CN218803848U - 用于生产3d打印线材的结晶控制装置及缠绕轮 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种用于生产3D打印线材的结晶控制装置与方法、3D打印线材、及缠绕轮，所述结晶控制装置使得生产中的3D打印线材在两个缠绕轮的线槽中往复缠绕时，经过的每一个线槽时的线速度都比前一个线槽时快，而使得3D打印线材在每一段都有拉伸来保持张力。本申请主要通过控制两个缠绕轮中每一个线槽的槽深，使得两个缠绕轮之间相邻两个位置中间的线材只有轻微拉伸张力，这样既保障了3D打印线材在第一缠绕轮与第二缠绕轮之间的张力，又最大限度的避免了线材拉伸，进而确保了线材直径的尺寸均一性。
Description
技术领域
本申请涉及3D打印的技术领域，尤其涉及一种用于生产3D打印线材的结晶控制装置与方法、3D打印线材、以及缠绕轮。
背景技术
近年来，逐渐兴起的3D打印又称为增材制造，是近30年来兴起并快速发展的一类基于逐层材料累加原理的先进制造方法。3D打印多个技术路线中的一个技术路线为材料挤出式3D打印，由于该种3D打印方式具有较低的设备成本、较广的材料选择和较好的成型件性能等优势，近几年来获得了广泛的应用。材料挤出式3D打印工艺基于材料在流动态(如熔融态、溶液等)下，受压力作用下挤出、逐层堆积并固化(如玻璃态转变、结晶、溶剂挥发等)，从而构建3D物体。在材料挤出式3D打印中应用较为广泛的一项工艺称为熔融堆积成型(fused deposition modeling，简称FDM)或熔融线材制造(fused filament fabrication，简称FFF)，其基本原理是：将热塑性高分子的线材利用齿轮传送到一个高温的热端将高分子熔融，热端在计算机运动控制系统的控制下沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化，并与周围的材料局部熔合；这一过程会不断逐层重复从而构建三维物体。
材料挤出式3D打印多使用连续的线材作为其原材料形式。线材的平均直径通常大约在1.75mm-2.85mm之间，且需要保证较好的尺寸均一度。目前应用在3D打印线材中最多的材料种类为聚乳酸(PLA)。3D打印用PLA线材一般通过挤出工艺进行制备，即将热塑性高分子通过螺杆挤出机挤出，经过水槽进行冷却定型后收卷。对于PLA这类结晶速度较慢的高分子材料，由于挤出后被迅速冷却，没有足够的时间结晶，制备的线材通常处于无定形(amorphous)状态，或仅有极低的结晶度。低结晶度会导致线材的耐热性差，更容易在打印头冷端过早软化从而导致挤出不顺畅甚至堵打印头的现象发生。目前市场上绝大多数的3D打印PLA线材均属此类。
专利CN106715100B公开了一种制备高结晶度3D打印PLA线材的方法。该方法通过对线材的后处理(退火)实现了线材的高结晶度。但经生产实践后发现，采用这一方法需要额外的后处理步骤，增加了生产工艺的复杂度并导致成品率偏低。
专利申请CN109483844A和CN209454120U公布了一种结晶度控制装置和方法，通过滚轮组增大线材在水浴中的停留时间即多段温度控制，实现了高分子挤出产品的“在线结晶”(无需后处理步骤)。但经生产实践后发现该方法在实际使用中操作较为复杂，且无法有效控制挤出产品的尺寸精度。
发明内容
鉴于以上所述相关技术的缺点，本申请的目的在于提供一种用于生产3D打印线材的结晶控制装置及缠绕轮，用于解决现有制备3D打印线材时操作较为复杂，且无法有效控制挤出产品的尺寸精度等技术问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请第一方面提供一种用于生产3D打印线材的结晶控制装置，包括：控温槽，包括用于盛装流体的槽体，用于通过控制所述流体的温度控制途径所述槽体内的3D打印线材达到结晶温度；张力控制机构，设置在所述控温槽内，包括设置在所述槽体近端的第一缠绕轮及设置在所述槽体远端的第二缠绕轮，用于供所述3D打印线材在所述第一缠绕轮及第二缠绕轮之间来回缠绕以增加所述3D打印线材在所述槽体内的滞留时间及滞留长度；其中，所述第一缠绕轮或/及第二缠绕轮上设置有多个线槽，所述多个线槽的全部或部分线槽的槽深依序增大，以便通过配置所述3D打印线材在第一缠绕轮及第二缠绕轮的缠绕方向或/及通过配置所述第一缠绕轮及第二缠绕轮的相对转速对途径所述槽体内的3D打印线材进行张力控制。
本申请第二方面提供一种缠绕轮，用于成对地装设在用于生产3D打印线材的结晶控制装置上，所述缠绕轮包括轮本体以及形成在所述轮本体上用于供线材缠绕的多个线槽，所述多个线槽的全部或部分线槽的槽深依序增大，以便通过配置所述3D打印线材在成对的缠绕轮的缠绕方向或/及通过配置所述成对的缠绕轮的相对转速对途径所述结晶控制装置上的3D打印线材进行张力控制。
综上所述，本申请提供的用于生产3D打印线材的结晶控制装置及缠绕轮，使得张力控制机构中的3D打印线材在两个缠绕轮的线槽中往复缠绕时，经过的每一个线槽时的线速度都比前一个线槽时快一点，进而使得3D打印线材在每一段都有拉伸来保持张力。本申请主要通过控制两个缠绕轮中每一个线槽的槽深，使得两个缠绕轮之间相邻两个位置中间的线材只有轻微拉伸张力，这样既保障了3D打印线材在第一缠绕轮与第二缠绕轮之间的张力，又最大限度的避免了线材拉伸，进而确保了线材直径的尺寸均一性。
附图说明
本申请所涉及的具体特征如所附权利要求书所显示。通过参考下文中详细描所述的示例性实施方式和附图能够更好地理解本申请所涉及发明的特点和优势。对附图简要说明如下：
图1显示为本申请的结晶控制方法在一实施例中的流程示意图。
图2显示为本申请的结晶控制装置在一实施例的结构示意图。
图3显示为本申请的结晶控制装置在另一实施例的结构示意图。
图4显示为本申请的张力控制机构在一实施例中的结构示意图。
