TWM490969U - 擠料機構及應用其之快速成型裝置 - Google Patents

Description

擠料機構及應用其之快速成型裝置

本創作涉及一種擠料機構及應用擠料機構的快速成型裝置。

3D印表機又稱三維印表機，是一種利用快速成型技術的機器，以數位模型檔為基礎，採用成型材料，通過逐層列印的方式來構造三維的實體。在列印前，需要利用電腦建模軟體建模，再將建成的三維模型「分割」成逐層的截面，即切片，從而控制3D印表機逐層列印。3D印表機在產品製造業獲得了廣泛的應用，3D印表機的工作原理和傳統印表機基本相同，由控制元件、機械元件、噴墨頭、耗材(即成型材料)和介質等組成，列印原理也基本類似。

現階段，3D列印技術快速發展並已逐漸進入各個領域，一台3D印表機可以採用多種材料進行列印，例如，使用ABS樹脂的3D印表機，還可使用一些與ABS樹脂相近的材料如尼龍等材料進行列印。而且，3D印表機進行列印時可採用多種顏色的材料直接列印出彩色的三維實體。

現有的3D(三維)彩色列印都是採用多個噴墨頭和多個擠料機構來實現，存在印表機的占用空間大、難以用多種不同顏色完成列印的問題，進一步影響到列印的成本和產品的品質。

本創作的目的在於提供一種擠料機構，能夠以單一個擠料機構實施兩種或兩種以上顏色線材的切換，進一步實現彩色立體列印。

為了達成上述目的，本創作提供一種擠料機構，包括：一原料固定塊，設置有複數個插入口以置入複數個線材，其中每一插入口中裝有一滾珠彈簧滑塊；一驅動裝置，設置於原料固定塊之側面；一傳動裝置，固定於驅動裝置上，並與滾珠彈簧滑塊相連接；一擠料裝置，設置於傳動裝置上；一截斷部件，設置於傳動裝置上；以及一壓緊裝置，設置於傳動裝置上，連接並帶動滾珠彈簧滑塊。

進一步的，在上述擠料機構中，驅動裝置包括：複數個螺杆固定塊，平行設置於原料固定塊之兩側；複數個螺杆，平行設置於原料固定塊之兩側，且每一螺杆之兩端連接螺杆固定塊；複數個螺杆齒輪，對應每一螺杆；一螺杆馬達固定塊，固定於螺杆固定塊之其中之一上；一螺杆馬達，設置於螺杆馬達固定塊上，連接並帶動一螺杆馬達齒輪；以及一皮帶，連接螺杆馬達齒輪和螺杆齒輪，使螺杆馬達齒輪能帶動螺杆齒輪。

進一步的，在上述擠料機構中，每塊螺杆固定塊和每根螺杆均與插入口中的線材相垂直。

進一步的，在上述擠料機構中，每根螺杆與所述插入口的排列方向相平行，每塊螺杆固定塊與所述插入口的排列方向相垂直。

進一步的，在上述擠料機構中，螺杆齒輪設置於螺杆馬達固定塊的一側，螺杆馬達固定塊上設置有通孔，螺杆藉由通孔與螺杆齒輪相接，並與對應之螺杆齒輪相互作動。

進一步的，在上述擠料機構中，驅動裝置還包括一壓緊部件，設置於螺杆馬達固定塊上以壓緊皮帶。

進一步的，在上述擠料機構中，壓緊部件為一滾輪或一軸承。

進一步的，在上述擠料機構中，傳動裝置包括：複數個螺杆移動塊，固定於螺杆上；以及一第一螺杆滑塊和一第二螺桿滑塊，分別固定於螺杆移動塊上。

進一步的，在上述擠料機構中，第一螺杆滑塊和第二螺杆滑塊是以複數個螺栓固定於螺杆移動塊上。

進一步的，在上述擠料機構中，擠料裝置包括：一擠料馬達，設置於第一螺杆滑塊上；以及一擠料齒輪，設置於第一螺杆滑塊上，且與擠料馬達相連接。

進一步的，在上述擠料機構中，壓緊裝置包括一支點，設置於第二螺杆滑塊上；一滾輪，與擠料齒輪相對設置；以及一擺動桿，設置於支點上，其中擺動杆之一端連接滾輪，另一端則與滾珠彈簧滑塊相連接。

