CN218701340U - 一种连续长纤维3d打印的进料装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及3D打印技术领域，且公开了一种连续长纤维3D打印的进料装置，包括固定架、纤维束滚轴、树脂池、导向环、成型平台、出料口套、固化灯和出料口。通过树脂池、导向环和出料口套的配合使用，使得该装置可实现连续长纤维的3D打印，无需对纤维特殊处理，无需设计及加热装置和进料驱动装置，进而减少了传统的3D打印装置需考虑树脂与纤维的熔融温度与分解温度等因素对材料性能的影响，提高了该装置的实用性。通过固化灯、纤维束滚轴的配合使用，使得可实现光固化树脂和热固化树脂等多种树脂进行3D打印，对树脂形态限制小，避免对于树脂限制过大导致影响3D打印的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及3D打印技术领域，具体为一种连续长纤维3D打印的进料装置。
背景技术
3D打印是通过特定的喷头将材料挤出、喷射或发射的形式按照程序设定的轨迹打印在一个成型平台上，通过层层分配由二维结构到三维模型的过程。常见的3D打印有挤出打印、喷墨打印和激光辅助打印。挤出打印是基于计算机控制一层一层的沉积熔融/半固态聚合物、聚合物溶液或分散物等通过移动喷嘴作为挤压打印头，通过控制材料在制作平台固定表面上的层流方式构建三维物体。
一般添加纤维的3D打印通常使用挤出式打印机或激光辅助式打印机，然而两者在纤维打印过程中都存在一定的缺点，挤出式打印，常用于纤维与热塑性树脂利用可熔融沉积形成长丝，在入料口设计滚轴驱动加热熔融后挤出料口进行3D打印，这种打印方式需考虑树脂与纤维的熔融温度与分解温度等因素对材料性能的影响，并且该方式无法实现连续长纤维的3D打印。激光辅助3D打印，通过纤维与可光固化树脂预聚体溶液共混后逐层进行打印，激光打印需要避光腔室，同时树脂的粘度和光固化速率对能否进行3D打印有很大的限制，且该方法也不能实现连续长纤维的3D打印，因此我们急需一种操作便捷，可实现连续长纤维3D打印的新方法。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种连续长纤维3D打印的进料装置，具备方便直接将长纤维进行自动输送实现3D打印使用过程中，无需进行特殊处理，如剪切、熔融。使用更加方便，而且长纤维表面附裹树脂更加均匀，打印速率更快的优点，解决了长纤维被物理破坏再进行3D打印的问题。
本实用新型提供如下技术方案：
一种连续长纤维3D打印的进料装置，包括固定架、纤维束滚轴、树脂池、导向环、成型平台、出料口套、固化灯和出料口，纤维束滚轴的两端滚动连接在固定架上，所述树脂池和固化灯固定在固定架上，所述导向环下端紧靠树脂池下端，且树脂池下端连接出料口，所述纤维束滚轴上的纤维通过导向环的引入，直接到达出料口，且导向环表面设有孔洞结构，所述固化灯位于出料口下方。
优选地，所述树脂池的池壁为透明材料。
优选地，所述树脂池池壁标有刻度。
优选地，所述树脂池设有加料口。
优选地，所述出料口其孔径大小可调换。
优选地，所述固化灯倾斜放置。
与现有技术对比，本实用新型具备以下有益效果：
1、该一种连续长纤维3D打印的进料装置，通过树脂池、导向上下口和出料口套的配合使用，使得该装置可实现连续长纤维的3D打印，无需对纤维特殊处理，无需设计及加热装置和进料驱动装置，进而减少了传统的3D打印装置需考虑树脂与纤维的熔融温度与分解温度等因素对材料性能的影响，提高了该装置的实用性。
2、该一种连续长纤维3D打印的进料装置，通过固化灯、纤维束滚轴的配合使用，使得可实现光固化树脂和热固化树脂等多种树脂进行3D打印，同时利用其对树脂形态限制小，避免了对于树脂限制过大导致影响3D打印的效率，提高了该装置的实用性，同时提高了3D打印的效率。
附图说明
图1为本实用新型立体结构示意图；
图2为本实用新型内部剖视结构示意图。
图中：1、树脂池；2、导向环；3、导向上下口；4、出料口套；5、出料口；6、固化灯；7、纤维束滚轴；8、成型平台。