图5显示为图2中A-A断面示意图。
图6显示为本申请的缠绕轮在一实施例中的结构示意图。
图7显示为图6中B-B剖面示意图。
图8显示为本申请的缠绕轮在另一实施例中的结构示意图。
图9显示为本申请中第一缠绕轮与第二缠绕轮之间形成线网的示意图。
图10显示为本申请的缠绕轮在再一实施例中的结构示意图。
图11显示为本申请的缠绕轮在再一实施例中的结构示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。
在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。
再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
下面结合附图及具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描所述的实施例仅仅是本申请一部分是实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
诚如背景技术中所述的，在高分子加工制造领域常见的挤出工艺并不能够对结晶型高分子的结晶度进行很好的控制，这导致的结果是：结晶型高分子的最终挤出产品的结晶度通常不可控，因此导致产品的性能不稳定或达不到要求。即，传统工艺无法在加工成型后直接获得高结晶度的3D打印PLA线材。例如上述专利文献CN106715100B公布的方法将线材储存的大卷上，再将大卷进行加热结晶，然后大卷分卷成小卷产品。经生产实践发现该方法增加了后处理时间和分卷时间，而且有一定线材损耗，影响了生产效率。另外，采用上述专利文献CN109483844A和CN209454120U的方案，经生产实践发现，意图让线材在热水槽中增加停留的长度有限，为了保证线材的停留时间导致线材的生产速度较慢；而且，每个轮子转动的阻力都需要线材拉动来克服，会造成线材过度拉伸，进而影响线材尺寸均一度。上述方案在较低生产速度下可以满足性能需求，当速度进一步提高则无法有效使用，不利于提高生产效率并降低生产成本。
为此，本申请提供一种用于生产3D打印线材的结晶控制装置及用于生产3D打印线材的结晶控制方法，用于让3D打印线材在挤出加工的过程中直接获得高结晶度，即是让结晶在线材生产过程中同步完成，而无需任何后处理步骤，且能够在保障生成效率的情况下保障线材良好的尺寸均一度，本申请的结晶控制方法适用于包含聚乳酸(PLA)在内的半结晶型3D打印线材。
在本申请中，术语“非结晶性”或“结晶性”通常可以用结晶度的水平高低来衡量。当结晶度较大时，聚合物分子间的引力易于相互作用，从而强度较大，但透明性较差；反之，则强度较小而透明度较佳，并且在熔解时容积变化不大，不易收缩。
在本申请中，术语“线材”通常是指具备横截面直径较小且长度较长的形态的成料。例如，所述线材的横截面可以为圆形、方形或椭圆形。
在本申请中，术语“包含”通常是指包括明确指定的特征，但不排除其他要素。
在本申请中，术语“约”通常是指在指定数值以上或以下0.5％-10％的范围内变动，例如在指定数值以上或以下0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、或10％的范围内变动。
“聚乳酸”有时缩写成“PLA”，是一种高分子量聚合物，由丙交酯聚合合成，后者是一种乳酸、或2-羟基丙酸的环状二聚体。乳酸是一种手性分子，有两种光学异构体，l-乳酸和d-乳酸。通常情况下l-乳酸和d-乳酸都存在PLA中。l-乳酸和d-乳酸的组成比例是决定PLA结晶行为(包括结晶度和结晶动力学)的关键因素。多数市售PLA的l-乳酸含量占到主要地位。当d-乳酸含量升高时，结晶度、熔融温度、结晶速率都会相应降低。当d-乳酸含量超过15％时，PLA的结晶能力会变得非常弱。适合于本申请中所述的PLA，其l-乳酸含量的范围最好在85％到100％之间。这种PLA材料的例子有Nature Works LLC供应的2500HP、4032D、2003D、4043D和7001D等。
高分子熔体冷却结晶的过程大致如下：塑料粒子经过挤出加工形成高分子熔体，微观结构是由无规则缠结的高分子链组成。高分子熔体在出口模冷却的过程中，有些高分子链保持无序状态，形成无定形区；而有些高分子链呈现规整排列，形成晶体区。结晶区域所占的比例即为高分子材料的结晶度。
高分子材料的结晶主要包括两步：(1)成核，即高分子链或其它组分在一定条件下形成晶核；(2)晶体生长，即高分子链在晶核周围规整排列，形成晶体。对于某个特定的材料，其成核和晶体生长会存在温度依赖性，即存在温度T’和T”(其中T’<T”)，分别对应成核速度最快的温度和晶体生长最快的温度。部分高分子材料在熔体冷却过程中，只能形成晶核，无法生长成晶体。这是因为当熔体温度从高温逐渐冷却过程中，先达到T”(晶体生长最快的温度)附近，此时分子链活动容易生长晶体，但熔体中缺乏供晶体附着生长的晶核，所以熔体中没有形成结晶区；当温度进一步下降达到T’附近，此时熔体开始形成大量晶核，但此时和后续温度偏小，分子链个运动困难，无法在晶核周围规整排列生长出晶体。当对冷却后的材料进行二次加热，且温度达到T”附近时，高分子链开始从晶核上生长出晶体。这一结晶行为通常被称为冷结晶，具备冷结晶行为的高分子材料也可被称为冷结晶高分子。常见的冷结晶高分子包括：聚乳酸、聚对苯二甲酸二甲酯，一部分的聚酰胺等。
所述冷结晶的行为通常可以用差示扫描量热法(differential scanningcalorimetry或DSC)进行表征。表征方法是：
1.按照具体DSC仪器的要求，称量适量的样品(通常为数毫克到数十毫克)；
2.将样品放入DSC仪器，用以下温度程序进行测量：
a.一次升温：将样品以恒定升温速度(10-20C/min)加热至某一特定温度，Th，Th高于材料的最高熔点Tm且能够使材料所有的晶区完全熔融，形成熔体；
