CN211251340U - 一种二次熔融fdm 3d打印系统 - Google Patents
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一种二次熔融FDM 3D打印系统，属于3D打印技术领域。组成中包括打印平台及打印平台上设置的打印腔体，所述打印腔体内设置打印头，打印线材自上而下穿过所述打印头在所述打印腔体内熔融堆积，自下而上逐层堆积、层层叠加打印出制品，其特征是，组成中还包括超声波焊接设备，所述超声波焊接设备的高频压头设置于所述打印头的后方，所述高频压头对已堆积的打印堆积层和其下相邻的已冷却的堆积成型层高频振动并保持压力，使所述打印堆积层和所述堆积成型层接合面等温熔融粘接。本实用新型解决了FDM 3D打印模型Z轴方向的强度明显低于注塑件的问题，达到更好地利用FDM 3D打印技术以极大地缩短产品的研制周期,提高生产率和降低生产成本的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种二次熔融FDM 3D打印系统，属于3D打印技术领域。
背景技术
FDM 3D打印技术与注塑成型技术相比，最大的优点是无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的制品,从而极大地缩短产品的研制周期,提高生产率和降低生产成本。
FDM 3D打印技术成型方式采用逐层堆积方式，按照计算机指令自下而上层层叠加打印出FDM 3D打印模型，FDM 3D打印模型在x、y、z轴三个方向的强度是由打印线材熔融堆积自然形成的，在FDM 3D打印过程中，打印线材经过打印头加热熔融逐层堆积，已完成打印的堆积成型层已经冷却，正在打印的打印堆积层是熔融态，层间温度差异导致了层与层的结合力很差，造成了FDM 3D打印模型Z轴方向的强度明显低于注塑件，从而不能更好地利用FDM 3D打印技术以极大地缩短产品的研制周期,提高生产率和降低生产成本。
实用新型内容
本实用新型提供一种二次熔融FDM 3D打印系统，旨在通过对FDM 3D打印系统的创新设计，解决FDM 3D打印模型Z轴方向的强度明显低于注塑件的问题，达到更好地利用FDM3D打印技术以极大地缩短产品的研制周期,提高生产率和降低生产成本的目的。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种二次熔融FDM 3D打印系统，组成中包括打印平台及打印平台上设置的打印腔体，所述打印腔体内设置打印头，打印线材自上而下穿过所述打印头在所述打印腔体内熔融堆积，自下而上逐层堆积、层层叠加打印出制品，组成中还包括超声波焊接设备，所述超声波焊接设备的高频压头设置于所述打印头的后方，所述高频压头对已堆积的打印堆积层和其下相邻的已冷却的堆积成型层高频振动并保持压力，使所述打印堆积层和所述堆积成型层接合面等温熔融粘接。
上述二次熔融FDM 3D打印系统，组成中还包括设置于所述打印腔体内的涂覆装置和液体收集槽，所述打印头的前端设置向前延伸的支架，所述涂覆装置设置于所述支架上，所述涂覆装置的外表面设置绝热层，所述液体收集槽上端敞口置于所述打印腔体的地板上，以所述液体收集槽的内底面为基础自下而上层层叠加打印模型，所述涂覆装置在已冷却的所述堆积成型层上表面涂覆热固性树脂，所述打印腔体内温度为50-90℃，所述热固性树脂的热固化温度为50-60℃，已涂覆的所述热固性树脂固化形成粘结层，所述粘结层厚度为0.01-0.1mm，所述打印线材在所述粘结层上熔融堆积形成所述打印堆积层。
上述二次熔融FDM 3D打印系统，所述打印腔体为保温结构，所述打印腔体的地板采用电加热地板。
上述二次熔融FDM 3D打印系统，所述涂覆装置为喷涂装置，所述喷涂装置的上部为压力腔，下部设置喷嘴，所述喷嘴朝向所述堆积成型层喷涂所述热固性树脂。
上述二次熔融FDM 3D打印系统，所述涂覆装置为滚涂装置，所述滚涂装置的上部为压力腔，下部设置滚轮，所述滚轮沿所述打印头的移动方向滚动将所述热固性树脂滚涂于所述堆积成型层上表面。
