CN213383024U - 一种3d打印耗材熔接治具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种3D打印耗材熔接治具，包括底座，底座上装设有夹具背板，所述底座上设有耗材导向机构，夹具背板上可升降的压紧机构，压紧机构上设有加热熔接机构，夹具背板上装设有控制面板，压紧机构、加热熔接机构分别与控制面板连接，压紧机构位于耗材导向机构上方，加热熔接机构位于耗材导向机构和压紧机构之间。本实用新型通过压紧机构朝向耗材导向机构的移动，实现自动化耗材的熔接，精准控制，有效提高了3D打印效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及3D打印技术领域，具体地说是一种3D打印耗材熔接治具。
背景技术
3D打印技术即快速成形技术的一种，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用(比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件。
3D打印技术最突出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零件，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。
与传统技术相比，3D打印技术还拥有如下优势：通过摒弃生产线而降低了成本；大幅减少了材料浪费；而且，它还可以制造出传统生产技术无法制造出的外形，让人们可以更有效地设计出飞机机翼或热交换器；另外，在具有良好设计概念和设计过程的情况下，三维打印技术还可以简化生产制造过程，快速有效又廉价地生产出单个物品。
三维打印技术还有其他重要的优点。大多数金属和塑料零件为了生产而设计，这就意味着它们会非常笨重，并且含有与制造有关但与其功能无关的剩余物。三维打印技术不是这样的。在三维打印技术中，原材料只为生产所需要的产品，借用三维打印技术，他的团队生产出的零件更加精细轻盈。当材料没有了生产限制后，就能以最优化的方式来实现其功能，因此，与机器制造出的零件相比，打印出来的产品的重量要轻60％，并且同样坚固。
FDM(Fused Deposition Modeling)工艺熔融沉积制造(FDM)是目前应用最广的一种3D打印技术,FDM的材料一般是热塑性材料，如ABS、尼龙等,以丝状供料。材料在喷头内被加热熔化。喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速凝固，并与周围的材料凝结。它具有工艺简单、易于操作、打印精度较高，表面成型质量较好，易于装配、原材料费用低等优点。
FDM打印耗材的外形为丝状,在打印过程中,它是通过送料机构进入喷头热熔化后被挤出。丝状材料在用尽之前,缺料检测装置会产生换料信号令机器停止打印。目前丝状材料换料的方法主要采用人手更换,由于在换料的过程中,喷头仍然会有少量熔胶溢流在打印件上,会对打印件的外观结构产生影响；另外,FDM在多色打印领域方面通常作法是采用多卷不同颜色的材料同时送料产生混变的颜色,或者是通过多色耗材(单卷料上做成多种颜色)来实现多色打印,对于需要即定颜色的打印通常需要更换不同颜色的材料来实现。这在即定颜色打印方面同样存在不足之处。此外, 频繁的换料也容易造成送料不畅或堵头的问题。
实用新型内容
为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种3D打印耗材熔接治具。
为了解决上述技术问题，本实用新型采取以下技术方案：
一种3D打印耗材熔接治具，包括底座，底座上装设有夹具背板，所述底座上设有耗材导向机构，夹具背板上可升降的压紧机构，压紧机构上设有加热熔接机构，夹具背板上装设有控制面板，压紧机构、加热熔接机构分别与控制面板连接，压紧机构位于耗材导向机构上方，加热熔接机构位于耗材导向机构和压紧机构之间。
所述压紧机构包括压紧气缸、导向槽气缸、活动板、压紧块，压紧块的底面设有耗材上槽位，压紧气缸装在夹具背板上，活动板与压紧气缸的驱动轴连接，导向槽气缸装在活动板上，导向槽气缸的驱动轴向下活动穿过活动板并与压紧块连接，压紧气缸和导向槽气缸均与控制面板连接。
所述耗材导向机构包括导料板，该导料板上设有耗材下槽位，耗材下槽位正对着耗材上槽位，耗材下槽位和耗材上槽位贴合后形成容纳耗材的槽腔，导料板装在底座上。