b.降温：将样品以恒定降温速度(10-20C/min)冷却至某一特定温度Tl，Tl低于材料的玻璃化转变温度Tg且能够使材料完全转变为无流动性的固态；
c.二次升温：将样品以恒定升温速度(10-20C/min)再次加热至某一特定温度Th’，Th’高于材料的最高熔点Tm且能够使材料所有的晶区完全熔融，形成熔体。Th’和Th既可以相同，也可以不同；
d.记录一次升温、降温、以及二次升温过程的热流(heat flow)。
其中，Th，Tl和Th’可以针对不同材料的特性进行灵活选择。若在二次升温的过程中，材料表现出面积不为零的结晶峰(通常为比熔融峰温度更低的放热峰)，则可判断材料具备冷结晶行为。二次升温过程中的结晶峰所对应的温度为冷结晶温度Tcold。
另一部分高分子材料的T’>T”，或两者接近，则材料熔体在冷却过程中的成核发生在晶体生长之前，或成核和晶体生长同时发生。这类高分子在使用如上所述同样的DSC方法的测试下，通常不表现出冷结晶峰，即二次升温过程中无明显结晶峰。其结晶峰通常只出现在降温过程中。降温过程中的结晶峰所对应的温度通常可以认为是材料的结晶温度，或Tc。
FDM/FFF型3D打印使用的多数PLA线材都通过熔融挤出工艺进行制备。在熔融挤出工艺过程中，干燥充分的PLA粒料，随同其他配方组分一起被投入带圆柱形模具的螺杆式高分子挤出机(单螺杆或双螺杆)中，进行连续挤出。挤出的材料随后经过冷却，通过牵引机牵引而获得所需物理尺寸，最后再被收集起来。该过程也可能使用到例如熔体泵/齿轮泵(确保稳定输出)、激光测径仪(对线材物理尺寸的实时测量)等设备。
请参阅图1，显示为本申请的结晶控制方法在一实施例中的流程示意图，如图所示，本申请的用于生产3D打印线材的结晶控制方法包括以下步骤：
步骤S10：将结晶性高分子熔融并挤出成型线材；在实施例中，通过用于生产3D打印线材的挤出机将结晶性高分子熔融并挤出成型线材。所述结晶型高分子包括聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚甲醛(POM)、聚氯乙烯(PVC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、以及上述任何高分子的共聚物中的一种或多种；其中，结晶型高分子还包含如下组分中的一种或多种：着色剂、颜料、填料、纤维、增塑剂、成核剂、热/UV稳定剂、加工助剂、冲击改性剂；
在实施例中，本申请公开的工艺适用于大部分高分子挤出设备。具体地，例如挤出机的挤出设备可以由操作人员根据实际情况进行选择。常见的挤出设备包含：单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、多螺杆挤出机、柱塞式挤出机、叶片塑化挤出机中等。同时操作人员也可以根据实际需求选择额外的装备，如熔体计量泵等。
步骤S11：令挤出的3D打印线材途径第一控温槽以降温定型；在实施例中，所述第一控温槽的控温区间为50℃-60℃之间，例如为所述第一控温槽内盛装有例如为温度区间50℃-60℃之间的水以对刚从挤出机出来的高温线材进行降温，以对线材起到熔体定型和快速成核作用，进而实现对线材的定型。
步骤S12：将定型的3D打印线材缠绕在位于所述第二控温槽中的张力控制机构上以使所述3D打印线材保持预设张力的状态下在所述控温槽内滞留预设时间以获得结晶的高分子材料线材。
请参阅图2，显示为本申请的结晶控制装置在一实施例的结构示意图，如图所示，所述结晶控制装置1包括第二控温槽11及张力控制机构12。
所述第二控温槽11包括用于盛装流体的槽体110，用于通过控制所述流体的温度控制途径所述槽体110内的3D打印线材的温度。在实施例中，所述第二控温槽11安装在一个架体10上，并于地面保持一定高度，以利于操作人员对所述第二控温槽11进行生产作业或维护。
在一实施例中，所述第二控温槽11的控温区间为80℃-100℃之间，例如为所述第二控温槽11内盛装有例如为预设温度区间为大约80℃-100℃之间的水，在一较佳实施例中，所述第二控温槽11内盛装的水的温度大约为85℃-95℃之间，例如为85℃，86℃，87℃，88℃，89℃，90℃，91℃，92℃，93℃，94℃，或者95℃；在更佳实施例中，所述第二控温槽11内盛装的水的温度大约为90℃左右，用于提升线材内高分子的链接活性，促进晶区生长。
在一些实施例中，比如所述第二控温槽11的槽体110内预设温度更高时，比如超过100℃时，例如在生产某一类线材时，需要第二控温槽11的槽体110内的预设温度达到150℃-300℃之间时，所述第二控温槽11的槽体110内可以是满足这一预设温度的油，或者满足上述预设温度的熔融低温合金液体(例如为焊锡合金熔液等)，又或者满足上述预设温度的高温盐熔液体(例如为盐溶液)，再或者满足上述预设温度的气流，更或者满足上述预设温度的蒸汽或雾气等。
在另一些实施例中，比如在某些生产制程中，需要同时对在所述第二控温槽11内定型的线材进行预处理，比如在线材表面涂覆某些材料或者对线材表面进行微孔刻蚀，则所述第二控温槽11的槽体110内用于盛装的流体为还可以为包括线材涂敷剂的液体或蒸汽，或者包括表面刻蚀剂的液体或蒸汽，当然，所述流体也可以同时包括线材涂敷剂以及表面刻蚀剂的液体或蒸汽。
在上述实施例中，为了实时监测所述第二控温槽11内的温度，其槽体110内设置有用于感测所述流体温度的温度传感器15，在一实施例中，所述温度传感器15被设置在所述第二控温槽11内的一侧，例如为远端侧或近端侧的溢水口附近，例如图2中所示的溢流槽111中，但并不局限于此，在实际的实施中，所述温度传感器15可以被设置在可以检测到所述第二控温槽11的槽体110内流体温度的任意位置。
