一種3d打印機的廢料回收裝置及回收方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種3D打印機的廢料回收裝置及回收方法，屬于3D打印機【技術領域】，包括設有進料口的進料筒，進料筒內設置有推料機構，進料筒設置有加熱裝置，進料筒連接有排出廢料的擠出噴嘴。通過廢料的堆積、熔化、擠壓，使其通過擠出噴嘴擠出形成定線徑的絲狀原料，從而簡單快速的實現(xiàn)回收及再利用，也避免了浪費以及對環(huán)境的污染，節(jié)約成本。
【專利說明】一種3D打印機的廢料回收裝置及回收方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及3D打印機【技術領域】，具體而言，涉及一種3D打印機的廢料回收裝置及回收方法。

【背景技術】
[0002]3D打印機是快速成形技術的一種機器，原材料一般是熱塑性材料，以絲狀供料，材料沿零件截面輪廓和填充軌跡堆積，熔化的材料迅速凝固，并與周圍的材料凝結成型。3D打印在醫(yī)療設備及制造業(yè)等行業(yè)的應用越來越廣泛，未來5-10年全球快速成型市場將繼續(xù)以年均20%的速度膨脹，這龐大的3D打印市場也必將使3D打印耗材的使用量急劇攀升。而目前3D打印會產(chǎn)生大量塑料或尼龍等打印耗材的廢料，這些廢料是可以通過回收再利用的，但現(xiàn)在這些廢料通常都是沒有處理直接丟棄，不僅造成了很大的浪費，而且由于這些廢料固有的高分子性能，使其生物降解性差，分解速度慢，長期分散于自然界會造成環(huán)境污染和對人體健康的負面影響。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種對廢料進行連續(xù)、快速回收處理的3D打印機的廢料回收裝置及回收方法，以解決現(xiàn)有3D打印機的廢料直接丟棄造成的浪費以及污染環(huán)境的問題。
[0004]為實現(xiàn)本發(fā)明目的，采用的技術方案為:一種3D打印機的廢料回收裝置，包括設有進料口和出料口的進料筒，進料筒內部設置有推料機構，進料筒設置有加熱裝置，進料筒的出料口連接有排出廢料的擠出噴嘴。
[0005]使用時，從進料口向進料筒里加入廢料，通過推料機構使廢料顆粒沿著進料筒往廢料排出的出料口方向移動，通過加熱裝置將廢料顆粒熔化，并堆積在進料筒的靠近擠出噴嘴端，隨著推料機構的不斷推料供料的作用下，已熔化的廢料通過擠出噴嘴擠出固定線徑的絲狀原料，即3D打印耗材，實現(xiàn)廢料的回收再利用。
[0006]進一步地，所述推料機構包括推料螺桿和驅動推料螺桿轉動的動力源，推料螺桿的一端與所述動力源連接，另一端位于進料筒與擠出噴嘴的連接處。
[0007]通過動力源驅動進料螺桿轉動，使廢料顆粒持續(xù)沿著進料筒往出料的方向移動，并使其熔化后堆積在進料筒的擠出噴嘴端，隨著進料螺桿的持續(xù)供料，更多的熔化后的廢料堆積在進料筒的擠出噴嘴端，當進料筒前端堆滿時，在進料螺桿連續(xù)進料的作用下，已熔化的廢料通過擠出噴嘴擠出固定線徑的絲狀原料，進料螺桿的持續(xù)勻速轉動能更好的實現(xiàn)回收處理的連續(xù)快速，轉動速度方便控制調節(jié)，更好的保證回收后的絲狀原料的質量，實用性更強。
[0008]加熱裝置可位于進料筒的靠近擠出噴嘴側的外壁上。廢料進入進料筒并向前移動一段之后處于加熱裝置對應的位置集中加熱熔化，效率高，熔化充分。
[0009]進一步地，所述進料口為上大下小的非中心對稱結構。
[0010]進料口的結構形式直接影響進料效果和塑化部件的吃料能力，而傳統(tǒng)注塑機大多數(shù)靠料斗中物料的自重加料，常用的進料口為豎直的中心對稱結構，結構簡單，但對進料不利，容易在料口處開成架橋空穴，采用非對稱結構的進料口由于物料與進料筒內推料機構的接觸角大，接觸面積大，有利于提聞進料效率，也不易在料口處開成架橋空穴。
