CN214164034U - 一种全彩3d打印挤出系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全彩3D打印挤出系统，包括外壳、高温混合器、多个挤出机、搅拌组件、挤出组件和剪断组件；高温混合器内置于外壳中，高温混合器内部开设有一混合腔，混合腔具有一出料端，高温混合器的壁上开设有多个均与混合腔相连通进料通道；多个挤出机与多个进料通道一一对应，挤出机的出料端经由对应的进料通道与混合腔相连通；搅拌组件的搅拌端内置于高温混合器中，挤出组件包括固定架、出料件、转料件和驱动件，固定架与外壳滑动连接，出料件和转料件均固定于固定架上，出料件和转料件均具有一进料端，驱动件的输出端与固定架连接；解决彩色打印过程中切换颜色时，需要将余料挤出并经擦料塔擦去，导致打印速度变慢且浪费材料的问题。

Description

一种全彩3D打印挤出系统

技术领域

本实用新型涉及全彩3D打印技术领域，尤其涉及一种全彩3D打印挤出系统。

背景技术

市面上已有的FDM全彩3D打印(或彩色3D打印)采用的方案：二进一出、三进一出(为主)、多进一出、彩色线材、多进多出等。全彩3D打印主要使用三进一出的方式，即采用三原色线材，按照一定比例挤出，在喷头空腔中混色并挤出，实现彩色3D打印。

在彩色打印过程中切换颜色时，由于空腔中存在余料，导致打印颜色变化存在延时问题。需要打印擦料塔类似的结构将此段材料打印挤出，此方法将导致打印速度较慢，同时还会浪费较多的材料。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种全彩3D打印挤出系统，用以解决彩色打印过程中切换颜色时，需要将余料挤出并经擦料塔擦去，导致打印速度变慢且浪费材料的问题。

本实用新型提供一种全彩3D打印挤出系统，包括外壳、高温混合器、多个挤出机、搅拌组件、挤出组件和剪断组件；所述高温混合器内置于所述外壳中，所述高温混合器内部开设有一混合腔，所述混合腔具有一出料端，所述高温混合器的壁上开设有多个均与所述混合腔相连通进料通道；多个所述挤出机与多个所述进料通道一一对应，所述挤出机的出料端经由对应的所述进料通道与所述混合腔相连通；所述搅拌组件的搅拌端内置于所述高温混合器中，以供被搅拌的物料经由所述出料端导出；所述挤出组件包括固定架、出料件、转料件和驱动件，所述固定架与所述外壳滑动连接，所述出料件和所述转料件均固定于所述固定架上，所述出料件和所述转料件均具有一进料端，所述驱动件与所述外壳固定连接，所述驱动件的输出端与所述固定架连接，用于驱动所述固定架滑动，以供所述出料件的进料端或所述转料件任意一者与所述出料端对应设置；所述剪断组件具有一剪料端，所述剪料端正对着所述高温混合器的出料端，以供将物料剪断。

进一步的，所述高温混合器的进料通道的数量为三个，所述挤出机的数量为三个。

进一步的，所述搅拌组件包括电机和螺杆，所述电机与所述外壳固定连接，所述电机的输出轴与所述螺杆连接，所述螺杆伸入到所述混合腔中，并将所述混合腔中的物料从所述高温混合器远离所述电机一侧的出料端导出。

进一步的，该挤出系统还包括一塑形头和导向管，所述塑形头和所述导向管均内置于所述外壳中，所述塑形头的一端与所述混合腔的出料端相连通，所述塑形头的另一端与所述导向管的一端相连通，所述导向管的另一端与所述出料件的进料端或所述转料件的进料端。

进一步的，所述出料件包括第一导料管、加热头和喷头，所述第一导料管固定于所述固定架上，所述第一导料管的一端与所述混合腔的出料端相连通，所述第一导料管的另一端与所述加热头的一端连通，所述加热头的另一端与所述喷头连通。

进一步的，所述转料件包括第二导料管和废料盒，所述第二导料管固定于所述固定架上，所述第二导料管的一端与所述混合腔的出料端相连通，所述第一导料管的另一端与所述废料盒相连通。