在实施例中，所述第二控温槽11的槽体110的一侧或两侧设置有流体管路14，用于将预设温度的所述流体输入至所述槽体110内部空间中。呈如图2所示的实施例中，所述管路设置在所述第二控温槽11的槽体110的一侧并沿其长边延伸，所述管路包括用于连通外部输入管路的入口140以及位于所述槽体110内侧的多个出口(未图示)。
在又一些实施例中，比如在某些生产制程中，需要同时对在所述第二控温槽11内定型的线材进行预处理，所述第二控温槽11的槽体110内设置有用于辐射所述槽体110内部空间的红外辐射、微波辐射、交变磁场中的一种或多种装置的组合。
在一实施例中，所述第二控温槽11为一个长形槽，例如为长度为3-6m长形槽，在一较佳实施例中，所述第二控温槽11为长度为4m的长形槽，为了清楚地说明本申请实施例中各装置、部件、结构、或机构之间的位置关系，所述第二控温槽11临近上述第一控温槽的一端为近端，所述第二控温槽11远离上述第一控温槽的一端为远端，应理解的，上述的近端或远端也可以被称为近端侧或远端侧。
在一实施例中，所述第二控温槽11的近端侧及远端侧分别设置有一个溢流槽111，用于供所述槽体110内例如为水的流体溢出，所述溢流槽111与槽体110共用的侧壁上设置有用于供所述3D打印线材通过的缺口1110，所述缺口1110对应导向轮设置。
请参阅图3，显示为本申请的结晶控制装置在另一实施例的结构示意图，如图所示，在图3所示的实施例中，所述第二控温槽11的槽体110的槽口设置有可以开合的盖体，用于在生产中将所述盖体16盖在所述槽体110的槽口上，用以在放置槽体110内例如水的液体溢出的同时，也利于槽体110内水温的稳定。在本实施例中，所述盖体16是通过多个铰链构件17设置在所述槽体110的一侧，为便于操作人员对所述盖体16操作，所述盖体16上设置有一个或多个把手。
在实验中发现，熔体在每个高分子材料结晶度控制装置中的停留时间是影响结晶度的重要的因素。具体的停留时间可以通过材料的结晶速度和对最终制品的结晶度要求，挤出速度，每个高分子材料结晶度控制装置的长度，高分子材料结晶度控制装置材质/实施方案等因素进行选择和调节，因此，本申请的结晶控制装置目的之一在于通过增加3D打印线材的存储空间以增加所述3D打印线材在第二控温槽内的滞留时间。
请参阅图4，显示为本申请的张力控制机构在一实施例中的结构示意图，如图所示，在本实施例中，所述张力控制机构12包括：第一缠绕轮121及第二缠绕轮122，其中，所述第一缠绕轮121设置在所述第二控温槽11的近端，并临近所述第二控温槽11近端侧的所述溢流槽111。所述第二缠绕轮122设置在所述第二控温槽11的远端，并临近所述第二控温槽11远端侧的所述溢流槽111，所述第二缠绕轮122与所述第一缠绕轮121保持一定的间距，以使得途径所述第二控温槽11内的线材往返缠绕在所述第一缠绕轮121与第二缠绕轮122之间，以为3D打印线材提供较长的存储空间，以满足所述3D打印线材在槽体110内的滞留时间而实现线材的高结晶度。
呈如图9所示的，为水槽的第二控温槽11的两端分别布置第一缠绕轮121及第二缠绕轮122，所述第一缠绕轮121及第二缠绕轮122的间距为l，途径所述第二控温槽11的3D打印线材依次从远端第二缠绕轮122的第一圈到近端第二缠绕轮122的第一圈，再返回到远端第二缠绕轮122的第二圈，然后近端第二缠绕轮122的第二圈，如此往复，在所述第一缠绕轮121与第二缠绕轮122之间形成上下两张线网，即便所述3D打印线材在牵引机的牵引下以一定的速度(比如100m/min的速度)运行，但由于3D打印线材在第二控温槽11的长度足够长，能够满足所述3D打印线材在槽体110内的滞留时间而实现线材的高结晶度，详见后述的测试例及表1。
在本实施例中，本申请用于生产3D打印线材的结晶控制装置还包括用于驱动所述第一缠绕轮121的第一驱动电机(未图示)以及用于驱动所述第二缠绕轮122的第二驱动电机(未图示)。在本实施例中，所述第一驱动电机及第二驱动电机均为伺服电机，用于通过操作者输入控制指令来执行预设转速的工作。具体地，所述第一驱动电机及第二驱动电机通过例如传动杆及斜齿轮等机械结构1211及1222实现轮子特定速度转动。
为避免所述第一缠绕轮121与第二缠绕轮122之间形成下侧线网中相邻线材互相接触或粘黏，所述第二控温槽11的槽体110的底部设置有自近端向远端方向延伸的多个沟槽111，请参阅图5，显示为图2中A-A断面示意图，如图所示，所述多个沟槽111的每个沟槽用于供一根线材通过，如此使得多个沟槽111可以间隔缠绕于所述第一缠绕轮121及第二缠绕轮122之间形成的底部线网/下侧线网中相邻的3D打印线材。
诚如上述，所述3D打印线材途径第一控温槽进行降温定型后，需要进入所述第二控温槽11滞留一定时间以实现线材的高结晶度，因此，需要将来自所述第一控温槽的线材引入所述第二控温槽11，在实施例中，所述第二控温槽11的槽体110的近端设置有用于将所述3D打印线材引入或引出所述第一缠绕轮121的第一近端导向轮1212；以及所述槽体110的远端设置有用于将所述3D打印线材引入或引出所述第二缠绕轮122的第二近端导向轮1222。在一实施例中，所述导向轮1212或1222被装设在一个可活动的摆臂一端上，所述摆臂的另一端设置在一转轴上，所述摆臂提供了一定的运动自由度以适应高速运行的线材。
为了使所述张力控制机构的两个缠绕轮全部没入所述第二控温槽11的液体内，又或者在另一实施例中，使所述张力控制机构的两个缠绕轮的一部分(比如上部分)露出或没入所述第二控温槽11的液体(比如使缠绕于第一缠绕轮121及第二缠绕轮122的上下两个线网的下线网没入所述第二控温槽11的液体内，上线网露出所述第二控温槽11的液面)，则需要调节所述张力控制机构的两个缠绕轮在第二控温槽11的槽体110内的高度，在实施例中，所述第二控温槽11的槽体110的近端设置有用于调节所述第一缠绕轮121设置高度的第一调节机构1213；以及所述槽体110的远端设置有用于调节所述第二缠绕轮122设置高度的第二调节机构1223。具体地，所述第一调节机构1213及第二调节机构1223例如为滑块与滑轨的组合，调节到一定高度后加以固定以实现缠绕轮的高度调节。