所述导料板上安装有导柱，活动板通过导向轴套与导柱活动安装。
所述加热熔接机构包括上加热组件和下加热组件；
上加热组件包括上加热器、上导热板、上聚热隔离块、上温度传感器，上加热器与上导热板连接，上导热板装在上聚热隔离块内，上加热器、上温度传感器分别与控制面板连接，上聚热隔离块与活动板连接；
下加热组件包括下加热器、下导热板、下聚热隔离块、下温度传感器、启动开关，下加热器与下导热板连接，下导热板装在下聚热隔离块内，下加热器、下温度传感器分别与控制面板连接，下聚热隔离块装在导料板上，启动开关装在夹具背板上并与控制面板连接；
上聚热隔离块和下聚热隔离块上均设有供耗材通过的耗材槽位。
所述上聚热隔离块内正对着上加热器的位置装设有上散热器，下聚热隔离块内正对着下加热器的位置装设有下散热器。
所述夹具背板上对应下加热组件的区域装设有散热风扇。
所述控制面板上装接有温度指示灯。
所述上聚热隔离块和下聚热隔离块均为铁氟龙块。
所述控制面板装在夹具背板的背面。
本实用新型通过自动化的熔接操作，打印过程中在耗材将要打印完之前,将要继续打印的卷料与打印之中的卷料熔接在一起,实现在线熔接，提高了打印效率。或者可以根据客户即定的熔接方式制作多色卷料熔接,增加即定颜色打印模式，送料方便，不易造成堵料问题。
附图说明
附图1和2分别为本实用新型不同视角的立体结构示意图；
附图3为本实用新型侧视结构示意图；
附图4和5分别为本实用新型不同部位的分解示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。
如附图1-5所示，本实用新型提供了一种3D打印耗材熔接治具，包括底座1，底座1上装设有夹具背板2，所述底座1上设有耗材导向机构，夹具背板2上可升降的压紧机构，压紧机构上设有加热熔接机构8，夹具背板2上装设有控制面板11，压紧机构、加热熔接机构分别与控制面板连接，压紧机构位于耗材导向机构上方，加热熔接机构位于耗材导向机构和压紧机构之间。两条耗材的连接端置于加热熔接机构中，通过加热熔融结合在一起，实现耗材的连接。
所述压紧机构包括压紧气缸5、导向槽气缸6、活动板7、压紧块12，压紧块12的底面设有耗材上槽位13，压紧气缸5装在夹具背板2上，活动板7与压紧气缸5的驱动轴连接，导向槽气缸6装在活动板7上，导向槽气缸6的驱动轴向下活动穿过活动板7并与压紧块12连接，压紧气缸5 和导向槽气缸6均与控制面板连接。
所述耗材导向机构包括导料板91，该导料板91上设有耗材下槽位92，耗材下槽位92正对着耗材上槽位14，耗材下槽位92和耗材上槽位14贴合后形成容纳耗材的槽腔，导料板91装在底座1上。导向槽气缸6带动压紧块12上下移动，使得压紧块下移时能够贴合在导料板上，耗材上槽位和耗材下槽位对合，限定出了耗材的槽腔，对耗材也起到了压紧作用。通常在导料板上的两侧各设一个耗材下槽位，便于耗材的放置。
所述导料板91上安装有导柱4，活动板7通过导向轴套15与导柱4 活动安装。通过该导柱，确保活动板的上下移动更具导向性和稳定性。可在导料板的两侧各设一根导柱，确保可靠性。
所述加热熔接机构包括上加热组件和下加热组件。
上加热组件包括上加热器81、上导热板82、上聚热隔离块83、上温度传感器84，上加热器81与上导热板82连接，上导热板82装在上聚热隔离块83内，上加热器、上温度传感器分别与控制面板连接，上聚热隔离块与活动板连接。
下加热组件包括下加热器85、下导热板86、下聚热隔离块87、下温度传感器88、启动开关14，下加热器85与下导热板86连接，下导热板 86装在下聚热隔离块87内，下加热器、下温度传感器分别与控制面板连接，下聚热隔离块87装在导料板91上，启动开关装在夹具背板上并与控制面板连接。活动板带动上加热组件向下移动，与下加热组件靠近，一起对耗材进行加热熔接。
上聚热隔离块和下聚热隔离块上均设有供耗材通过的耗材槽位，便于耗材的放置和输送，在熔接过程中保证耗材的稳定性。
所述上聚热隔离块83内正对着上加热器81的位置装设有上散热器 17，下聚热隔离块87内正对着下加热器75的位置装设有下散热器18，在加热完成后，通过上散热器和下散热器，可以及时的进行散热。该上散热器和下散热器，可为散热铝板，制备成具有散热片的结构形态。上聚热隔离块和下聚热隔离块的侧部都设有相应的开口，便于上散热器、下散热器的散热。
