TWM519067U - 微型擠出機 - Google Patents

Description

微型擠出機

本創作涉及3D列印材料製備領域，具體涉及一種可以用於製備3D列印材料中FDM(Fused Deposition Modeling)熔融沉積製造法使用的線材的微型擠出機。

傳統3D列印材料的製備都是在大廠房裡由大型的工業擠出機和冷卻設備及卷線設備，通過工業化大規模生產來實現的，這對於個人或一般家庭來說通常是無法進行製備的，同時個人或家庭做出的不合格成品也不能回收，只能報廢處理。除此之外，傳統的工業擠出機還存在各種各樣的缺陷，例如溫度難以控制，以及擠出頭容易粘上由熔融的3D列印材料凝結後形成線材廢料導致擠出困難等。

是以，針對上述習知結構所存在之問題點，如何開發一種更具理想實用性之創新結構，實使用消費者所殷切企盼，亦係相關業者須努力研發突破之目標及方向。

有鑑於此，創作人本於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。

本創作的目的在於，提供一種可供個人或一般家庭使用、溫度可控並適用於製備各種熔融沉積製造法使用的線材的微型擠出機。

本創作提出的一種微型擠出機，其包括機架以及安設在機架上的馬 達、減速齒輪箱、推料螺杆、送料管、進料斗、擠出頭、溫控器、測溫探頭和加熱管；所述馬達與所述減速齒輪箱的輸入端傳動連接；所述減速齒輪箱的輸出端與所述推料螺杆的第二端傳動連接；所述推料螺杆的第一端安裝在所述送料管的第二端中，且其在所述馬達及減速齒輪箱的傳動下可從所述送料管的第二端沿所述送料管的第一端運動；所述擠出頭安裝在所述送料管的第一端，其第二端與所述送料管相連通，且其第一端設置有擠出口；所述進料斗設置在所述送料管上方，且其與所述送料管相連通；所述加熱管、測溫探頭均安裝在所述送料管外表面上；所述溫控器設置有顯示幕，其分別與所述加熱管和測溫探頭電連接，以控制所述加熱管按預設加熱溫度對所述送料管進行加熱，並通過所述測溫探頭監測所述送料管的實際溫度；所述顯示幕用於顯示所述預設加熱溫度和所述實際溫度。

所述加熱管包括第一加熱管和第二加熱管，所述第一加熱管安裝在所述送料管的第一端外表面上，所述第二加熱管安裝在所述送料管中部的外表面上。

所述測溫探頭具體安裝在所述送料管的第一端外表面上。

所述測溫探頭具體為熱電偶。

所述擠出頭的第一端為錐形，所述擠出口位於所述錐形的頂點處。

所述微型擠出機還包括變壓器，所述變壓器一端用於連接外部電源，另一端分別與所述馬達、溫控器電連接。

所述微型擠出機還包括連軸器，所述連軸器連接在所述推料螺杆和減速齒輪箱之間。

所述擠出頭的擠出口的口徑為1.0mm至3.5mm。

所述擠出頭的擠出口的口徑具體為1.6mm-1.8mm。

所述擠出頭的擠出口的口徑具體為2.8mm-3.1mm。

本創作提出的一種微型擠出機，其僅包括機架、馬達、減速齒輪箱、推料螺杆、送料管、進料斗、擠出頭、溫控器、測溫探頭和加熱管等簡易部件，具有體積小、品質輕等優點，屬於桌面級別的3D列印材料製備裝置，適用於個人或一般家庭製備所需的各種3D列印材料(例如ABS塑膠、PETG塑膠、NYLON塑膠、PLA環保材料或TPU軟性材料或其他的熱 塑性高分子材料等)，解決了現有技術中個人或一般家庭無法製備3D列印材料的問題，同時，個人或一般家庭做出的不合格成品可以利用其他機械設備粉碎後，直接進行回收並利用本創作製備出新的成品。此外，用戶可通過讀取所述溫控器的顯示幕中顯示的預設加熱溫度及實際溫度，可以更為直觀、方便、高效地進行溫度控制及製備操作。

〔本創作〕

10‧‧‧機架

21‧‧‧馬達

22‧‧‧減速齒輪箱

23‧‧‧推料螺杆

31‧‧‧送料管

32‧‧‧進料斗

33‧‧‧擠出頭

34‧‧‧擠出口

40‧‧‧溫控器

41‧‧‧顯示幕

51‧‧‧第一加熱管

52‧‧‧第二加熱管

60‧‧‧變壓器

70‧‧‧連軸器

第1圖：係本創作提出的一種微型擠出機實施例的結構示意圖。

第2圖：係使用圖1的微型擠出機製備3D列印材料的流程示意圖。

為了便於本領域技術人員理解，下面將結合附圖以及實施例對本創作進行進一步描述。

本創作提出的一種微型擠出機實施例，請參閱圖1，其包括機架10以及安設在機架10上的馬達21、減速齒輪箱22、推料螺杆23、送料管31、進料斗32、擠出頭33、溫控器40、測溫探頭和加熱管。其中，所述加熱管可以根據需要設置一個或多個，但為了使加熱均勻、可控以及達到更優的加熱效果，本實施例優選為兩個，即包括第一加熱管51和第二加熱管52。所述第一加熱管51安裝在所述送料管31的第一端外表面上(本實施例涉及的各部件中，以圖1為例，圖1中左側為相應部件的第一端，右側為相應部件的第二端)，所述第二加熱管52安裝在所述送料管31中部的外表面上。