進一步的，在上述擠料機構中，截斷部件包括一截斷裝置；以及一止付裝置，設置於第一螺杆滑塊上，且第一螺杆滑塊與滾珠彈簧滑塊連接。

進一步的，在上述擠料機構中，止付裝置為止付彈簧或鉸鏈。

本創作還提供一種快速成型裝置，包括：上述擠料機構；以及與擠料機構連接的一列印噴頭。

與現有技術相比，本創作包括原料固定塊，原料固定塊上設置有多個線材的插入口，每個插入口中裝有滾珠彈簧滑塊；驅動裝置，設置於原料固定塊的側面；傳動裝置，固定於驅動裝置上，傳動裝置與滾珠彈簧滑塊相連接；擠料裝置、壓緊裝置和截斷部件，設置於傳動裝置上，壓緊裝置與滾珠彈簧滑塊相配合，能以單一個擠料機構實施兩種或兩種以上顏色線材的切換，進一步實現彩色立體列印。

1‧‧‧擠料馬達

10‧‧‧皮帶

11、11’‧‧‧螺杆滑塊

12‧‧‧支點

13‧‧‧滾輪

14‧‧‧擺動杆

15‧‧‧截斷裝置

16‧‧‧止付裝置

17‧‧‧滾珠彈簧滑塊

18‧‧‧壓緊部件

19‧‧‧螺杆齒輪

2‧‧‧擠料齒輪

20‧‧‧螺杆馬達齒輪

21‧‧‧線材

22‧‧‧插入口

3‧‧‧螺杆馬達固定塊

30‧‧‧通孔

4‧‧‧原料固定塊

40‧‧‧驅動裝置

41‧‧‧壓緊裝置

42‧‧‧傳動裝置

43‧‧‧擠料裝置

44‧‧‧截斷部件

5‧‧‧螺杆固定塊

6‧‧‧螺杆馬達

7‧‧‧螺杆

8‧‧‧螺栓

9‧‧‧螺杆移動塊

90‧‧‧擠料機構

第1A圖 本創作一實施例的擠料機構的結構示意圖；第1B圖 本創作一實施例的驅動裝置的結構示意圖；第2圖 本創作一實施例的擠料機構一實施狀態的換料示意圖；第3圖 本創作一實施例的擠料機構另一實施狀態的換料示意圖； 第4圖 本創作一實施例的擠料機構在D-D切線的剖面示意圖；第5圖 本創作一實施例的擠料機構在A-A切線的非擠料狀態下的剖面示意圖；第6A圖 本創作一實施例的擠料機構非擠料狀態下在B-B切線的剖面示意圖；第6B圖 本創作一實施例的擠料機構非擠料狀態下在B-B切線的傳動機構示意圖；第7圖 本創作一實施例的擠料機構非擠料狀態下在C-C切線的剖面示意圖；第8圖 本創作一實施例的擠料機構在擠料狀態下A-A切線的剖面示意圖；第9圖 本創作一實施例的擠料機構在擠料狀態下B-B切線的剖面示意圖。

為使本創作的特徵、優點及如何達成上述目的能更加明顯易懂，以下說明結合附圖及具體實施方式，以對本創作做進一步詳細的說明。

如第1圖至第9圖所示，本創作提供一種擠料機構90，包括原料固定塊4，原料固定塊4上設置有多個用以置入不同線材21的插入口22，不同顏色的線材21可固定於原料固定塊4的不同插入口22中，每個插入口22中分別裝有一滾珠彈簧滑塊17；驅動裝置40，設置於原料固定塊4的側面；傳動裝置42，固定於驅動裝置40上，傳動裝置42與滾珠彈簧滑塊17相連接；擠料裝置43、壓緊裝置41和截斷部件44，設置於傳動裝置42上，壓緊裝置41與滾珠彈簧滑塊17相接合。

