤出机构包括挤出套12、钻头13以及驱动单元；钻头13安装于挤出套12的内部；驱动单元用于驱动钻头13旋转运动，以使位于挤出套12内的陶泥通过挤出头10挤出；

其中，钻头13的中心轴线与挤出套12的中心轴线重合布置，挤出套12为中空结构，挤出套12的底部设置有挤出头10，钻头13的末端朝向挤出头10，驱动单元可以为电机15，电机15的动力输出端通过第二联轴器14与钻头13的首端相联接。其中，钻头13可以采用带螺纹的杆来替换，电机15可以采用步进电机。

进料机构包括料筒7、活塞6和推进器，料筒7可以为圆柱形的料筒7；推进器用于驱动活塞6在料筒7的内部沿料筒的长度方向往复运动，以使位于料筒7内的陶泥输送至挤出套12。

在本实用新型实施例中，首先把陶泥装填至料筒7，通过推进器提供的驱动力，驱使活塞6在料筒7的内部沿料筒的长度方向往复运动，以使位于料筒7内的陶泥输送至挤出套12；通过驱动单元提供的驱动力，钻头13开始按照一定的方向进行旋转运动，位于挤出套12内的陶泥通过挤出头10挤出，使陶泥成型。针对陶泥作为打印材料存在重量大，粘度大，易出现气泡等问题，采用钻头的螺旋挤出结构，体积小重量轻，不会对机身的稳定性造成影响，且螺旋挤出有利于气泡的排出。

在上述实施例的基础上，推进器包括丝杠螺母传动单元、步进电机1以及光杆4；

步进电机1的动力输出端设有丝杠螺母传动单元，丝杠螺母传动单元用于驱动光杆4往复运动，进而带动活塞6往复运动。

在本实用新型实施例中，丝杠螺母传动单元可以包括丝杠3和推进挡板5，步进电机1的动力输出端通过第一联轴器2与丝杠3的一端相联接，推进挡板5螺纹安装于丝杠3，光杆4固定安装于推进挡板5，并且光杆4与丝杠3平行布置，光杆4的一端与活塞6固定连接。

在上述实施例的基础上，进料机构还包括固定套8，料筒7和推进器均安装于固定套8的内部。

在本实用新型实施例中，步进电机1通过螺钉固定安装在固定套8的底部，料筒7上设置有固定件，固定件的一端安装于料筒7，固定件的另一端安装于固定套8的内壁，从未保证料筒7的稳定性。

在上述实施例的基础上，料筒7的出料口通过软管9与挤出套的进料口相连通。

在本实用新型实施例中，固定套8上设置有通孔，用于软管9的通过。其中，软管9的直径为3mm～6mm。

在上述实施例的基础上，进料口的中心线与挤出套的中心轴线之间的夹角为30～60°。

在本实用新型实施例中，进料口的中心线与挤出套12的中心轴线之间的夹角为30～60°，即进料口为倾斜布置的进料口，以便于陶泥通过自身的重力尽快输送至挤出套12的内部。

在上述实施例的基础上，在挤出套上沿周向设置有环形凸台11。

在本实用新型实施例中，环形凸台11用于挤出套12与打印机的连接固定。其中，环形凸台11与挤出套12一体设置。

在上述实施例的基础上，陶瓷3D打印机还包括与挤出头10对应设置的支撑板16。

在本实用新型实施例中，通过挤出头10挤出的陶泥在支撑板16上按照预设模型成型，打印完毕直接将模型随支撑板16一同取下。

在上述实施例的基础上，进料机构的数量为两个，两个料筒7内的陶泥依次输送至挤出套12。

在本实用新型实施例中，在模型扫描阶段，根据模型体积计算最少耗材量，方便用户进行备料，另外由于陶泥材料自身重量大，不便于大量储存，且打印期间不能中断设备补充材料，为打印大型作品造成了很大的困难。

因此进料机构的数量设置为两个，当一个料筒7供料时，通过记录供料的步进电机的转数可以计算陶泥余量，当余量低于某一预设阈值时，由控制器控制另一个步进电机旋转，使另一个料筒7继续供料，打印期间可以人工将不工作的料筒7填满，从而实现打印的不间断。可以理解的是，进料机构的数量并不局限为两个，可以为两个以上。

本实用新型实施例提供的陶瓷3D打印机，利用传统3D打印机的原理，整体采用基于delta坐标系的并联机械臂结构，陶瓷材料挤出部分的设计采用了将螺杆挤出与压力挤出相结合的方式，且具有两个料筒，满足打印材料的不间断输送，结构稳定，工作效率高。陶瓷3D打印机主要应用于陶艺作品制作的初级阶段，可以实现外形较为复杂的坯体制作。陶瓷3D打印机能够根据不同的陶土材料和模型大小，调整步进电机的转速控制挤出压力以及备用料筒数量，实现高效、高质量的陶瓷3D作业。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种陶瓷3D打印机，其特征在于，包括：挤出机构以及至少一个进料机构；所述挤出机构包括挤出套、钻头以及驱动单元；所述钻头安装于所述挤出套的内部；所述驱动单元用于驱动所述钻头旋转运动，以使位于所述挤出套内的陶泥通过挤出头挤出；

2.根据权利要求1所述的陶瓷3D打印机，其特征在于，所述推进器包括丝杠螺母传动单元、步进电机以及光杆；

3.根据权利要求1所述的陶瓷3D打印机，其特征在于，所述进料机构还包括固定套，所述料筒和所述推进器均安装于所述固定套的内部。

4.根据权利要求1所述的陶瓷3D打印机，其特征在于，所述料筒的出料口通过软管与所述挤出套的进料口相连通。

5.根据权利要求4所述的陶瓷3D打印机，其特征在于，所述软管的直径为3mm～6mm。

6.根据权利要求4所述的陶瓷3D打印机，其特征在于，所述进料口的中心线与所述挤出套的中心轴线之间的夹角为30～60°。

7.根据权利要求1所述的陶瓷3D打印机，其特征在于，在所述挤出套上沿周向设置有环形凸台。

8.根据权利要求7所述的陶瓷3D打印机，其特征在于，所述环形凸台与所述挤出套一体设置。

9.根据权利要求1所述的陶瓷3D打印机，其特征在于，所述陶瓷3D打印机还包括与所述挤出头对应设置的支撑板。

10.根据权利要求1至9任一项所述的陶瓷3D打印机，其特征在于，所述进料机构的数量为两个，两个所述料筒内的陶泥依次输送至所述挤出套。