进一步的，所述驱动件为直线电机。

进一步的，所述剪断组件包括铲刀，所述铲刀与所述外壳滑动连接，所述铲刀的尖端为剪料端、且正对着所述高温混合器的出料端。

进一步的，该装置包括一视觉传感器，所述视觉传感器内置于所述外壳中，所述视觉传感器的拍摄端正对着所述高温混合器的出料端，以供识别物料的颜色。

与现有技术相比，通过设置固定架、出料件、转料件和驱动件，驱动件带动固定架在外壳上滑动，从而使出料件的进料端或转料件的进料端与混合腔的出料端连通，当出料件的进料端与出料端连通时，物料经由搅拌组件位于混合腔内的搅拌端搅拌后，由出料端导入到出料件的进料端，物料喷出实现打印过程，当需要更换另一种颜色的物料时，由于高温混合器以及高温混合器和挤出组件之间存在余料，此时，使转料件的进料端与混合腔的出料端连通，继续进新的物料，在新的物料的推动下，将余料全部挤入到转料件中收集起来，并通过剪断组件的剪料端使余料和新料分离，无需现有技术中通过擦料塔擦去余料的方式，加快打印速度，且余料全部收集起来，可以回收再利用，节省资源。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种全彩3D打印挤出系统实施例中整体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，本实施例中的一种全彩3D打印挤出系统，包括外壳(图纸未示)、高温混合器100、多个挤出机200、搅拌组件300、挤出组件600和剪断组件700，高温混合器100内置于外壳中，多个挤出机200的出料端与高温混合器100的进料端相连通，搅拌组件300与高温混合器100连接，挤出组件600的进料端与高温混合器100的出料端连通，剪断组件700正对着高温混合器100的出料端。

本实施方案中的高温混合器100内置于外壳中，高温混合器100内部开设有一混合腔110，混合腔110具有一出料端，高温混合器100的壁上开设有多个均与混合腔110相连通进料通道120。

本实施例方案中的多个挤出机200与多个进料通道120一一对应，挤出机200的出料端经由对应的进料通道120与混合腔110相连通。

本实施例中的高温混合器100的进料通道120的数量为三个，挤出机200的数量为三个，三个挤料机分别对品红、黄、青三种颜色的PLA物料提供挤出压力。

可以理解的是，本实施例中的挤出机200为现有全彩3D打印机所通用的挤出机200，用以将线状的物料导入到高温混合器100的进料通道120中。

本实施方案中的搅拌组件300的搅拌端内置于高温混合器100中，以供被搅拌的物料经由的出料端导出。

本实施例中的搅拌组件300包括电机310和螺杆320，电机310与外壳固定连接，电机310的输出轴与螺杆320连接，螺杆320伸入到混合腔110中，并将混合腔110中的物料从高温混合器100远离电机310一侧的出料端导出。

通过螺杆320搅拌、输送物料，具体的，替代传统的静态混色，将三种颜色的物料充分混合，使用螺杆320搅拌，螺杆320具有一定的推动力，防止三个挤料机挤出速度不一致时，导致压力大的进料通道120内的材料向压力小的进料通道120流动，导致堵塞甚至连接处漏料等问题。

本实施方案中的挤出组件600包括固定架610、出料件620、转料件630和驱动件640，固定架610与外壳滑动连接，出料件620和转料件630均固定于固定架610上，出料件620和转料件630均具有一进料端，驱动件640与外壳固定连接，驱动件640的输出端与固定架610连接，用于驱动固定架610滑动，以供出料件620的进料端或转料件630的进料端任意一者与混合腔110的出料端对应设置，需要说明的是，此处“对应设置指的是，当出料件620的进料端与出料端对应设置时，物料经由出料端流入到出料件620的进料端；当转料件630的进料端与出料端对应设置时，物料经由出料端流入到转料件630的进料端”。

其中，出料件620包括第一导料管621、加热头622和喷头623，第一导料管621固定于固定架610上，第一导料管621的一端与混合腔110的出料端相连通，第一导料管621的另一端与加热头622的一端连通，加热头622的另一端与喷头623连通。

其中，转料件630包括第二导料管631和废料盒632，第二导料管631固定于固定架610上，第二导料管631的一端与混合腔110的出料端相连通，第一导料管621的另一端与废料盒632相连通。

本实施例中的驱动件640采用直线电机310，可以理解的是，驱动件640也可以采用气缸、油缸等器件，只要能带动固定架610沿其滑动方向运动即可。

为了便于多种颜色的物料经高温混合器100混合后成型，本实施例中的该挤出系统还包括一塑形头400和导向管500，塑形头400和导向管500均内置于外壳中，塑形头400的一端与混合腔110的出料端相连通，塑形头400的另一端与导向管500的一端相连通，导向管500的另一端与出料件620的进料端或转料件630的进料端。

进一步的，外壳的内壁上还设置有风扇800，风扇800的出风方向正对着塑形头400。

本实施方案中的剪断组件700具有一剪料端，剪料端正对着高温混合器100的出料端，以供将物料剪断。

本实施例中的剪断组件700包括铲刀，铲刀与外壳滑动连接，铲刀的尖端为剪料端、且正对着高温混合器100的出料端。

为了便于直观看出是否需要剪断混合后的物料，以便于更换另一种颜色的物料，本实施例中的该装置包括一视觉传感器710，视觉传感器710内置于外壳中，视觉传感器710的拍摄端正对着高温混合器100的出料端，以供识别物料的颜色。

