CN213564394U - 一种封闭式3d打印机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种封闭式3D打印机系统，由保温腔体、加热装置、打印平台、温度监测模块、打印喷头、排气装置、鼓风装置组成；保温腔体由内部隔热板、外部保温板、顶部隔热罩组成；打印平台位于内部隔热板内，可上下运动；打印喷头可沿水平方向运动，打印喷头的电机和送丝部分在顶部隔热罩外侧，排气装置用于连通打印机内腔和外界空气，通过加装过滤器，可有效过滤打印时产生的毒气和粉尘，改善操作者的工作环境，鼓风装置将加热装置产生的热量均匀输送到打印机内腔当中，并形成热量循环；通过温度检测模块的使用，可以定量控制打印机内腔温度，以满足打印不同耗材时所需要的内腔温度要求。

Description

一种封闭式3D打印机系统

技术领域

本实用新型属于增材制造技术领域，尤其涉及一种封闭式3D打印机系统。

背景技术

FDM (熔融层积成型技术) 是迄今为止最容易获取且使用最广泛的 3D 打印工艺之一，FDM 3D打印技术是根据软件预设的坐标挤出热塑性塑料丝，自下而上逐层构建零件，它使用生产级别热塑性塑料的专业3D打印技术，所以这些零件具有良好的机械、耐热性和化学强度。

随着3D打印技术的不断进步，3D打印材料也不断的推陈出新，有些材料具有很好的机械、物理及化学性质，比如PEEK材料，PEEK（聚醚醚酮）在国际上被认为是未来最有希望取代钛合金材料成为骨植入物原材料的下一代生物材料之一，同时PEEK也被工程界称之为“21世纪最有前途的材料”，拥有众多优点，但市面生能打印PEEK材料的3D打印机少之又少，最主要的原因之一就是打印PEEK材料对打印机的性能要求非常高，首先要求打印温度在400℃以上，环境温度保持90℃以上，热床温度120℃以上，所以要求打印机必须是封闭式的且具有温控功能；有些材料在打印过程中收缩率大而且会产生有毒气体和粉尘，比如ABS材料，它是一种韧性好、易于加工成型的热塑型高分子结构材料，它在汽车制造，家用电器等行业应用非常广泛，但ABS在热塑成型过程中会产生有毒气体，市面上现有技术的3D打印机要么是开放式要么没有加装空气过滤装置，操作者工作环境恶劣，另外由于ABS收缩率大，打印时需要将打印平台加热到100℃以上，若打印的模型尺寸较小，打印平台全局加热势必导致能耗的增加，通过分区加热，可以有效降低能耗且不影响打印效果。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种封闭式3D打印机系统，以下为本实用新型所采用的技术方案。

一种封闭式3D打印机系统，其特征在于，所述封闭式3D打印机系统包括保温腔体、加热装置、打印平台、温度监测模块、打印喷头、排气装置、鼓风装置，所述保温腔体由三部分组成，分别是内部隔热板、外部保温板、顶部隔热罩，所述加热装置位于打印机底部，所述打印平台位于内部隔热板内部，可以上下运动；所述温度监测模块安装在内部隔热板上，位于高度方向的中间位置；所述打印喷头的电机和送丝部分在顶部隔热罩外侧，喷嘴及加热部分在顶部隔热罩内侧，打印喷头可沿着水平面在各个方向运动，所述排气装置位于打印机侧面的顶部，由排气阀、过滤器、排气扇组成；所述鼓风装置由鼓风机和风道组成，分别布置于打印机底部和侧面。

优选的，所述内部隔热板为镜面不锈钢材质，用于反射内部热量，降低热量耗散。

优选的，所述外部保温板为两层不锈钢板加中间填充泡沫石棉组成，用于防止热量外泄。

优选的，所述顶部隔热罩为风琴伸缩式结构，喷头移动过程中，能始终保持封闭。

优选的，所述加热装置位于打印机底部的内部隔热板和外部保温板之间，采用电热丝加热。

优选的，所述所述打印平台可分区间自加热，可以选择加热的幅面及位置。

优选的，所述温度监测模块能实时监测腔内温度并反馈给控制系统，控制系统通过控制加热装置的通断以调节腔内温度。

优选的，所述排气装置安装在打印机侧面顶部位置，由排气阀、过滤器、排气扇组成，可主动排放打印机内腔的空气，通过过滤器过滤后排出大气。

优选的，所述鼓风装置包含两台鼓风机和两个风道组成，风道的排风口位于内部隔热板的上端位置，用于将底部热量传输至顶部，并形成热量循环。

本实用新型提供一种封闭式3D打印机系统，具有以下优点。

1、四周及底部采用双层保温结构，顶部喷头移动过程中也能保证全程封闭，保温效果好，能量损失小。

2、打印喷头的电机和送丝部分工作时需要散热，环境温度不能太高，都布置在保温层外侧，提高打印机的可靠性。

3、打印平台可分区间加热，可以选择加热的幅面及位置，节能降耗。

4、鼓风装置和加热装置的配合使用，提升打印机腔内温度的均匀性，利于提高打印的成功率。

、专用的排气装置，可过滤打印过程中产生的废气和粉尘，改善操作者的工作环境。

附图说明

图1为实施例的一种封闭式3D打印机系统整体结构示意图。

图2为实施例的顶部隔热罩结构示意图。

图3为实施例的打印平台分区示意图。

图中：1-加热装置；2-打印平台；3-保温腔体；4-内部隔热板；5-温度监测模块；6-第一风道；7-外部保温板；8-隔热罩；9-打印喷头；10-排气阀；11-过滤器；12-排气扇；13-第二风道；14-第二鼓风机；15-第一鼓风机。