如第1圖至第9圖所示，驅動裝置40可以包括兩塊螺杆固定塊5，兩根螺杆7，兩個螺杆齒輪19，螺杆馬達固定塊3，螺杆馬達6，螺杆馬達齒輪20和皮帶10，其中，兩塊螺杆固定塊5平行設置於原料固定塊4的兩側，每根螺杆7的兩端各自連接一塊螺杆固定塊5，在原料固定塊4的兩邊分別裝有一根螺杆7，每根螺杆7與一個螺杆齒輪19相對應，兩根螺杆7平行設置於原料固定塊4的兩側，螺杆馬達固定塊3固定於其中一塊螺杆固定塊5 上，螺杆馬達6設置於螺杆馬達固定塊3上，螺杆馬達齒輪20與螺杆馬達6相接合並能互相帶動，皮帶10連接螺杆馬達齒輪20和兩個螺杆齒輪19，以通過螺杆馬達齒輪20帶動皮帶10，繼而皮帶10帶動兩個螺杆齒輪19，繼而兩個螺杆齒輪19帶動各自連接的螺杆7，驅動裝置40還可包括一壓緊皮帶10的壓緊部件18，壓緊部件18設置於螺杆馬達固定塊3上。

如第6A圖及第6B圖所示，傳動裝置42包括兩塊螺杆移動塊9和兩螺杆滑塊11、11’，其中兩塊螺杆移動塊9各自固定於一根螺杆7上，兩螺杆滑塊11、11’各自固定於其中一塊螺杆移動塊9上的，每根螺杆7可帶動固定於其上的螺杆移動塊9，當螺杆移動塊9移動時，固定於其上的螺杆滑塊11、11’也會隨螺杆移動塊9移動，從而可以用於自由地進行選料。兩螺杆滑塊11可通過第1圖至第3圖所示的複數個螺栓8各自固定於其中一塊螺杆移動塊9上。如第1圖所示，兩螺杆滑塊11、11’通過四個螺栓8分別固定在兩個螺杆移動塊9上。

如第1圖至第9圖所示，擠料裝置43包括擠料齒輪2和擠料馬達1，擠料齒輪2和擠料馬達1設置於螺杆滑塊11上，擠料齒輪2並與擠料馬達1相連接。

如第5圖、第8圖所示，壓緊裝置41包括支點12、擺動杆14和滾輪13，其中，支點12設置於螺杆滑塊11’上，擺動杆14設置於支點12上，滾輪13與擺動杆14的一端連接，擺動杆14的另一端與滾珠彈簧滑塊17相接合，滾輪13與擠料齒輪2相對設置，當螺杆滑塊11移動時帶動連接的滾珠彈簧滑塊17，滾珠彈簧滑塊17推動與其配合的擺動杆14一端，從而擺動杆14繞著支點旋轉，繼而與擺動杆14連接的滾輪13壓住線材21，這樣滾輪13與擠料齒輪2配合實現送料。

如第7圖所示，截斷部件44包括止付裝置16和截斷裝置15，其中，止付裝置16設置於螺杆滑塊11上，螺杆滑塊11與滾珠彈簧滑塊17連接，實現在換料之前將原來選中的線材進行截斷。