上述二次熔融FDM 3D打印系统，组成中包括液体收集槽、导流管和自动启闭阀，所述液体收集槽上端敞口置于所述打印腔体的地板上，以所述液体收集槽的内底面为基础自下而上层层叠加打印模型，所述导流管上端通过所述自动启闭阀与热固性树脂供应管道相连接、下端延伸至所述液体收集槽内，所述打印腔体内温度为50-90℃，所述自动启闭阀根据打印进程开启或关闭，所述热固性树脂通过所述导流管注入至所述液体收集槽内，浸渍填补已完成堆积的所述各堆积成型层接合面处的空隙，所述热固性树脂的热固化温度为50-60℃，所述导流管在所述打印腔体内的管段外侧包覆绝热层。
上述二次熔融FDM 3D打印系统，组成中还包括设置于所述液体收集槽9内的雾化流平装置，所述雾化流平装置包括高频雾化头10及水洗液，所述高频雾化头10接通电源，将所述水洗液激荡雾化，对所述制品外表面浸润雾化，流平外表面纹路，所述水洗液为酒精溶液或乙酸乙酯溶液。
上述二次熔融FDM 3D打印系统，所述热固性树脂为聚卤酸树脂。
本实用新型提供了一种二次熔融FDM 3D打印系统，超声波焊接设备接通电源发生超声能量，驱动所述高频压头对所述堆积成型层及打印堆积层的接合面进行高频振动，所述打印堆积层与所述堆积成型层接合面在高频作用下摩擦，已冷却的所述堆积成型层表面再次发生熔融，与所述打印堆积层的表面温度一致，同时，所述超声波焊接设备的高频压头对所述打印堆积层加压，所述打印堆积层与所述堆积成型层在有压力的作用下进行粘结，提高了FDM 3D打印模型层与层间的粘结力，克服了现有技术因层间温度差异导致的FDM 3D打印模型层与层间的粘结力差的缺点；
进一步地，在已冷却的所述打印堆积层上表面涂覆热固性树脂，在打印腔体内50-90℃温度环境下固化形成粘结层，在粘结层上熔融堆积所述打印堆积层，所述热固性树脂起到粘结剂作用；
另一方面，在逐层喷涂过程中或者在完成打印的所述堆积成型层表面浸渍热固性树脂，所述热固性树脂可以浸入层间缝隙，消除因为缝隙导致的粘结缺陷，进一步提高FDM3D打印模型层与层间的粘结力。
完成打印后，采用所述高频雾化头对FDM 3D打印模型表面进行雾化流平处理，保证了打印精度的同时增强了FDM 3D打印模型表面强度。
所述打印平台上设置液体收集槽，在热固性树脂涂覆过程中，多余部分可流至液体收集槽内，避免废弃物污染打印平台，以利于下一次模型打印作业。
综上所述，本实用新型解决FDM 3D打印模型Z轴方向的强度明显低于注塑件的问题，达到了更好地利用FDM 3D打印技术以极大地缩短产品的研制周期,提高生产率和降低生产成本的目的。
附图说明
图1是本实用新型所述二次熔融FDM 3D打印系统第一、二实施例示意图；
图2是喷涂装置工作状态局部放大图；
图3是滚涂装置工作状态局部放大图；
图4是本实用新型所述二次熔融FDM 3D打印系统第三实施例示意图。
图中各标号清单为：1、打印平台，2、打印腔体，2-1、地板，3、堆积成型层，4、打印头，5、打印线材，6、打印堆积层，7、高频压头，8、涂覆装置，8-1、喷嘴，8-2、滚轮，8-3、支架，8-4、绝热层，9、液体收集槽，10、高频雾化头，11、热固性树脂，12、导流管13、自动启闭阀，14、粘结层，15、打印底垫。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明。
准备工作：
1、先在所述液体收集槽9底面上打印一层打印底垫15，作为FDM 3D打印模型的打印基础；
2、设置打印层高为0.2mm；
3、打印线材线径为1.75mm；
4、高频压头7振动频率设置为30-55KHz。
本实用新型实施例1提供了一种二次熔融FDM 3D打印系统，参看图1、2，组成中包括打印平台1及打印平台1上设置的打印腔体2，所述打印腔体2内设置打印头4，打印线材5自上而下穿过所述打印头4在所述打印腔体2内熔融堆积，自下而上逐层堆积、层层叠加打印出制品，组成中还包括超声波焊接设备，所述超声波焊接设备的高频压头7设置于所述打印头4的后方，所述高频压头7对已堆积的打印堆积层6和其下相邻的已冷却的堆积成型层3高频振动并保持压力，使所述打印堆积层6和所述堆积成型层3接合面等温熔融粘接。