[0011]進一步地，所述加熱裝置位于進料筒的出料口端，且加熱裝置包括加熱套筒和位于加熱套筒內的加熱元件。加熱元件可以是電熱管、電熱棒等可用于加熱的器件。
[0012]進一步地，所述加熱裝置設置有溫度控制器。用于準確控制加熱溫度，同時協(xié)調進料推料速度。
[0013]進一步地，在所述擠出噴嘴處設置有絲材牽引支撐架。當已融化的塑料從擠出噴嘴8擠出時，通過絲材牽引支撐架11對擠出線材的牽引和支撐，使形成的耗材線徑更穩(wěn)定，避免擠出線材在自重的作用下向下走。
[0014]進一步地，所述擠出噴嘴的端部橫截面呈圓形。
[0015]進一步地，所述擠出噴嘴與進料筒可拆卸連接。方便拆卸更換不同規(guī)格大小的擠出噴嘴。
[0016]本發(fā)明還提供了一種3D打印機的廢料回收方法，包括以下步驟:A.將廢料加熱熔化將熔化后的廢料通過擠壓排出，形成絲狀的3D打印原材料。
[0017]進一步地，采用溫度控制器對加熱溫度進行控制，同時根據(jù)加熱溫度調整廢料的排出速度，形成絲狀的3D打印原材料。
[0018]本發(fā)明的有益效果:
一、通過對3D打印機產(chǎn)生的廢料熔化，然后通過擠壓，使廢料通過擠出噴嘴擠出，直接形成定線徑的絲狀原料，簡單快速的實現(xiàn)回收及再利用，也避免了浪費以及對環(huán)境的污染，節(jié)約成本。
[0019]二、該裝置通過進料螺桿的旋轉推進使廢料堆積、擠壓，連續(xù)又快速，保證了回收后原料的良好質量。
[0020]三、還可通過對擠出噴嘴的大小設置，使回收的原料匹配不同的3D打印機絲狀原料的尺寸，適用性強。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明提供的3D打印機的廢料回收裝置的結構示意圖；
圖2是本發(fā)明提供的進料口的截面示意圖。

【具體實施方式】
[0022]下面通過具體的實施例子并結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細描述。
[0023]圖1、圖2示出了本發(fā)明提供的3D打印機的廢料回收裝置，包括設有進料口和出料口的進料筒4，進料筒4內部設置有推料機構，進料筒4設置有加熱裝置，進料筒4的出料口連接有排出廢料的擠出噴嘴8。該回收裝置可以對廢棄的塑料等原料進行回收利用。
[0024]通過推料機構使塑料顆粒持續(xù)沿著進料筒4往廢料排出的方向移動，隨著推料機構的持續(xù)推料供料，已熔化的塑料通過擠出噴嘴8擠出固定線徑的絲狀原料以達到回收利用目的。
[0025]推料機構包括推料螺桿12和驅動推料螺桿12轉動的動力源1，推料螺桿12的一端與動力源I連接，另一端位于進料筒4與擠出噴嘴8的連接處，該推料機構通過轉動擠壓不斷堆積的廢料，轉動勻速可調，能更加連續(xù)、快速的獲得質量優(yōu)良的絲狀原料從而再利用。也可以使用推料板和氣缸等可實現(xiàn)往復推送擠壓廢料的機構。
[0026]進料筒4水平設置，進料口處設置有進料斗3，進料口為上大下小的非中心對稱結構，進料口的一側內壁自上而下向中心傾斜。
[0027]加熱裝置位于進料筒4的出料口端，靠近擠出噴嘴8側的外壁上，為了便于對溫度的控制調節(jié)，加熱裝置設置有溫度控制器。加熱裝置包括加熱套筒6和位于加熱套筒6內的加熱元件，加熱元件為加熱棒7。加熱套筒6套在進料筒4外面，并且加熱套筒6上安裝熱電偶5，熱電偶5與溫度控制器連接。加熱裝置還可以是直接采用電熱管等加熱元件或其他具有加熱功能的器件。
[0028]擠出噴嘴8與進料筒4可拆卸連接，具體可以是螺紋等可拆卸連接方式。擠出噴嘴8的端部橫截面呈圓形，其內徑為1.75mm、3mm等規(guī)格，以獲得相應大小的絲狀原料，