擠料機構90的運動原理如下：進行選料作業時，螺杆馬達6帶動螺杆馬達齒輪20，螺杆馬達齒輪20帶動皮帶10，皮帶10帶動另兩個螺杆齒輪19，每個螺杆齒輪19分別同步帶動兩根螺杆7，螺杆7帶動螺杆移動塊9前進或後退，螺杆移動塊9同步分別帶動螺杆滑塊11、11’及裝於螺杆滑塊11、11’上的其它部件，即螺杆滑塊11帶動滾珠彈簧滑塊17，滾珠彈簧滑塊17推動擺動杆14，擺動杆14以支點12為支點旋轉帶動滾輪13，使滾輪13和擠料齒輪2將所選的線材21夾緊，擠料馬達1運行帶動擠料齒輪2擠料，其中，如第1圖所示，選中的是第1根線材21，如第2圖所示，選中的是第2根線材21，如第3圖所示，選中的是第4根線材21；進行換料作業時，擠料馬達1先停止，螺杆馬達6帶動螺杆馬達齒輪20，螺杆馬達齒輪20帶動皮帶10，皮帶10帶動另兩個螺杆齒輪19，兩個螺杆齒輪19分別同步帶動兩根螺杆7，兩根螺杆7分別帶動兩塊螺杆移動塊9前進或後退，兩塊螺杆移動塊9分別帶動二螺杆滑塊11、11’及裝於二螺杆滑塊11、11’上的其它部件，即螺杆滑塊11帶動止付裝置16，止付裝置16帶動截斷裝置15，例如：刀片等，截斷當前作業線材21後，螺杆滑塊11帶動滾珠彈簧滑塊17，滾珠彈簧滑塊17推動擺動杆14，擺動杆14以支點12為支點旋轉帶動滾輪13，使滾輪13和擠料齒輪2將替換的線材21夾緊，擠料馬達1運行帶動擠料齒輪2進行擠料。

優選的，如第1圖所示，每塊螺杆固定塊5和每根螺杆7均與插入口22中的線材21相垂直。每根螺杆7與插入口22的排列方向相平行，每塊螺杆固定塊5與插入口22的排列方向相垂直。

優選的，如第4圖所示，本創作的擠料機構90還包括一壓緊皮帶10的壓緊部件18，壓緊部件18設置於螺杆馬達固定塊3上。根據不同的設計需求，壓緊部件18為滾輪或軸承。止付裝置16為止付彈簧或鉸鏈。

如第1圖所示，螺杆齒輪19設置於螺杆馬達固定塊3的一側，可選的，螺杆馬達固定塊3上設置有通孔30，二螺杆7各自穿過一通孔30並分別與一螺杆齒輪19相接，且相接的螺杆7和螺杆齒輪19能互相帶動。具體 的，螺杆馬達固定塊3固定於其中一塊螺杆固定塊5上，兩根螺杆7分別固定於兩塊螺杆固定塊5，且同時穿過螺杆馬達固定塊3。

另外，對於殘餘線材處理，有兩種方式：一種作為填充材料，列印在物件內部；另一種可擠在印表機指定廢料收集區。

本創作還提供一種快速成型裝置，包括：上述擠料機構90；及與擠料機構90連接的一列印噴頭。

綜上所述，本創作包括原料固定塊4，原料固定塊4上設置有多個線材的插入口22，每個插入口22中裝有滾珠彈簧滑塊17；驅動裝置40，設置於原料固定塊4的側面；傳動裝置42，固定於的驅動裝置40上，傳動裝置42與滾珠彈簧滑塊17相連接；擠料裝置43、壓緊裝置41和截斷部件44，設置於所述傳動裝置42上，所述壓緊裝置41與滾珠彈簧滑塊17相配合，能夠僅通過單一個擠料機構90實現兩種及兩種以上顏色的線材之間切換，滿足彩色影印需求。

顯然，本領域的技術人員可以對本創作進行各種改動和變型而不脫離本創作的精神和範圍，本創作並不對此加以限制，關於本創作所限定的，是以下列申請專利範圍所記載的為準。

1‧‧‧擠料馬達

10‧‧‧皮帶

18‧‧‧壓緊部件

19‧‧‧螺杆齒輪

2‧‧‧擠料齒輪

20‧‧‧螺杆馬達齒輪

21‧‧‧線材

22‧‧‧插入口

3‧‧‧螺杆馬達固定塊

30‧‧‧通孔

4‧‧‧原料固定塊

5‧‧‧螺杆固定塊

6‧‧‧螺杆馬達

7‧‧‧螺杆

8‧‧‧螺栓

9‧‧‧螺杆移動塊

90‧‧‧擠料機構

Claims (14)