上述二次熔融FDM 3D打印系统，组成中还包括设置于所述打印腔体2内的涂覆装置8和液体收集槽9，所述打印头4的前端设置向前延伸的支架8-3，所述涂覆装置8设置于所述支架8-3上，所述涂覆装置8的外表面设置绝热层8-4，所述液体收集槽9上端敞口置于所述打印腔体2的地板2-1上，以所述液体收集槽9的内底面为基础自下而上层层叠加打印模型，所述涂覆装置8为喷涂装置，所述喷涂装置的上部为压力腔，下部设置喷嘴8-1，所述喷嘴8-1朝向已冷却的所述堆积成型层3喷涂所述热固性树脂11，所述热固性树脂11的热固化温度为50-60℃，已涂覆的所述热固性树脂11在所述打印腔体2内50-90℃的环境下固化形成粘结层14，所述粘结层14的厚度为0.01mm，所述打印线材5在所述粘结层14上熔融堆积形成所述打印堆积层6。
上述二次熔融FDM 3D打印系统，组成中还包括设置于所述液体收集槽9内的雾化流平装置，所述雾化流平装置包括高频雾化头10及水洗液，所述高频雾化头10接通电源，将所述水洗液激荡雾化，对所述制品外表面浸润雾化，流平外表面纹路，所述水洗液为酒精溶液。
本实用新型实施例1提供了一种二次熔融FDM 3D打印系统，超声波焊接设备接通电源，驱动所述高频压头7对所述堆积成型层3及打印堆积层6的接合面进行高频振动并保持压力，所述堆积成型层3及打印堆积层6接合面在高频振动作用下摩擦，已冷却的所述堆积成型层3表面再次发生熔融，与所述打印堆积层6等温熔融粘结，克服了现有技术因层间温度差异导致的FDM 3D打印模型层与层间的粘结力差的缺点，所述高频压头7对所述打印堆积层6加压，所述打印堆积层6与所述堆积成型层3在有压力的作用下进行粘结，进一步提高了FDM 3D打印模型层与层间的粘结力。
更进一步地，所述喷涂装置在已冷却的所述堆积成型层3表面均匀喷涂一层厚度为0.01mm的热固性树脂11，固化形成粘结层14，在所述粘结层14上熔融堆积所述打印堆积层6，所述热固性树脂11起到粘结剂作用；另一方面，在逐层喷涂过程中所述热固性树脂11可以浸入层间缝隙，消除因为缝隙导致的粘结缺陷，更进一步提高FDM 3D打印模型层与层间的粘结力。
完成打印后，采用所述高频雾化头10对所述FDM 3D打印模型表面进行雾化流平处理，保证了打印精度的同时进一步增强了FDM 3D打印模型表面强度。
所述打印腔体2的地板2-1上设置液体收集槽9，在所述热固性树脂11涂覆过程中，多余部分可流至液体收集槽9，避免废弃物污染打印腔体，以利于下一次模型打印作业。
本实用新型实施例2提供了一种二次熔融FDM 3D打印系统，参看图1、2，组成中包括打印平台1及打印平台1上设置的打印腔体2，所述打印腔体2内设置打印头4，打印线材5自上而下穿过所述打印头4在所述打印腔体2内熔融堆积，自下而上逐层堆积、层层叠加打印出制品，组成中还包括超声波焊接设备，所述超声波焊接设备的高频压头7设置于所述打印头4的后方，所述高频压头7对已堆积的打印堆积层6和其下相邻的已冷却的堆积成型层3高频振动并保持压力，使所述打印堆积层6和所述堆积成型层3接合面等温熔融粘接。
上述二次熔融FDM 3D打印系统，组成中还包括设置于所述打印腔体2内的涂覆装置8和液体收集槽9，所述打印头4的前端设置向前延伸的支架8-3，所述涂覆装置8设置于所述支架8-3上，所述涂覆装置8的外表面设置绝热层8-4，所述液体收集槽9上端敞口置于所述打印腔体2的地板2-1上，以所述液体收集槽9的内底面为基础自下而上层层叠加打印模型，所述涂覆装置8为滚涂装置，所述滚涂装置的上部为压力腔，下部设置滚轮8-2，所述滚轮8-2沿所述打印头4的移动方向滚动将所述热固性树脂11滚涂于已冷却的所述堆积成型层3上表面，所述热固性树脂11的热固化温度为50-60℃，已涂覆的所述热固性树脂11在所述打印腔体2内50-90℃的环境下固化形成粘结层14，所述粘结层14的厚度为0.1mm，所述打印线材5在所述粘结层14上熔融堆积形成所述打印堆积层6。
上述二次熔融FDM 3D打印系统，组成中还包括设置于所述液体收集槽9内的雾化流平装置，所述雾化流平装置包括高频雾化头10及水洗液，所述高频雾化头10接通电源，将所述水洗液激荡雾化，对所述制品外表面浸润雾化，流平外表面纹路，所述水洗液为乙酸乙酯溶液。