其中，所述第二加熱管52安裝在所述送料管31中部的外表面上，是為了對整個送料管31進行加熱；而所述第一加熱管51安裝在所述送料管31的第一端外表面上，是為了保證從所述送料管31的第一端進入所述擠出頭33的3D列印材料處於充分的熔融狀態，以避免由於受熱不均導致所述3D列印材料難以擠出、甚至造成堵塞的問題。

所述測溫探頭(圖未示出)具體可以採用熱電偶，其可根據具體需要安裝在所述送料管表面適當的位置上。由於本實施例中主要控制的是所述送料管31的第一端的實際溫度，以確保從所述送料管31的第一端進入所述擠出頭33的3D列印材料處於充分的熔融狀態，因此本實施例中，測溫探頭優選安裝在所述送料管31的第一端外表面上；具體的，所述測溫探頭安裝在所述第一加熱管51與所述送料管31的第一端外表面之間(所述測溫探頭不影響所10述第一加熱管51對所述送料管31的第一端的加熱效應)。

本實施例中，所述馬達21與所述減速齒輪箱22的輸入端傳動連接；所述減速齒輪箱22的輸出端與所述推料螺杆23的第二端傳動連接；所述推料螺杆23的第一端安裝在所述送料管31的第二端中，且其在所述馬達21及減速齒輪箱22的傳動下可從所述送料管31的第二端沿所述送料管31的第一端運動；所述擠出頭33安裝在所述送料管31的第一端，其第二端與所述送料管31相連通，且其第一端設置有擠出口34；所述進料斗32設置在所述送料管31上方，且其與所述送料管31相連通。

本實施例中，所述溫控器40設置有顯示幕41，其分別與所述加熱管(第一加熱管51、第二加熱管52)和測溫探頭電連接，以控制所述加熱管(第一加熱管51、第二加熱管52)按預設加熱溫度對所述送料管31進行加熱，並通過所述測溫探頭監測所述送料管31的實際溫度；所述顯示幕41用於顯示所述預設加熱溫度和所述實際溫度(具體的，圖1中顯示幕41的上部分用於顯示實際溫度，下部分用於顯示預設加熱溫度)。此外，本實施例還對所述擠出頭33做了進一步優化，具體的，所述擠出頭33第一端為錐形，所述擠出口34位於所述錐形的頂點處。鑒於現有技術中擠出頭容易粘上由熔融的3D列印材料凝結後形成線材廢料這一技術問題，本實施例將所述擠出頭33第一端(擠出口34處)設計成錐形，能夠大大減少擠出來的線材(從擠出口34中擠出來的熔融的3D列印材料在空氣中冷卻形成線材)跟擠出頭33外表面的接觸面積，因而也大大減少了擠出來的線材凝結在所述擠出頭33外表面上形成線材廢料的機率。

本實施例中，所述擠出頭33具體可以是銅噴頭或不銹鋼頭，且其可更換。擠出口34的口徑優選為1.0mm至3.5mm，以適於擠出各種所需的纖細的線材，而且由於線材足夠纖細，30在空氣中便能自動冷卻凝固成型。更進一步的，所述擠出頭33的擠出口34的口徑還可優選為1.6mm-1.8mm和2.8mm-3.1mm或其他線徑。

進一步的，本實施例還可包括變壓器60，所述變壓器60一端用於連接外部電源，另一端分別與所述馬達21、溫控器40電連接。所述變壓器60用於將外部電源(例如220V)轉換為額定電壓(例如12V)以給所述馬達21、溫控器40供電。同時，為了使所述推料螺杆23和減速齒輪箱22實現更好地傳動連接，本實施例還包括連軸器70，所述連軸器70連接在所述推料螺杆23和減速齒輪箱22之間。

本實施例提出的微型擠出機，由於其僅包括機架10、馬達21、減速齒輪箱22、推料螺杆23、送料管31、進料斗32、擠出頭33、溫控器40、測溫探頭和加熱管等簡易部件，具有體積小、品質輕等優點，屬於桌面級別的3D列印材料製備裝置，適用於個人或一般家庭製備所需的各種3D列印材料(例如ABS塑膠、PETG塑膠、NYLON塑膠、PLA環保材料或TPU軟性10材料或其他的熱塑性高分子材料等)，解決了現有技術中個人或一般家庭無法製備3D列印材料的問題，同時，個人或一般家庭做出的不合格成品可以利用其他機械設備粉碎後，直接進行回收並利用本實施例製備出新的成品。此外，用戶可通過讀取所述溫控器的顯示幕41中顯示的預設加熱溫度及實際溫度，可以更為直觀、方便、高效地進行溫度控制及製備操作。

