CN213891274U - 3d打印机上浆设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种3D打印机上浆设备，是针对解决现有同类产品结构设计欠佳导致上浆温度和速度较难调节导致热塑性上浆剂较难充分浸渍的技术问题而设计。该上浆设备的加热装置呈块状，加热装置的喷孔内设有连续碳纤维；其要点是所述加热装置内的喷孔与进料孔相连进入喷头的内腔，喷头的加热装置处设有加热器，连续碳纤维的一端连接纤维卷筒，连续碳纤维通过第二导向轮进入加热装置的喷孔和喷头的喷嘴，并由冷却装置的内孔连接收卷轮，收卷轮设有电机，导管的另一端与调压泵连接；导管内热塑性上浆剂进入加热装置后通过喷头的内腔升温加热处理后，在喷头的内腔对连续碳纤维进行上浆处理，上述部件连为一体构成打印头中上浆设备的主体。

Description

3D打印机上浆设备

技术领域

本实用新型涉及连续纤维3D打印机，是一种3D打印机上浆设备。

背景技术

3D打印机是一种用于打印立体产品的新型打印机，能通过打印机的喷头按照设定的路径“拉”出一个三维物体。其中，连续纤维3D打印技术能综合利用工业机器人、3D打印末端执行器等技术，快速输送、沉积连续纤维增强体，以及树脂基体并原位浸渍、固化，自动化程度和柔性更高，研发周期可缩短至原来的1/30，生产速度可提高100倍。连续纤维3D打印机一般由多机器人组成柔性单元，机器人端添加多个3D打印末端执行器，同时打印头可支持碳纤维、玻璃纤维等材料。此类连续纤维3D打印机如中国专利文献中披露的申请号201410325650.3，申请公布日2014.11.19，发明名称“一种连续长纤维增强复合材料3D打印机及其打印方法”；再如中国专利文献中披露的申请号201910641807.6，申请公布日2019.11.12，发明名称“一种连续纤维增强复合材料的3D打印机及其打印方法”。但上述产品的打印头较难一体成型，体积较大，以及上浆温度可调、可控、节能较差，较难充分浸渍，容易产生上浆浸渍不透，不均匀的问题。

发明内容

为克服上述不足，本实用新型的目的是提供一种3D打印机上浆设备，针对现有同类产品结构设计欠佳导致3D打印机的打印头较难作为一个整体机构用于装配生产，纤维增强树脂基复合材料的3D打印成形效果较差，上浆温度和速度较难调节导致热塑性上浆剂较难充分浸渍的技术问题而设计，其目的是通过如下技术方案实现的。

一种3D打印机上浆设备，该上浆设备的加热装置呈块状，加热装置的顶部一侧端角设有平键角，加热装置的喷孔内设有连续碳纤维，加热装置的平键角一端进料孔与导管的一端连接，加热装置内的喷孔与进料孔相通。其结构设计要点是所述加热装置内的喷孔与进料孔相连进入喷头的内腔，喷头的加热装置处设有加热器，连续碳纤维的一端连接纤维卷筒，连续碳纤维通过第二导向轮进入加热装置的喷孔和喷头的喷嘴，并由冷却装置的内孔连接收卷轮，即从冷却装置出来的连续碳纤维另一端通过第三导向轮连接收卷轮，收卷轮设有电机，导管的另一端与调压泵连接，调压泵与上浆机构连接，电机、加热器、冷却装置、调压泵通过线路与控制器连接，导管内热塑性上浆剂进入加热装置后通过喷头的内腔升温加热处理后，在喷头的内腔对连续碳纤维进行上浆处理，纤维卷筒、收卷轮、调压泵、冷却装置与加热装置连为一体构成打印头中上浆设备的主体。从而该上浆设备作为同类产品中的3D打印上浆成型一体机构使用，上述喷头为鹰钩型喷嘴，便于纤维增强树脂基复合材料的3D打印成形，热塑性上浆剂通过调压泵加压控制，热塑性上浆剂亦可采用液态，使热塑性上浆剂充分浸渍和均匀，上浆度可调、可控、节能，该上浆设备占地面积小，操作方便，上浆工艺参数便于优化调整，适用于中小批量连续碳纤维的上浆及预浸料的制备，实现连续纤维增强复合材料物体的3D打印。

所述加热装置内喷头的内腔为锥形内腔，所述锥形内腔由圆锥形融合上浆腔和锥形出丝喷嘴腔构成，加热装置内的喷孔与进料孔相连处位于喷头内锥形内腔上方的锥形过渡腔。上述结构使热塑性上浆剂进一步充分均匀浸渍。

所述调压泵与加热装置之间的导管设有第一导向轮。从而便于调压泵与加热装置之间的导管使用更加稳定。

所述连续碳纤维替换为短切纤维。上述短切纤维提高层间剪切强度，进一步提高纤维增强树脂基复合材料的打印成形。

本实用新型结构设计合理，稳定性好，装配方便，体积小，上浆温度可调、可控、节能，热塑性上浆剂充分浸渍；其适合作为3D打印机上浆设备使用及预浸料的制备，以及同类产品的结构改进。