工作流程：三个挤料机分别对品红、黄、青三种颜色的PLA物料提供挤出压力，将三种物料分别经由对应的进料通道120导入到高温混合器100的混合腔110中，物料经高温变成熔融状态，开启电机310，电机310带动螺杆320转动，螺杆320对混合的三种物料进行搅拌，随着螺杆320的运动，三种物料混合均匀，并导出混合腔110，经塑形头400中的通孔重新塑性，风扇800降温形成固态状的混合物料，并经过导向管500导入到第一导料管621中，经由加热头622加热，随着喷头623喷出，直至快要完成打印工作时，提前停止进料，铲刀将导向管500和第一导料管621之间的物料铲断，直至第一导料管621内的物料喷完，即打印工作完成(需要理解的是，喷头623与剪切组件之间存在一定的距离，但此距离是可计算的，故不影响颜色的实时切换，只需在打印时设置好提前量或者滞后量即可)，开启直线电机310带动固定架610相对外壳滑动，直至第二导料管631的进料端正对着导向管500，关闭直线电机310，继续进入新的物料，使导向管500至混合腔110中这一段混合成型过程中的余料被挤压至废料盒632中收集起来，当新混合好的物料移动至导向管500时，铲刀将物料切断，此时，开启直线电机310，直至第一导料管621的进料端正对着导向管500，可进行新物料的打印工作。

与现有技术相比：通过设置固定架610、出料件620、转料件630和驱动件640，驱动件640带动固定架610在外壳上滑动，从而使出料件620的进料端或转料件630的进料端与混合腔110的出料端连通，当出料件620的进料端与出料端连通时，物料经由搅拌组件300位于混合腔110内的搅拌端搅拌后，由出料端导入到出料件620的进料端，物料喷出实现打印过程，当需要更换另一种颜色的物料时，由于高温混合器100以及高温混合器100和挤出组件600之间存在余料，此时，使转料件630的进料端与混合腔110的出料端连通，继续进新的物料，在新的物料的推动下，将余料全部挤入到转料件630中收集起来，并通过剪断组件700的剪料端使余料和新料分离，无需现有技术中通过擦料塔擦去余料的方式，加快打印速度，且余料全部收集起来，可以回收再利用，节省资源。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种全彩3D打印挤出系统，其特征在于，包括外壳、高温混合器、多个挤出机、搅拌组件、挤出组件和剪断组件；

所述高温混合器内置于所述外壳中，所述高温混合器内部开设有一混合腔，所述混合腔具有一出料端，所述高温混合器的壁上开设有多个均与所述混合腔相连通进料通道；

多个所述挤出机与多个所述进料通道一一对应，所述挤出机的出料端经由对应的所述进料通道与所述混合腔相连通；

所述搅拌组件的搅拌端内置于所述高温混合器中，以供被搅拌的物料经由所述出料端导出；

所述挤出组件包括固定架、出料件、转料件和驱动件，所述固定架与所述外壳滑动连接，所述出料件和所述转料件均固定于所述固定架上，所述出料件和所述转料件均具有一进料端，所述驱动件与所述外壳固定连接，所述驱动件的输出端与所述固定架连接，用于驱动所述固定架滑动，以供所述出料件的进料端或所述转料件任意一者与所述出料端对应设置；

所述剪断组件具有一剪料端，所述剪料端正对着所述高温混合器的出料端，以供将物料剪断。

2.根据权利要求1所述的全彩3D打印挤出系统，其特征在于，所述高温混合器的进料通道的数量为三个，所述挤出机的数量为三个。

3.根据权利要求1所述的全彩3D打印挤出系统，其特征在于，所述搅拌组件包括电机和螺杆，所述电机与所述外壳固定连接，所述电机的输出轴与所述螺杆连接，所述螺杆伸入到所述混合腔中，并将所述混合腔中的物料从所述高温混合器远离所述电机一侧的出料端导出。

4.根据权利要求1所述的全彩3D打印挤出系统，其特征在于，该挤出系统还包括一塑形头和导向管，所述塑形头和所述导向管均内置于所述外壳中，所述塑形头的一端与所述混合腔的出料端相连通，所述塑形头的另一端与所述导向管的一端相连通，所述导向管的另一端与所述出料件的进料端或所述转料件的进料端。

5.根据权利要求1所述的全彩3D打印挤出系统，其特征在于，所述出料件包括第一导料管、加热头和喷头，所述第一导料管固定于所述固定架上，所述第一导料管的一端与所述混合腔的出料端相连通，所述第一导料管的另一端与所述加热头的一端连通，所述加热头的另一端与所述喷头连通。

6.根据权利要求5所述的全彩3D打印挤出系统，其特征在于，所述转料件包括第二导料管和废料盒，所述第二导料管固定于所述固定架上，所述第二导料管的一端与所述混合腔的出料端相连通，所述第一导料管的另一端与所述废料盒相连通。

7.根据权利要求1所述的全彩3D打印挤出系统，其特征在于，所述驱动件为直线电机。

8.根据权利要求1所述的全彩3D打印挤出系统，其特征在于，所述剪断组件包括铲刀，所述铲刀与所述外壳滑动连接，所述铲刀的尖端为剪料端、且正对着所述高温混合器的出料端。

9.根据权利要求1所述的全彩3D打印挤出系统，其特征在于，该装置包括一视觉传感器，所述视觉传感器内置于所述外壳中，所述视觉传感器的拍摄端正对着所述高温混合器的出料端，以供识别物料的颜色。

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