本实用新型实施例2提供了一种二次熔融FDM 3D打印系统，超声波焊接设备接通电源，驱动所述高频压头7对所述堆积成型层3及打印堆积层6的接合面进行高频振动并保持压力，所述堆积成型层3及打印堆积层6接合面在高频振动作用下摩擦，已冷却的所述堆积成型层3表面再次发生熔融，与所述打印堆积层6等温熔融粘结，克服了现有技术因层间温度差异导致的FDM 3D打印模型层与层间的粘结力差的缺点，所述高频压头7对所述打印堆积层6加压，所述打印堆积层6与所述堆积成型层3在有压力的作用下进行粘结，进一步提高了FDM 3D打印模型层与层间的粘结力。
更进一步地，所述滚涂装置在已冷却的所述堆积成型层3表面均匀滚涂一层厚度为0.1mm的热固性树脂11，固化形成粘结层14，在所述粘结层14上熔融堆积所述打印堆积层6，所述热固性树脂11起到粘结剂作用，进一步提高了FDM 3D打印模型层与层间的粘结力。
完成打印后，采用所述高频雾化头10对所述FDM 3D打印模型表面进行雾化流平处理，保证了打印精度的同时进一步增强了FDM 3D打印模型表面强度。
所述打印腔体2的地板2-1上设置液体收集槽9，在所述热固性树脂11涂覆过程中，多余部分可流至液体收集槽9，避免废弃物污染打印腔体，以利于下一次模型打印作业。
本实用新型实施例3提供了另一种二次熔融FDM 3D打印系统，参看图4，组成中包括打印平台1及打印平台1上设置的打印腔体2，所述打印腔体2内设置打印头4，打印线材5自上而下穿过所述打印头4在所述打印腔体2内熔融堆积，自下而上逐层堆积、层层叠加打印出制品，组成中还包括超声波焊接设备，所述超声波焊接设备的高频压头7设置于所述打印头4的后方，所述高频压头7对已堆积的打印堆积层6和其下相邻的已冷却的堆积成型层3高频振动并保持压力，使所述打印堆积层6和所述堆积成型层3接合面等温熔融粘接。
上述二次熔融FDM 3D打印系统，组成中包括液体收集槽9、导流管12和自动启闭阀13，所述液体收集槽9上端敞口置于所述打印腔体2的地板2-1上，以所述液体收集槽9的内底面为基础自下而上层层叠加打印模型，所述导流管12上端通过所述自动启闭阀13与热固性树脂11供应管道相连接、下端延伸至所述液体收集槽9内，所述自动启闭阀13根据打印进程开启或关闭，所述热固性树脂11通过所述导流管12注入至所述液体收集槽9内，浸入已完成堆积的所述各堆积成型层3接合面，填补所述接合面处的空隙，所述热固性树脂11的热固化温度为50-60℃，所述打印腔体2内温度为50-90℃，所述导流管12在所述打印腔体2内的管段外侧包覆绝热层。
上述二次熔融FDM 3D打印系统，组成中还包括设置于所述液体收集槽9内的雾化流平装置，所述雾化流平装置包括高频雾化头10及水洗液，所述高频雾化头10接通电源，将所述水洗液激荡雾化，对所述制品外表面浸润雾化，流平外表面纹路，所述水洗液为乙酸乙酯溶液。
本实用新型实施例3提供了一种二次熔融FDM 3D打印系统，超声波焊接设备接通电源，驱动所述高频压头7对所述堆积成型层3及打印堆积层6的接合面进行高频振动并保持压力，所述堆积成型层3及打印堆积层6接合面在高频振动作用下摩擦，已冷却的所述堆积成型层3表面再次发生熔融，与所述打印堆积层6等温熔融粘结，克服了现有技术因层间温度差异导致的FDM 3D打印模型层与层间的粘结力差的缺点，所述高频压头7对所述打印堆积层6加压，所述打印堆积层6与所述堆积成型层3在有压力的作用下进行粘结，进一步提高了FDM 3D打印模型层与层间的粘结力。
所述热固性树脂11注入到所述液体收集槽9内，浸没已完成堆积的所述各堆积成型层3接合面，填补所述接合面处的空隙，在所述打印腔体2内部温度热作用下固化起到粘接剂的作用，消除因为缝隙导致的粘结缺陷，更进一步提高FDM 3D打印模型层与层间的粘结力。
所述打印腔体2的地板2-1上设置液体收集槽9，在所述热固性树脂11涂覆过程中，多余部分可流至液体收集槽9，避免废弃物污染打印腔体，以利于下一次模型打印作业。
综上所述，本实用新型解决FDM 3D打印模型Z轴方向的强度明显低于注塑件的问题，达到了更好地利用FDM 3D打印技术以极大地缩短产品的研制周期,提高生产率和降低生产成本的目的。
Claims (8)