在以下实施例中，暂以所述第一缠绕轮121及所述第二缠绕轮122浸没于所述槽体110内盛装的流体中为例进行说明。
由于所述第二控温槽11的槽体110内部空间的限制，往返缠绕在所述第一缠绕轮121与第二缠绕轮122之间线材形成上下两张线网，线网中相邻的线材间距较小，如果线网或线材无张力，在水中的线材会随水流弯曲晃动，相邻线材会在晃动过程中接触或黏连，进而影响线材的成型尺寸，但由于刚定型的线材经所述第二控温槽11升温后，其仍具有一定的软化，如果将所述线材张紧或者施加稍大的张力，则会将线材拉细，同样也会影响线材的成型尺寸，为此，在本申请中，通过合理设置往返缠绕在所述第一缠绕轮121与第二缠绕轮122之间线材形成上下两张线网中每一段线材的张力，即，确保每一段线材都张力可控且均匀，因此能实现较好的尺寸精度和均一性。
请参阅图6及图7，图6显示为本申请的缠绕轮在一实施例中的结构示意图，图7显示为图6中B-B剖面示意图，为便于说明，在图6及图7中暂以第一缠绕轮121为例，在本实施例中，所述第一缠绕轮121具有多个线槽，例如为n+1个线槽，所述多个线槽的槽深依据预设比例增大，使得相邻两个线槽的直径相差一个固定比例或者预设值，比如在一实施例中，所述固定预设值为一个固定长度，例如该长度为e，如图7所示的，最深的线槽(最小直径的线槽)的直径为r1，最浅的线槽(最大直径的线槽)的直径为r2，则线槽数量n+1和固定长度e的关系表示为：r2-r1＝n·e，在一些实施例中，最深线槽的直径r1设计在最浅线槽的直径r2的80％-99％，例如为：80％，81％，82％，83％，84％，85％，86％，87％，88％，89％，90％，91％，92％，93％，94％，95％，96％，97％，98％，或者99％，在一较佳的实施例中，最深线槽的直径r1设计为最浅线槽的直径r2的大约90％左右。
在另一实施例中，所述第一缠绕轮121或所述第二缠绕轮122上的线槽深度依序加深，但可以不遵循一个固定的值，比如可以根据实际的需求，相应地调整某一个线槽或某几个线槽的深度变化幅度，比如，在某一实施例中，由于3D打印线材刚开始缠绕在缠绕轮中第一个线槽时的软化程度大于所述3D打印线材在该缠绕轮中最后一个线槽时的软化程度(即线材呈现渐渐变硬的特点)，因此，为保障线材在每一段的张力，在设计时，可以使所述第一缠绕轮121或所述第二缠绕轮122上的最后一个线槽的深度变化幅度可以与其他线槽的深度变化幅度不同，比如最后一个线槽的深度变化更小，请参阅图8，显示为本申请的缠绕轮在另一实施例中的结构示意图，如图所示，所述缠绕轮上设置有9个线槽，以所述缠绕轮中这9个线槽的半径变化为例，自右向左以一个固定值0.4mm为例，第一个缠绕轮的半径为50mm、依次为50.4mm，50.8mm，51.2mm，51.6mm，52mm，52.4mm，52.8mm，但到最后一个槽深最浅的线槽，其半径为53mm，即最后一个线槽的深度变化更小。
由上可知，所述第一缠绕轮121或第二缠绕轮122上的每个线槽的槽深不同，在缠绕轮固定角速度下，同一个缠绕轮不同位置的线槽的线速度不同，进而通过配置所述3D打印线材在第一缠绕轮121及第二缠绕轮122的缠绕方向或者通过配置所述第一缠绕轮121及第二缠绕轮122的相对转速，又或者即配置所述3D打印线材在第一缠绕轮121及第二缠绕轮122的缠绕方向，又配置所述第一缠绕轮121及第二缠绕轮122的相对转速，对途径所述第二控温槽11内的3D打印线材进行张力控制。比如，在具体的实施例中，通过合理的设定所述第一缠绕轮121及第二缠绕轮122的速度比，就可以实现线材依次在两个缠绕轮的每个槽中经过时，线速度逐渐增大。前后的线速度差异，提供了上下两张线网中每一段线材的拉力，如此就保证了每一段线材都张力可控且均匀，因此能实现较好的尺寸精度和均一性。
如图6及图7所示的第一缠绕轮121上具有12个供3D打印线材缠绕其中的线槽，这12个线槽从图6及图7的右侧向左，线槽的槽深依次增大，即这12个线槽的直径或半径从右向左依次减小。当所述第一缠绕轮121被驱动转动时，其最右侧第一线槽的线速度小于右侧第二线槽的线速度，右侧第二线槽的线速度小于右侧第三线槽的线速度，以此类推，右侧第十一线槽的线速度小于右侧第十二线槽的线速度，换言之，当这12个线槽均缠绕有3D打印线材并在所述第一缠绕轮121被驱动转动时，位于各线槽的3D打印线材的速度从右侧第一圈向左，所述第一缠绕轮121这12个线槽的线速度为一个加速的现象，故而，当3D打印线材缠绕在所述第一缠绕轮121与所述第二缠绕轮122之间时，缠绕在所述第一缠绕轮121这12个线槽中的线材为一个加速的过程，参见后述针对图9的描述。
应理解的，当第二缠绕轮122也采用与第一缠绕轮121相同的线槽设计，且所述第一缠绕轮121的最深线槽与所述第二缠绕的最深线槽位于所述槽体110内的同一侧的情况下，往返缠绕在所述第一缠绕轮121与第二缠绕轮122之间线材形成上下两张线网中每一段线材的速度均比前一段线材的大，即往返缠绕在所述第一缠绕轮121与第二缠绕轮122之间线材形成上下两张线网中每一段线材的张力均比前一段线材的张力大。
在一实施例中，还可以通过设定所述第一驱动电机及第二驱动电机的转速比或转速差值来绑定所述第一缠绕轮121与第二缠绕轮122的转速，具体地，例如通过控制装置的例如由触控显示屏提供的显示界面提供的输入项或者选择项来实现所述第一缠绕轮121与第二缠绕轮122的转速的设定。
在一实施例中，所述3D打印线材先缠绕所述第二缠绕轮122的最深线槽(即直径最小的线槽)，之后再缠绕所述第一缠绕轮121的最深线槽后依据所述线槽从深到浅的次序在所述第二缠绕轮122与第一缠绕轮121之间往复缠绕，并经所述第一缠绕轮121的最浅线槽(即直径最大的线槽)引出。在本实施例中，设定所述第一缠绕轮121的转速大于所述第二缠绕轮122的转速。