所述夹具背板2上对应下加热组件的区域装设有散热风扇16，通过该散热风扇将热量及时的散发出去。
另外，所述控制面板上装接有温度指示灯，可为三色指示灯，如具有红色、黄色、绿色，由控制面板进行控制，当红灯亮时，为加热熔接过程；当绿灯亮时，熔接完成。根据需要可进行预先的设定。
所述上聚热隔离块和下聚热隔离块均为铁氟龙块，具有良好的聚热隔热功能。
所述控制面板装在夹具背板的背面，不会对底座上的正常加工产生影响。
本实用新型中，将需要连接的两种耗材分别铺设在导料板上。如正在打印的耗材20可放置在导料板91的右侧，新增的连接耗材21放置在导料板91的左侧，并且对合接触着，对合接触的端部位于下加热器所在的位置。
先利用压紧气缸带动活动板整体下移，使上加热组件与下加热组件对合，上聚热隔离块和下聚热隔离块对合压紧着耗材。导向槽气缸带动压紧块下移，压合着导料板，对耗材起到定位导向作用。活动板整体下移过程中，当触碰到启动开关时，上加热器和下加热器开始工作加热，使得上导热板和下导热板受热温度升高，从而对耗材进行加热熔融，此时指示灯会亮起相应的指示颜色。通过下温度传感器和上温度传感器实时检测温度，对加热起到控制作用。按照预设的加时间，加热熔融完成后，控制面板控制上加热器和下加热器停止加热，启动解热风扇，进行快速冷却降温，使熔融的耗材凝固，从而使两种耗材连接在一起，指示灯亮起相应的指示颜色。导向槽气缸复位，带动压紧块回位，压紧气缸带动活动板上移，从而实现打印过程中不停机的供料操作。
需要说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其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，但是凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种3D打印耗材熔接治具，包括底座，底座上装设有夹具背板，其特征在于，所述底座上设有耗材导向机构，夹具背板上可升降的压紧机构，压紧机构上设有加热熔接机构，夹具背板上装设有控制面板，压紧机构、加热熔接机构分别与控制面板连接，压紧机构位于耗材导向机构上方，加热熔接机构位于耗材导向机构和压紧机构之间。
2.根据权利要求1所述的3D打印耗材熔接治具，其特征在于，所述压紧机构包括压紧气缸、导向槽气缸、活动板、压紧块，压紧块的底面设有耗材上槽位，压紧气缸装在夹具背板上，活动板与压紧气缸的驱动轴连接，导向槽气缸装在活动板上，导向槽气缸的驱动轴向下活动穿过活动板并与压紧块连接，压紧气缸和导向槽气缸均与控制面板连接。
3.根据权利要求2所述的3D打印耗材熔接治具，其特征在于，所述耗材导向机构包括导料板，该导料板上设有耗材下槽位，耗材下槽位正对着耗材上槽位，耗材下槽位和耗材上槽位贴合后形成容纳耗材的槽腔，导料板装在底座上。
4.根据权利要求3所述的3D打印耗材熔接治具，其特征在于，所述导料板上安装有导柱，活动板通过导向轴套与导柱活动安装。
5.根据权利要求4所述的3D打印耗材熔接治具，其特征在于，所述加热熔接机构包括上加热组件和下加热组件；
上加热组件包括上加热器、上导热板、上聚热隔离块、上温度传感器，上加热器与上导热板连接，上导热板装在上聚热隔离块内，上加热器、上温度传感器分别与控制面板连接，上聚热隔离块与活动板连接；
下加热组件包括下加热器、下导热板、下聚热隔离块、下温度传感器、启动开关，下加热器与下导热板连接，下导热板装在下聚热隔离块内，下加热器、下温度传感器分别与控制面板连接，下聚热隔离块装在导料板上，启动开关装在夹具背板上并与控制面板连接；
上聚热隔离块和下聚热隔离块上均设有供耗材通过的耗材槽位。
6.根据权利要求5所述的3D打印耗材熔接治具，其特征在于，所述上聚热隔离块内正对着上加热器的位置装设有上散热器，下聚热隔离块内正对着下加热器的位置装设有下散热器。
7.根据权利要求6所述的3D打印耗材熔接治具，其特征在于，所述夹具背板上对应下加热组件的区域装设有散热风扇。
8.根据权利要求7所述的3D打印耗材熔接治具，其特征在于，所述控制面板上装接有温度指示灯。
9.根据权利要求8所述的3D打印耗材熔接治具，其特征在于，所述上聚热隔离块和下聚热隔离块均为铁氟龙块。
10.根据权利要求9所述的3D打印耗材熔接治具，其特征在于，所述控制面板装在夹具背板的背面。
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