1.一种二次熔融FDM 3D打印系统，组成中包括打印平台(1)及打印平台(1)上设置的打印腔体(2)，所述打印腔体(2)内设置打印头(4)，打印线材(5)自上而下穿过所述打印头(4)在所述打印腔体(2)内熔融堆积，自下而上逐层堆积、层层叠加打印出制品，其特征是，组成中还包括超声波焊接设备，所述超声波焊接设备的高频压头(7)设置于所述打印头(4)的后方，所述高频压头(7)对已堆积的打印堆积层(6)和其下相邻的已冷却的堆积成型层(3)高频振动并保持压力，使所述打印堆积层(6)和所述堆积成型层(3)接合面等温熔融粘接。
2.根据权利要求1所述的二次熔融FDM 3D打印系统，其特征是，组成中还包括设置于所述打印腔体(2)内的涂覆装置(8)和液体收集槽(9)，所述打印头(4)的前端设置向前延伸的支架(8-3)，所述涂覆装置(8)设置于所述支架(8-3)上，所述涂覆装置(8)的外表面设置绝热层(8-4)，所述液体收集槽(9)上端敞口置于所述打印腔体(2)的地板(2-1)上，以所述液体收集槽(9)的内底面为基础自下而上层层叠加打印模型，所述涂覆装置(8)在已冷却的所述堆积成型层(3)上表面涂覆热固性树脂(11)，所述打印腔体(2)内温度为50-90℃，所述热固性树脂(11)的热固化温度为50-60℃，已涂覆的所述热固性树脂(11)固化形成粘结层(14)，所述粘结层(14)厚度为0.01-0.1mm，所述打印线材(5)在所述粘结层(14)上熔融堆积形成所述打印堆积层(6)。
3.根据权利要求2所述的二次熔融FDM 3D打印系统，其特征是，所述打印腔体(2)为保温结构，所述打印腔体(2)的地板(2-1)采用电加热地板。
4.根据权利要求2所述的二次熔融FDM 3D打印系统，其特征是，所述涂覆装置(8)为喷涂装置，所述喷涂装置的上部为压力腔，下部设置喷嘴(8-1)，所述喷嘴(8-1)朝向所述堆积成型层(3)喷涂所述热固性树脂(11)。
5.根据权利要求2所述的二次熔融FDM 3D打印系统，其特征是，所述涂覆装置(8)为滚涂装置，所述滚涂装置的上部为压力腔，下部设置滚轮(8-2)，所述滚轮(8-2)沿所述打印头(4)的移动方向滚动将所述热固性树脂(11)滚涂于所述堆积成型层(3)上表面。
6.根据权利要求1所述的二次熔融FDM 3D打印系统，其特征是，组成中包括液体收集槽(9)、导流管(12)和自动启闭阀(13)，所述液体收集槽(9)上端敞口置于所述打印腔体(2)的地板(2-1)上，以所述液体收集槽(9)的内底面为基础自下而上层层叠加打印模型，所述导流管(12)上端通过所述自动启闭阀(13)与热固性树脂(11)供应管道相连接、下端延伸至所述液体收集槽(9)内，所述打印腔体(2)内温度为50-90℃，所述自动启闭阀(13)根据打印进程开启或关闭，所述热固性树脂(11)通过所述导流管(12)注入至所述液体收集槽(9)内，浸渍填补已完成堆积的各所述堆积成型层(3)接合面处的空隙，所述热固性树脂(11)的热固化温度为50-60℃，所述导流管(12)在所述打印腔体(2)内的管段外侧包覆绝热层。
7.根据权利要求2-6任一所述的二次熔融FDM 3D打印系统，其特征是，组成中还包括设置于所述液体收集槽(9)内的雾化流平装置，所述雾化流平装置包括高频雾化头(10)及水洗液，所述高频雾化头(10)接通电源，将所述水洗液激荡雾化，对所述制品外表面浸润雾化，流平外表面纹路，所述水洗液为酒精溶液或乙酸乙酯溶液。
8.根据权利要求2、4、5、6任一所述的二次熔融FDM 3D打印系统，其特征是，所述热固性树脂(11)为聚卤酸树脂。
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| CN201921968026.XU CN211251340U (zh) | 2019-11-14 | 2019-11-14 | 一种二次熔融fdm 3d打印系统 |
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| CN201921968026.XU CN211251340U (zh) | 2019-11-14 | 2019-11-14 | 一种二次熔融fdm 3d打印系统 |
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