在另一实施例中，结合成型过程线材的状态，灵活调整每一段的线材速度差，也通过设置第一驱动电机和第二驱动电机令所述第一缠绕轮121与第二缠绕轮122的转速可以保持相等，即，基于上述的缠绕方式，也可以设定所述第一缠绕轮121的转速等于第二缠绕轮122的转速。
请参阅图9，显示为本申请中第一缠绕轮与第二缠绕轮之间形成线网的示意图，如图所示，假定位于第二控温槽11内近端的第一缠绕轮121的最大直径位置线槽的线速度为va，设定位于第二控温槽11内远端的第二缠绕轮122的最大直径位置线槽的线速度为vb，所述3D打印线材的牵引速度(例如所述牵引速度为牵引机提供的速度)为v，在实施例中，通过程序设置所述第一缠绕轮121与第二缠绕轮122的速度比ka和kb，分别代表：
和
由于所述第一缠绕轮121与第二缠绕轮122均为一个运动整体，所述第一缠绕轮121或第二缠绕轮122中所有线槽对应位置的角速度相同，对应线槽位置的线速度和该缠绕轮的直径或半径成比例关系。因此，可以计算出所述第一缠绕轮121中每一个沟槽位置的线速度，从最大直径的线槽位置开始一直到最小直径的线槽位置依次为va、va·(1-e)、……、va·(1-n·e)。
相应地，所述第二缠绕轮122中每一个沟槽位置的线速度也可以得到，从最大直径的线槽位置开始一直到最小直径的线槽位置依次为：vb、vb·(1-e)、……、vb·(1-n·e)。
在具体的实现中，通过获取所述牵引机的牵引速度后，根据所述第一缠绕轮121与第二缠绕轮122的速度比ka和kb的设定值，所述第一缠绕轮121与第二缠绕轮122中的多个线槽上的线速度如下：
所述第一缠绕轮121中的多个线槽从最大直径线槽起始一直到直径最小线槽，各该线槽的线速度依次表示为：v·ka、v·ka·(1-e)、……、v·ka(1-n·e)。
所述第二缠绕轮122中的多个线槽从最大直径线槽起始一直到直径最小线槽，各该线槽的线速度依次表示为：v·kb、v·kb·(1-e)、……、v·kb·(1-n·e)。
通过设置所述第一缠绕轮121与第二缠绕轮122的转速参数值，例如，通过设置控制所述第一缠绕轮121的转速大于所述第二缠绕轮122的转速，假定所述牵引机的牵引速度为v，则实现呈如图9中所示的：
v≥v·ka≥v·kb≥v·ka·(1-e)≥v·kb·(1-e)≥……≥v·ka·(1-n·e)≥v·kb·(1-n·e)。
由此可知，所述第一缠绕轮121与第二缠绕轮122之间的3D打印线材在两个缠绕轮的线槽中往复缠绕时，3D打印线材经过的每一个线槽时的线速度都比前一个线槽时快一点，进而使得3D打印线材在每一段都有拉伸来保持张力。
从上述关系式可以看出：差值e设置越小，ka和kb设置越接近1，线槽的数量n设置越大，相邻两个位置的线速度就越接近。如此一来，就可以保证所述第一缠绕轮121与第二缠绕轮122之间相邻两个位置中间的线材只有轻微拉伸张力，这样即保障了3D打印线材在第一缠绕轮121与第二缠绕轮122之间的张力，又最大限度的避免了线材拉伸，进而确保了线材直径的尺寸均一性。
步骤S13：将所述3D打印线材从所述张力控制机构牵引出，并经冷却处理后收卷存储；在一实施例中，临近所述第二控温槽11的远端还设置有第三控温槽，在实施例中，所述第二控温槽11的控温区间为15℃-30℃之间，例如为所述第二控温槽11内盛装有例如为预设温度区间为大约15℃-30℃之间的水，例如为15℃，16℃，17℃，18℃，19℃，20℃，21℃，22℃，23℃，24℃，25℃，26℃，27℃，28℃，29℃，或者30℃；在更佳实施例中，所述第三控温槽内盛装的水的温度大约为20℃左右，用于对途径所述第三控温槽的3D打印线材降温/冷却处理，然后，由设置在生产线中的卷绕机对所述3D打印线材进行收卷成品，然后利于包装、存储或运输。
为进一步阐述本申请的原理及有益效果，本申请提供以下测试实例：
通过在上述第二控温槽11的近端及远端两侧设置第一缠绕轮121及第二缠绕轮122，并令途径所述第二控温槽11的3D打印线材依据预设顺序缠绕在第一缠绕轮121及第二缠绕轮122之间反复缠绕，使得3D打印线可以停留很长时间。设定100m/min的线材牵引速度，并经对测试模型对比测试，可以得到下表1线材的停留时间：
表1：
| 测试模型 | 圈数 | 长度(m) | 牵引速度(m/min) | 停留时间(min) |
| 直接通过 | / | 3.5 | 100 | 0.035 |
| 绕圈后通过 | 3 | 23.1 | 100 | 0.231 |
| 绕圈后通过 | 9 | 69.3 | 100 | 0.693 |
| 绕圈后通过 | 15 | 102.3 | 100 | 1.023 |
| 绕圈后通过 | … | … | … | … |
从上述表1可以获知，将第一缠绕轮121及第二缠绕轮122的线槽设计为9圈沟槽的情况下，例如采用上述图8所示的缠绕轮，3D打印线材可以在第二控温槽11的预设温度环境中滞留0.693min，依据3D打印线材在这一环境温度下滞留30s就可以完成高结晶度的要求，这一测试结果显示，本申请的设计可足够线材在加工成型过程中在线结晶。
应理解的，不同配方的PLA线材结晶速度有差异，通常充分结晶需要的停留时间从30s到2min不等。因此，在本申请发明构思的启示下，在其他的实施方式中，也可以将所述第二控温槽延长并将第一缠绕轮及第二缠绕轮的间距增加，或者适当地增加或酌减所述第一缠绕轮及第二缠绕轮上的线槽数量，均能够满足3D打印线材在第二控温槽中滞留时间。