具体实施方式

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详细描述。

如图1所示，一种封闭式3D打印机系统包括保温腔体3、加热装置1、打印平台2、温度监测模块5、打印喷头9、排气装置、鼓风装置。

所述保温腔体3由三部分组成，分别是内部隔热板4、外部保温板7、顶部隔热罩8。

所述加热装置1安装在打印机底部位置，位于内部隔热板4和外部保温板7之间，采用电热丝加热。

所述打印平台2位于内部隔热板4的内部，可上下运动，打印开始阶段位于最顶端，打印过程中逐渐下降，打印结束时下降到最低位置。

所述温度监测模5块安装在内部隔热板上，位于高度方向的中间位置，可实时监测腔内温度并反馈给控制系统，控制系统通过控制加热装置1的加热开关以调节腔内温度。

所述打印喷头9的电机和送丝部分在顶部隔热罩8的上方，便于散热，而喷嘴及加热部分在顶部隔热罩8的下方，打印喷头9可沿着水平面在各个方向运动。

所述排气装置安装在打印机侧面的顶部位置，由排气阀10、过滤器11、排气扇12组成，可主动抽排打印机内腔的空气，通过过滤器11过滤后排出大气。

所述鼓风装置由两个鼓风机和两个风道组成，第一鼓风机15布置在加热装置1的下方左侧位置，吸风口连接加热装置1的底部，排风口连接第一风道6，将热量输送到机器左侧顶部；第二鼓风机14布置在加热装置1的下方右侧位置，吸风口连接加热装1的底部，排风口连接第二风道13，将热量输送到机器右侧顶部。

所述内部隔热板4为镜面不锈钢材质，用于反射内部热量，降低热量耗散。

所述外部保温板7为两层不锈钢板和中间填充泡沫石棉组成，用于防止热量外泄。

如图2所示，所述顶部隔热罩8为风琴伸缩式结构，喷头移动过程中，能始终保持封闭，防止热量损失。

如图3所示，所述打印平台2可分区间自加热，可以选择加热的幅面及位置。

以上，所描述的实施例仅为本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以上对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

Claims (8)

1.一种封闭式3D打印机系统，其特征在于，所述封闭式3D打印机系统包括保温腔体、加热装置、打印平台、温度监测模块、打印喷头、排气装置、鼓风装置，所述保温腔体由三部分组成，分别是内部隔热板、外部保温板、顶部隔热罩，所述加热装置位于打印机底部，所述打印平台位于内部隔热板内部，可以上下运动；所述温度监测模块安装在打印机内部；所述打印喷头的电机和送丝部分在顶部隔热罩外侧，喷嘴及加热部分在顶部隔热罩内侧，打印喷头可沿着水平面在各个方向运动，所述排气装置位于打印机侧面的顶部，由排气阀、过滤器、排气扇组成；所述鼓风装置由鼓风机和风道组成，分别布置于打印机底部和侧面。

2.根据权利要求1所述的一种封闭式3D打印机系统，其特征在于所述内部隔热板为镜面不锈钢材质，用于反射内部热量，降低热量耗散。

3.根据权利要求1所述的一种封闭式3D打印机系统，其特征在于所述外部保温板为两层不锈钢板加中间填充泡沫石棉组成，用于防止热量外泄。

4.根据权利要求1所述的一种封闭式3D打印机系统，其特征在于所述顶部隔热罩为风琴伸缩式结构，喷头移动过程中，能始终保持封闭。

5.根据权利要求1所述的一种封闭式3D打印机系统，其特征在于所述加热装置位于打印机底部的内部隔热板和外部保温板之间，采用电热丝加热。

6.根据权利要求1所述的一种封闭式3D打印机系统，其特征在于所述打印平台可分区间自加热，可以选择加热的幅面及位置。

7.根据权利要求1所述的一种封闭式3D打印机系统，其特征在于所述温度监测模块安装在内部隔热板上，位于高度方向的中间位置，能实时监测腔内温度并反馈给控制系统，控制系统通过控制加热装置的通断以调节腔内温度。

8.根据权利要求1所述的一种封闭式3D打印机系统，其特征在于所述鼓风装置包含两台鼓风机和两个风道组成，风道的排风口位于内部隔热板的上端位置，用于将底部热量传输至顶部，并形成热量循环。

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