以下介紹使用上述微型擠出機實施例製備3D列印材料的方法，請參閱圖2，其主要包括以下步驟S100至S500：S100、根據不同3D列印材料熔融所需的溫度，在所述溫控器中預設加熱溫度，並控制所述加熱管相應對所述送料管進行加熱；以及通過所述溫控器的顯示幕對所述預設加熱溫度進行顯示。

S200、通過所述測溫控頭監測所述送料管的實際溫度，並通過所述溫控器的顯示幕對所述實際溫度進行顯示，以判斷所述實際溫度是否達到所述預設加熱溫度。

S300、當所述實際溫度達到所述預設加熱溫度時，將對應的3D列印材料的原料從所述進料斗放入所述送料管中。

S400、開啟所述馬達，由所述馬達通過所述減速齒輪箱減速後帶動所述推料螺杆轉動。

S500、所述推料螺杆轉動時從所述送料管的第二端沿所述送料管的第一端運動，並將所述送料管中熔融的3D列印材料從所述擠出頭的擠出口中擠出。

經所述步驟S500擠出來的熔融的3D列印材料，在空氣中冷卻形成線材，然後利用收線盤將線材收起成卷狀，便可存儲起來作為3D列印線材，該3D列印線材適用於3D印表機或者3D列印筆或類似的線材耗用機械。

具體的，所述3D列印材料的原料包括ABS塑膠、PETG塑膠、NYLON塑膠、PLA環保材料、TPU和TPE軟性材料或其他的熱塑性高分子材料中的一種。

以上所述實施例僅表達了本創作的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本創作專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本創作構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本創作的保護範圍。因此，本創作的保護範圍應以所附權利要求為准。

10‧‧‧機架

21‧‧‧馬達

22‧‧‧減速齒輪箱

23‧‧‧推料螺杆

31‧‧‧送料管

32‧‧‧進料斗

33‧‧‧擠出頭

34‧‧‧擠出口

40‧‧‧溫控器

41‧‧‧顯示幕

51‧‧‧第一加熱管

52‧‧‧第二加熱管

60‧‧‧變壓器

70‧‧‧連軸器

Claims (10)

1. 一種微型擠出機，其特徵在於，包括機架以及安設在機架上的馬達、減速齒輪箱、推料螺杆、送料管、進料斗、擠出頭、溫控器、測溫探頭和加熱管；所述馬達與所述減速齒輪箱的輸入端傳動連接；所述減速齒輪箱的輸出端與所述推料螺杆的第二端傳動連接；所述推料螺杆的第一端安裝在所述送料管的第二端中，且其在所述馬達及減速齒輪箱的傳動下可從所述送料管的第二端沿所述送料管的第一端運動；所述擠出頭安裝在所述送料管的第一端，其第二端與所述送料管相連通，且其第一端設置有擠出口；所述進料斗設置在所述送料管上方，且其與所述送料管相連通；所述加熱管、測溫探頭均安裝在所述送料管外表面上；所述溫控器設置有顯示幕，其分別與所述加熱管和測溫探頭電連接，以控制所述加熱管按預設加熱溫度對所述送料管進行加熱，並通過所述測溫探頭監測所述送料管的實際溫度；所述顯示幕用於顯示所述預設加熱溫度和所述實際溫度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之微型擠出機，其特徵在於，所述加熱管包括第一加熱管和第二加熱管，所述第一加熱管安裝在所述送料管的第一端外表面上，所述第二加熱管安裝在所述送料管中部的外表面上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之微型擠出機，其特徵在於，所述測溫探頭具體安裝在所述送料管的第一端外表面上。
4. 如申請專利範圍第3項所述之微型擠出機，其特徵在於，所述測溫探頭具體為熱電偶。
5. 如申請專利範圍第1項所述之微型擠出機，其特徵在於，所述擠出頭的第一端為錐形，所述擠出口位於所述錐形的頂點處。
6. 如申請專利範圍第1項所述之微型擠出機，其特徵在於，還包括變壓器，所述變壓器一端用於連接外部電源，另一端分別與所述馬達、溫控器電連接。
7. 如申請專利範圍第1項所述之微型擠出機，其特徵在於，還包括連軸器，所述連軸器連接在所述推料螺杆和減速齒輪箱之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述之微型擠出機，其特徵在於，所述擠出頭的擠出口的口徑為1.0mm至3.5mm。
9. 如申請專利範圍第8項所述之微型擠出機，其特徵在於，所述擠出 頭的擠出口的口徑具體為1.6mm-1.8mm。
10. 如申請專利範圍第8項所述之微型擠出機，其特徵在於，所述擠出頭的擠出口的口徑具體為2.8mm-3.1mm。