在上述将所述第一缠绕轮及第二缠绕轮的线槽设计为图8中所示的9圈沟槽的测试例中，设定100m/min的线材牵引速度，设计所述第一缠绕轮及第二缠绕轮中每两个相邻的线槽的直径差值为0.8mm，其中，深度最深的线槽的直径100mm，深度最浅的线槽的直径106mm，设计所述第一缠绕轮及第二缠绕轮中线槽的圈数为9圈，设定所述第一缠绕轮及第二缠绕轮的速度比分别为0.990和0.995，则，经实际测试获得，每个位置的线速度依次为：100、99.5、99.3、99.1、98.6、98.3、97.9、97.6、……、93.9、93.4。由这一测试结果可知，所述3D打印线材从入口到出口速度提升了大约7％，考虑线材是在69.3m长的距离上逐步牵伸，3D打印线材可以保持比较好的尺寸稳定性，达到了工艺的设计要求。
在另一实施例中，比如将所述第二控温槽内的预设温度设为在15℃-30℃之间，基于上述方法步骤S10-S13的启示下，鉴于本申请的结晶控制装置及方法可以使3D打印线材在控温槽内长停留和低拉伸的工艺特点，可以实现需要低温加工线材的充分冷却，从而有效提高该类线材的加工质量和效率。
在再一实施例中，比如需要缠绕在所述第一缠绕轮及第二缠绕轮之间3D打印线材在所述第二控温槽内保持一个轻微松驰的状态，以释放一部分线材拉伸形变，则可以设置后一个位置的线速度略低于前一个位置的线速度，比如令所述3D打印线材先缠绕所述第二缠绕轮的最浅线槽，之后再缠绕所述第一缠绕轮的最浅线槽后依据所述线槽从浅到深的次序在所述第二缠绕轮与第一缠绕轮之间往复缠绕，并经所述第一缠绕轮的最深线槽引出。并在本实施例中，设定所述第一缠绕轮的转速小于或等于所述第二缠绕轮的转速，这样就形成一个使得3D打印线材轻微松驰的状态，进而释放了一部分线材拉伸形变。
基于本申请的发明思想，在一些实施例中，还可以将缠绕轮的轮体划分为两个或多个区段，以将缠绕轮的轮体划分为两个为例，第一个区段中的线槽的槽深依据预设比例或者预设值依序减小，第二个区段中的线槽的槽深依据预设比例或者预设值依序增大；请参阅图10，显示为本申请的缠绕轮在再一实施例中的结构示意图，如图所示的缠绕轮左侧区段和右侧区段分别具有6个线槽，即，从左向右具有12个线槽，其中，从左向右的第1槽至第6槽的槽深依次减小，呈如图10示中的直径r1＜r2；呈如图10示中的直径r2＜r3(图10示中的直径也位移为r2＝r3)；第7槽至第12槽的槽深依次增大，呈如图10示中的直径r3＞r24；通过上述一对缠绕轮同方向地设置在控温槽(例如为第二控温槽)的近端和远端，并将途径所述控温槽中的3D打印线材反复缠绕在所述对缠绕轮上并转动所述对缠绕轮时，例如3D打印线材先从最左侧第1线槽进入，此时线速度最慢，速度逐步在所述对缠绕轮之间抬升至第6线槽，到工艺的中后段，再从第7线槽逐步向渐深的第12线槽过渡，如此可使得后段的线材就是每一段都在降速，都有微松驰。当然，在另一些实施例中，也可以将图10中的缠绕轮的第7线槽至第12线槽保持槽深不变，可使得后段线材的速度维持平衡，无拉伸无松驰。
作为本申请思想下的另一种变形示例，请参阅图11，显示为本申请的缠绕轮在再一实施例中的结构示意图，如图所示的缠绕轮左侧区段和右侧区段分别具有6个线槽，即，从左向右具有12个线槽，其中，从左向右的第1槽至第6槽的槽深依次增加，呈如图11示中的直径r1＞r2；第7槽至第12槽的槽深依次减小，呈如图11示中的直径r1＜r2。通过上述一对缠绕轮同方向地设置在控温槽(例如为第二控温槽)的近端和远端，并将途径所述控温槽中的3D打印线材反复缠绕在所述对缠绕轮上并转动所述对缠绕轮时，例如3D打印线材先从最左侧第1线槽进入，此时线速度最快，速度逐步在所述对缠绕轮之间下降至第6线槽，到工艺的中后段，再从第7线槽逐步向渐浅的第12线槽过渡，如此可使得后段的线材就是每一段都在加速，进而再将线材微张紧。
本申请再提供一种3D打印线材，所述3D打印线材系通过上述图1至图9所描述的结晶控制方法及采用结晶控制装置制备获得，所述3D打印线材为包含聚乳酸(PLA)在内的半结晶型3D打印线材，在实施例中，除了PLA，线材还可以含有其他成分，例如，包括但不限于：着色剂、颜料、填料、纤维、增塑剂、成核剂、热/UV稳定剂、加工助剂、冲击改性剂和其它添加剂。所述3D打印线材的平均直径通常为1.75mm或2.85mm。
在一些实施例中，所述3D打印线材的平均直径为1.55mm-1.95mm(例如可以为1.55mm，1.56mm，1.57mm，1.58mm，1.59mm，1.60mm，1.61mm，1.62mm，1.63mm，1.64mm，1.65mm，1.66mm，1.67mm，1.68mm，1.69mm，1.70mm，1.71mm，1.72mm，1.73mm，1.74mm，1.75mm，1.76mm，1.77mm，1.78mm，1.79mm，1.80mm，1.81mm，1.82mm，1.83mm，1.84mm，1.85mm，1.86mm，1.87mm，1.88mm，1.89mm，1.90mm，1.91mm，1.92mm，1.93mm，1.94mm，或者1.95mm)。
在另一些实施例中，所述3D打印线材的平均直径为2.65mm-3.15mm(例如可以为2.65mm，2.66mm，2.67mm，2.68mm，2.69mm，2.70mm，2.71mm，2.72mm，2.73mm，2.74mm，2.75mm，2.76mm，2.77mm，2.78mm，2.79mm，2.80mm，2.81mm，2.82mm，2.83mm，2.84mm，2.85mm，2.86mm，2.87mm，2.88mm，2.89mm，2.90mm，2.91mm，2.92mm，2.93mm，2.94mm，2.95mm，2.96mm，2.97mm，2.98mm，2.99mm，3.00mm，3.01mm，3.02mm，3.03mm，3.04mm，3.05mm，3.06mm，3.07mm，3.08mm，3.09mm，3.10mm，3.11mm，3.12mm，3.13mm，3.14mm，或者3.15mm)。