1.75mm、3mm規(guī)格的為主流耗材。
[0029]為了使塑料絲在特定內經(jīng)的擠出噴嘴8里緩慢冷卻，達到穩(wěn)定線徑的作用，可加長擠出噴嘴8的長度，使擠出的塑料絲線徑更穩(wěn)定。為了更好的冷卻，在擠出噴嘴8處設置有風扇10。在擠出噴嘴8處還設置有絲材牽引支撐架11，當已融化的塑料從擠出噴嘴8擠出時，通過絲材牽引支撐架11對擠出線材的牽引和支撐，使形成的耗材線徑更穩(wěn)定，避免擠出線材在自重的作用下向下走。風扇10和絲材牽引支撐架11均可安裝在裝置外罩的箱體上。
[0030]旋轉動力源I為伺服電機，有利于更準確的控制調節(jié)進料速度，并且與加熱溫度相互協(xié)調匹配，提高原料的排出質量。伺服電機通過聯(lián)軸器2與推料螺桿12連接。
[0031]廢料回收的方法，如下:
A.將廢料加熱熔化:向進料斗3里面加廢棄的塑料原料顆粒，伺服電機由伺服電機控制器調節(jié)轉速，通過推料螺桿12的轉動，使塑料顆粒持續(xù)沿著進料筒4往擠出噴嘴8方向移動；在加熱套筒6這段將塑料顆粒熔化，熔化后的塑料堆積在進料筒4的前端，熱電偶5用于實時采集加熱套筒6的溫度，并反饋給溫度控制器，與用戶預先設定溫度進行比較，將所得的偏差信號經(jīng)控制器變換和放大，對加熱棒7發(fā)出控制信號，使加熱套筒6的溫度達到用戶預先設置的溫度，伺服電機的轉速調節(jié)使設定的溫度與速度完美匹配；
B.將熔化后的廢料通過擠壓排出，形成絲狀的3D打印原材料:隨著推料螺桿12的持續(xù)供料，更多的熔化后的塑料堆積在進料筒4的前端，當進料筒4前端堆滿時，在推料螺桿12連續(xù)進料的作用下，已融化的塑料通過擠出噴嘴8擠出固定線徑的塑料絲。
[0032]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種3D打印機的廢料回收裝置，其特征在于，包括設有進料口和出料口的進料筒，進料筒內部設置有推料機構，進料筒設置有加熱裝置，進料筒的出料口連接有排出廢料的擠出噴嘴。
2.根據(jù)權利要求1所述的3D打印機的廢料回收裝置，其特征在于，所述推料機構包括推料螺桿和驅動推料螺桿轉動的動力源，推料螺桿的一端與所述動力源連接，另一端位于進料筒與擠出噴嘴的連接處。
3.根據(jù)權利要求1所述的3D打印機的廢料回收裝置，其特征在于，所述進料口為上大下小的非中心對稱結構。
4.根據(jù)權利要求1所述的3D打印機的廢料回收裝置，其特征在于，所述加熱裝置位于進料筒的出料口端，且加熱裝置包括加熱套筒和位于加熱套筒內的加熱元件。
5.根據(jù)權利要求1所述的3D打印機的廢料回收裝置，其特征在于，所述加熱裝置設置有溫度控制器。
6.根據(jù)權利要求1所述的3D打印機的廢料回收裝置，其特征在于，在所述擠出噴嘴處設置有絲材牽引支撐架。
7.根據(jù)權利要求1所述的3D打印機的廢料回收裝置，其特征在于，所述擠出噴嘴的端部橫截面呈圓形。
8.根據(jù)權利要求1所述的3D打印機的廢料回收裝置，其特征在于，所述擠出噴嘴與進料筒可拆卸連接。
9.一種3D打印機的廢料回收方法，其特征在于，包括以下內容:A.將廢料加熱熔化；B.將熔化后的廢料通過擠壓排出，形成絲狀的3D打印原材料。
10.根據(jù)權利要求9所述的3D打印機的廢料回收方法，其特征在于，采用溫度控制器對加熱溫度進行控制，同時根據(jù)加熱溫度調整廢料的排出速度，形成絲狀的3D打印原材料。
【文檔編號】B29C47/38GK104139472SQ201410380927
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年8月5日 優(yōu)先權日:2014年8月5日
【發(fā)明者】廖顯洪, 雷赟, 趙方良 申請人:成都思維智造科技有限公司