附图说明

图1是本实用新型的工作原理结构示意图。

附图序号及名称：1、加热装置，2、导管，3、第一导向轮，4、调压泵，5、热塑性上浆剂，6、第二导向轮，7、纤维卷筒，8、连续碳纤维，9、加热器，10、喷头，11、冷却装置，12、第三导向轮，13、收卷轮。

具体实施方式

现结合附图，对本实用新型结构和使用作进一步描述。如图1所示，该上浆设备的加热装置1呈块状，加热装置的顶部一侧端角设有平键角，加热装置的喷孔内设有连续碳纤维8，加热装置的平键角一端进料孔与导管2的一端连接，加热装置内的喷孔与进料孔相通。加热装置内的喷孔与进料孔相连进入喷头10的内腔，加热装置内喷头的内腔为锥形内腔，所述锥形内腔由圆锥形融合上浆腔和锥形出丝喷嘴腔构成，加热装置内的喷孔与进料孔相连处位于喷头内锥形内腔上方的锥形过渡腔。喷头的加热装置处设有加热器10，连续碳纤维8的一端连接纤维卷筒7，连续碳纤维通过第二导向轮6进入加热装置的喷孔和喷头的喷嘴，并由冷却装置11的内孔连接收卷轮13，即从冷却装置出来的连续碳纤维另一端通过第三导向轮12连接收卷轮，收卷轮设有电机，导管2的另一端与调压泵4连接，调压泵与加热装置之间的导管设有第一导向轮3，调压泵与上浆机构连接。电机、加热器、冷却装置、调压泵通过线路与控制器连接，导管内热塑性上浆剂5进入加热装置后通过喷头的内腔升温加热处理后，在喷头的内腔对连续碳纤维进行上浆处理，纤维卷筒、收卷轮、调压泵、冷却装置与加热装置连为一体构成打印头中上浆设备的主体。

该上浆设备装配安装于连续纤维3D打印机的打印头，并连接对应的线路至控制器。使用时，导管内热塑性上浆剂通过调压泵加压控制进入加热装置，与进入加热装置内的连续碳纤维一起在喷头的内腔混合和加热，完成上浆及浸渍后，连续碳纤维经过冷却装置冷却后收回收卷轮，实现纤维丝材的上浆处理，同时从喷嘴流出的连续碳纤维直接在工作平台上打印三维增强复合材料物体，实现纤维增强树脂基复合材料的打印成形。

综上所述，该上浆设备具有如下优点：上浆温度可调、可控、节能；热塑性上浆剂通过调压泵加压控制，充分浸渍，解决上浆浸渍不透，不均匀问题；同时，喷头采用鹰钩型喷嘴，该便于进行纤维增强树脂基复合材料的3D打印成形；设备占地面积小，灵活方便，一机两用，即作为3D打印机纤维上浆设备及纤维增强复合材料3D打印机使用。

Claims (3)

1.一种3D打印机上浆设备，该上浆设备的加热装置（1）呈块状，加热装置的顶部一侧端角设有平键角，加热装置的喷孔内设有连续碳纤维（8），加热装置的平键角一端进料孔与导管（2）的一端连接，加热装置内的喷孔与进料孔相通；其特征在于所述加热装置（1）内的喷孔与进料孔相连进入喷头（10）的内腔，喷头的加热装置处设有加热器（9），连续碳纤维（8）的一端连接纤维卷筒（7），连续碳纤维通过第二导向轮（6）进入加热装置的喷孔和喷头的喷嘴，并由冷却装置（11）的内孔连接收卷轮（13），即从冷却装置出来的连续碳纤维另一端通过第三导向轮（12）连接收卷轮，收卷轮设有电机，导管（2）的另一端与调压泵（4）连接，调压泵与上浆机构连接，电机、加热器、冷却装置、调压泵通过线路与控制器连接，导管内热塑性上浆剂（5）进入加热装置后通过喷头的内腔升温加热处理后，在喷头的内腔对连续碳纤维进行上浆处理，纤维卷筒、收卷轮、调压泵、冷却装置与加热装置连为一体构成打印头中上浆设备的主体。

2.根据权利要求1所述的3D打印机上浆设备，其特征在于所述加热装置（1）内喷头（10）的内腔为锥形内腔，所述锥形内腔由圆锥形融合上浆腔和锥形出丝喷嘴腔构成，加热装置内的喷孔与进料孔相连处位于喷头内锥形内腔上方的锥形过渡腔。

3.根据权利要求1所述的3D打印机上浆设备，其特征在于所述调压泵（4）与加热装置（1）之间的导管（2）设有第一导向轮（3）。

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