本申请还提供一种缠绕轮，用于成对地装设在用于生产3D打印线材的结晶控制装置上，所述缠绕轮包括轮本体以及形成在所述轮本体上用于供线材缠绕的多个线槽。
呈如上述图2至图11所示的，所述多个线槽的全部或部分线槽的槽深依序增大，以便通过配置所述3D打印线材在成对的缠绕轮的缠绕方向或/及通过配置所述成对的缠绕轮的相对转速对途径所述结晶控制装置上的3D打印线材进行张力控制。
在一实施例中，所述多个线槽中的全部线槽或部分线槽的槽深依据预设比例或者预设值依序增大。例如上述图6至图8、以及图10至图11所示的各种实施例。
在一实施例中，所述缠绕轮具有n+1个线槽，其中，每相邻两个槽的直径相差长度e，最深线槽的直径为r1，最浅线槽的直径为r2，则r2-r1＝n·e，r1与r2的比值范围为80％-99％。请参阅图6及图7，在本实施例中，所述缠绕轮121具有多个线槽，例如为n+1个线槽，所述多个线槽的槽深依据预设比例增大，使得相邻两个线槽的直径相差一个固定比例或者预设值，比如在一实施例中，所述固定预设值为一个固定长度，例如该长度为e，如图7所示的，最深的线槽(最小直径的线槽)的直径为r1，最浅的线槽(最大直径的线槽)的直径为r2，则线槽数量n+1和固定长度e的关系表示为：r2-r1＝n·，在一些实施例中，最深线槽的直径r1设计在最浅线槽的直径r2的80％-99％，例如为：80％，81％，82％，83％，84％，85％，86％，87％，88％，89％，90％，91％，92％，93％，94％，95％，96％，97％，98％，或者99％，在一较佳的实施例中，最深线槽的直径r1设计为最浅线槽的直径r2的大约90％左右。
综上所述，本申请提供的用于生产3D打印线材的结晶控制装置与方法、以及缠绕轮，使得张力控制机构中的3D打印线材在两个缠绕轮的线槽中往复缠绕时，经过的每一个线槽时的线速度都比前一个线槽时快一点，进而使得3D打印线材在每一段都有拉伸来保持张力。本申请主要通过控制两个缠绕轮中每一个线槽的槽深，使得两个缠绕轮之间相邻两个位置中间的线材只有轻微拉伸张力，这样既保障了3D打印线材在第一缠绕轮与第二缠绕轮之间的张力，又最大限度的避免了线材拉伸，进而确保了线材直径的尺寸均一性。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。
Claims (11)
1.一种用于生产3D打印线材的结晶控制装置，其特征在于，包括：
控温槽，包括用于盛装流体的槽体，用于通过控制所述流体的温度控制途径所述槽体内的3D打印线材达到结晶温度；
张力控制机构，设置在所述控温槽内，包括设置在所述槽体近端的第一缠绕轮及设置在所述槽体远端的第二缠绕轮，用于供所述3D打印线材在所述第一缠绕轮及第二缠绕轮之间来回缠绕以增加所述3D打印线材在所述槽体内的滞留时间及滞留长度；
其中，所述第一缠绕轮或/及第二缠绕轮上设置有多个线槽，所述多个线槽的全部或部分线槽的槽深依序增大，以便通过配置所述3D打印线材在第一缠绕轮及第二缠绕轮的缠绕方向或/及通过配置所述第一缠绕轮及第二缠绕轮的相对转速对途径所述槽体内的3D打印线材进行张力控制。
2.根据权利要求1所述的用于生产3D打印线材的结晶控制装置，其特征在于，所述槽体的近端设置有用于调节所述第一缠绕轮安装高度的第一调节机构；以及所述槽体的远端设置有用于调节所述第二缠绕轮安装高度的第二调节机构。
3.根据权利要求1所述的用于生产3D打印线材的结晶控制装置，其特征在于，所述第一缠绕轮及所述第二缠绕轮浸没于所述槽体内盛装的流体中。
4.根据权利要求1所述的用于生产3D打印线材的结晶控制装置，其特征在于，还包括用于驱动所述第一缠绕轮旋转的第一驱动电机，以及用于驱动所述第二缠绕轮旋转的第二驱动电机。
5.根据权利要求1所述的用于生产3D打印线材的结晶控制装置，其特征在于，所述第一缠绕轮的最深线槽与所述第二缠绕的最深线槽位于所述槽体内的同一侧。
6.根据权利要求1所述的用于生产3D打印线材的结晶控制装置，其特征在于，所述第一缠绕轮或第二缠绕轮上多个线槽的槽深依据预设比例或者预设值依序增大。
7.根据权利要求1所述的用于生产3D打印线材的结晶控制装置，其特征在于，所述第一缠绕轮或第二缠绕轮上多个线槽中部分线槽的槽深依据预设比例或者预设值依序增大。
8.根据权利要求6或7所述的用于生产3D打印线材的结晶控制装置，其特征在于，所述第一缠绕轮或第二缠绕轮具有n+1个线槽，其中，每相邻两个槽的直径相差长度e，最深线槽的直径为r1，最浅线槽的直径为r2，则r2-r1＝n·e，r1与r2的比值范围为80％-99％。
9.一种缠绕轮，用于成对地装设在用于生产3D打印线材的结晶控制装置上，其特征在于，所述缠绕轮包括轮本体以及形成在所述轮本体上用于供线材缠绕的多个线槽，所述多个线槽的全部或部分线槽的槽深依序增大，以便通过配置所述3D打印线材在成对的缠绕轮的缠绕方向或/及通过配置所述成对的缠绕轮的相对转速对途径所述结晶控制装置上的3D打印线材进行张力控制。
10.根据权利要求9所述的缠绕轮，其特征在于，所述多个线槽中的全部线槽或部分线槽的槽深依据预设比例或者预设值依序增大。
11.根据权利要求9或10所述的缠绕轮，其特征在于，所述缠绕轮具有n+1个线槽，其中，每相邻两个槽的直径相差长度e，最深线槽的直径为r1，最浅线槽的直径为r2，则r2-r1＝n·e，r1与r2的比值范围为80％-99％。
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|---|---|---|---|---|
| CN116348275A (zh) * | 2022-12-08 | 2023-06-27 | 苏州聚复科技股份有限公司 | 用于生产3d打印线材的结晶控制装置与方法 |
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