1. 一種擠料機構，包括：一原料固定塊，設置有複數個插入口以置入複數個線材，其中每一該些插入口中裝有一滾珠彈簧滑塊；一驅動裝置，設置於該原料固定塊之側面；一傳動裝置，固定於該驅動裝置上，並與該些滾珠彈簧滑塊相連接；一擠料裝置，設置於該傳動裝置上；一截斷部件，設置於該傳動裝置上；以及一壓緊裝置，設置於該傳動裝置上，連接並帶動該些滾珠彈簧滑塊。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之擠料機構，其中該驅動裝置更包括：複數個螺杆固定塊，平行設置於該原料固定塊之兩側；複數個螺杆，平行設置於該原料固定塊之兩側，且每一該螺杆之兩端連接該些螺杆固定塊；複數個螺杆齒輪，對應每一該些螺杆；一螺杆馬達固定塊，固定於該些螺杆固定塊之其中之一上；一螺杆馬達，設置於該螺杆馬達固定塊上，連接並帶動一螺杆馬達齒輪；以及一皮帶，連接該螺杆馬達齒輪和該些螺杆齒輪，使該螺杆馬達齒輪能帶動該些螺杆齒輪。
3. 根據申請專利範圍第2項所述之擠料機構，其中該些螺杆固定塊和該些螺杆均與該些插入口中之該些線材垂直。
4. 根據申請專利範圍第2項所述之擠料機構，其中該些螺杆與該些插入口之排列方向平行，該些螺杆固定塊與該些插入口之排列方向垂直。
5. 根據申請專利範圍第2項所述之擠料機構，其中該些螺杆齒輪設置於該螺杆馬達固定塊之一側，該螺杆馬達固定塊上設置有複數個通孔，該些螺 杆藉由該些通孔與該些螺杆齒輪相接，並與對應之該些螺杆齒輪相互作動。
6. 根據申請專利範圍第2項所述之擠料機構，其中該驅動裝置更包括：一壓緊部件，設置於該螺杆馬達固定塊上以壓緊該皮帶。
7. 根據申請專利範圍第6項所述之擠料機構，其中該壓緊部件為一滾輪或一軸承。
8. 根據申請專利範圍第2項所述之擠料機構，其中該傳動裝置更包括：複數個螺杆移動塊，固定於該些螺杆上；以及一第一螺杆滑塊和一第二螺桿滑塊，分別固定於該些螺杆移動塊上。
9. 根據申請專利範圍第8項所述之擠料機構，其中該第一螺杆滑塊和該第二螺杆滑塊是以複數個螺栓固定於該些螺杆移動塊上。
10. 根據申請專利範圍第8項所述之擠料機構，其中該擠料裝置更包括：一擠料馬達，設置於該第一螺杆滑塊上；以及一擠料齒輪，設置於該第一螺杆滑塊上，且與該擠料馬達相連接。
11. 根據申請專利範圍第10項所述之擠料機構，其中該壓緊裝置更包括：一支點，設置於該第二螺杆滑塊上；一滾輪，與該擠料齒輪相對設置；以及一擺動桿，設置於該支點上，其中該擺動杆之一端連接該滾輪，另一端則與該滾珠彈簧滑塊相連接。
12. 根據申請專利範圍第11項所述之擠料機構，其中該截斷部件更包括：一截斷裝置；以及一止付裝置，設置於該第一螺杆滑塊上，且該第一螺杆滑塊與該滾珠彈簧滑塊連接。
13. 根據申請專利範圍第12項所述之擠料機構，其中該止付裝置為止付彈簧或鉸鏈。
14. 一種快速成型裝置，包括：根據申請專利範圍1至13任一項所述之擠料機構；以及一列印噴頭，連接該擠料機構。