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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1-2，一种连续长纤维3D打印的进料装置，包括固定架(图中未示出)、纤维束滚轴7、树脂池1、导向环2、成型平台8、出料口套4、固化灯6和出料口5，纤维束滚轴7的两端滚动连接在固定架上，树脂池1和固化灯6固定在固定架上，导向环2下端紧靠树脂池1下端，且树脂池1下端连接出料口5，纤维束滚轴7上的纤维通过导向环2的引入，直接到达出料口5，且导向环2表面设有孔洞结构，树脂池中的树脂通过导向环2表面的空洞流入导向环2内部并浸润纤维束，所述固化灯6位于出料口5下方。
利用纤维束滚轴7和下端开口设有可调节大小的出料口5，能够及时控制打印过程的精密程度。
纤维束在纤维束滚轴7受到的摩擦力小于在导向环2内被树脂浸润后流动产生的牵引力，利用纤维束滚轴7摩擦力小，使得在纤维进料时有较小的阻力影响，避免纤维束滚轴7摩擦过大导致纤维在进料时有较大的阻力影响，同时避免了纤维在进料时阻力过大影响后续打印，提高了该装置的实用性。
导向环2设有导向上下口3，导向环2下端紧靠树脂池1下端，树脂池1下端连接出料口5，上述结构中，纤维束滚轴7上的纤维在经过导向环2时其表面浸润了足够的树脂，在达到出料口5时纤维和树脂形成了一种核壳结构，提高了3D打印的效率。
纤维束滚轴7上缠绕的纤维通过导向环2的引入，可直接到达出料口5，其导向环2表面含有大量孔洞结构，利用上述结构，方便了纤维的输送，另一方面可起到固定纤维位置，保证长纤维束的规整性，同时可控制树脂浸润均匀，无需人为控制长纤维束先浸润再打印，提高了该装置的便捷性。
出料口5其孔径大小可调换，进一步控制打印的精度，提高打印效率。
树脂池1的池壁为透明材料，池壁标有刻度，树脂池1设有加料口。方便直接观察物料含量及时补充物料，树脂预聚体可直接加料，无需特殊工具，使用更加方便，从而实现不间断的3D打印，提高了3D打印的效率。
固化灯6倾斜设置，其位置可移动，控制与树脂间的距离从而调控固化时间，可进一步提高3D打印的效率和精度。固化灯6的倾斜装置，调整固化灯6的倾斜角度，可提高固化灯6的照射面积，在连续长纤维到成型平台8之间进行预光照，可进一步控制纤维表面浸润树脂含量和粘度，从而提高3D打印的效率和精度。
工作原理，将树脂倒入树脂池1后经过重力作用达到出料口5，纤维束通过导向环2导向出料口5，同时纤维束经过树脂的浸润使其表面含有树脂，两者之间形成核壳结构，经过3D打印程序设定在成型平台8逐层打印。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种连续长纤维3D打印的进料装置，其特征在于，包括固定架、纤维束滚轴(7)、树脂池(1)、导向环(2)、成型平台(8)、出料口套(4)、固化灯(6)和出料口(5)，纤维束滚轴(7)的两端滚动连接在固定架上，所述树脂池(1)和固化灯(6)固定在固定架上，所述导向环(2)下端紧靠树脂池(1)下端，且树脂池(1)下端连接出料口(5)，所述纤维束滚轴(7)上的纤维通过导向环(2)的引入，直接到达出料口(5)，且导向环(2)表面设有孔洞结构，所述固化灯(6)位于出料口(5)下方。
2.根据权利要求1所述的一种连续长纤维3D打印的进料装置，其特征在于：所述树脂池(1)的池壁为透明材料。
3.根据权利要求2所述的一种连续长纤维3D打印的进料装置，其特征在于：所述树脂池(1)池壁标有刻度。
4.根据权利要求1所述的一种连续长纤维3D打印的进料装置，其特征在于：所述树脂池(1)设有加料口。
5.根据权利要求1所述的一种连续长纤维3D打印的进料装置，其特征在于：所述出料口(5)其孔径大小可调换。
6.根据权利要求1所述的一种连续长纤维3D打印的进料装置，其特征在于：所述固化灯(6)倾斜放置。
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