本實用新型涉及3D打印機產(chǎn)品技術領域，特指一種具有循環(huán)加熱裝置的3D打印機。

背景技術：
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3D打印機在這幾年得到飛速的發(fā)展，現(xiàn)有3D打印機在工作前首先需要利用計算機進行建模，然后將建成的三維模型進行分層的“切片”處理，然后自下而上逐層“打印”每層切片，從而最終形成與所建模型相同的3D產(chǎn)品。

這種3D打印機也叫熱熔材料噴涂打印，其工作原理與傳統(tǒng)的噴墨打印機原理類似，所不同的是，這種3D打印機所使用的“墨水”為一種熱熔材料，比如熱熔蠟、熱熔膠。通過打印機構將熔融的熱熔材料噴涂在打印平臺上，進行逐層的“打印”，當熱熔材料被噴涂出來后，其將迅速的固化。經(jīng)過不斷的逐層“打印”，最終形成所需要的三維物體。這種三維打印技術相對來說制作工藝簡單，并且隨著三維機械臂的發(fā)展，技術已經(jīng)成熟。

這種熱熔材料噴涂打印3D打印機為了提高打印質(zhì)量，對打印的環(huán)境溫度具有一定的要求。我們知道，熱熔材料3D打印機打印時是一層一層的完成，每層噴涂材料與前面一層噴涂材料是通過材料自身的熱熔性固化成一個整體的。如果材料固化的速度過快，當開始打印第二層噴涂材料時，第一層噴涂材料已經(jīng)完全固化，這樣就會導致兩層材料之間沒有完全固化成一個整體，這將導致最終成型的產(chǎn)品結構強度不夠，容易破裂。為了避免這個問題，就需要令打印頭將熱熔材料噴涂在打印平臺上以后，該材料在固化的過程不能太快。而材料的固化自身溫度直接相關，所以目前解決這一問題的方案就是：對打印平臺進行加熱，即在打印平臺上設置一個電加熱元件，通過該電加熱元件產(chǎn)生熱量來保持打印平臺上的被打印材料的問題，令被打印噴涂的材料層保持在一定溫度下，以便于噴涂的材料層之間可以實現(xiàn)固化為一個整體。

但是上述方案也存在一個問題：當打印的3D對象高度較低時，打印平臺的熱量還能有效傳遞到被打印的對象上。但是隨著被打印對象的高度逐漸升高，熱量的傳導效率下降，每打印一層材料，其獲得的熱量就會下降。而打印頭打印時只能與最上面一層材料接觸。所以針對打印高度較高的對象時，這種對打印平臺進行加熱的方式并不能完全克服固化不充分、打印對象強度不夠的問題，但是如果提高打印平臺的溫度，就會導致被打印的材料層熔融，無法進行固化而出現(xiàn)坍塌或變形的問題。同時，采用對打印平臺進行加熱時，由于打印平臺的熱量只能通過第一層打印材料傳導，而通常打印材料所采用的都是導熱率不高的塑膠產(chǎn)品，打印平臺的熱量很難向上傳遞到較高的材料層中，其熱量很多直接發(fā)散到周邊的空氣中，或者通過打印機本身傳導到外部，造成熱量的浪費。如果能將這些熱量收集起來，用于對打印對象中較高的區(qū)域進行加熱，或者用來提升整個打印環(huán)境的溫度，則可以進一步提升打印質(zhì)量。

技術實現(xiàn)要素：
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本實用新型所要解決的技術問題就在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種具有循環(huán)加熱裝置的3D打印機。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用了下述技術方案：該具有循環(huán)加熱裝置的3D打印機包括：打印機本體，該打印機本體具有一個腔體，于腔體下方設置有用于打印的承載平臺，用于打印的打印頭位于打印平臺上方，所述的打印機本體還具有加熱元件以及一空氣循環(huán)裝置，通過該空氣循環(huán)裝置驅動腔體內(nèi)空氣循環(huán)流動，將加熱元件產(chǎn)生的熱量循環(huán)傳導至腔體內(nèi)。

進一步而言，上述技術方案中，所述的空氣循環(huán)裝置包括有風扇，通過風扇驅動腔體內(nèi)的氣流流動。

進一步而言，上述技術方案中，所述空氣循環(huán)裝置還包括有過濾器，該過濾器位于風扇的進風端，循環(huán)進入風扇中的空氣經(jīng)過過濾器過濾雜質(zhì)。

進一步而言，上述技術方案中，所述的加熱元件集成在打印平臺上，通過加熱元件對打印平臺進行加熱，再通過空氣循環(huán)裝置將打印平臺產(chǎn)生的熱量循環(huán)發(fā)散到腔體內(nèi)。

進一步而言，上述技術方案中，所述的打印平臺安裝在打印機本體的底座上，底座內(nèi)形成有第二腔體，所述的空氣循環(huán)裝置安裝在該第二腔體內(nèi)，于底座上開設有連通腔體和第二腔體的進風口和出風口，腔體內(nèi)的空氣經(jīng)過進風口進入第二腔體內(nèi)，經(jīng)過空氣循環(huán)裝置后，再由出風口重新返回至腔體內(nèi)。

進一步而言，上述技術方案中，所述底座與打印機本體之間采用可拆卸安裝方式。

進一步而言，上述技術方案中，所述空氣循環(huán)裝置包括：風扇和過濾器；所述第二腔體的進風口和出風口分別位于底座的兩側，第二腔體內(nèi)通過一隔板分隔成兩個區(qū)域，其中一個區(qū)域與進風口連通，另一個區(qū)域與出風口連通；兩區(qū)域之間通過隔板上的孔洞連通；所述的風扇位于與出風口連通的區(qū)域內(nèi)，所述的過濾器固定在隔板上，或者所述的過濾器內(nèi)嵌于隔板上。

進一步而言，上述技術方案中，所述的加熱元件集成在風扇中，通過風扇直接吹出熱風。

進一步而言，上述技術方案中，所述的過濾器集成在風扇上，對進入風扇內(nèi)的空氣進行過濾。

進一步而言，上述技術方案中，所述的打印平臺安裝在打印機本體的底座上，底座內(nèi)形成有第二腔體，所述的空氣循環(huán)裝置安裝在該第二腔體內(nèi)，于底座上開設有連通腔體和第二腔體的進風口和出風口，腔體內(nèi)的空氣經(jīng)過進風口進入第二腔體內(nèi)，經(jīng)過空氣循環(huán)裝置后，再由出風口重新返回至腔體內(nèi)。

本實用新型上述技術方案后，相對于現(xiàn)有的產(chǎn)品，本實用新型具有以下優(yōu)點：

1、本實用新型設置有空氣循環(huán)裝置，通過空氣循環(huán)裝置將加熱元件產(chǎn)生的熱量在打印機腔體內(nèi)進行不斷的循環(huán)，從而對整個打印環(huán)境的問題進行加熱，這些熱量將直接對打印對象的上部進行保溫，從而確保打印對象在層與層固化時，可以固化為一個整體，防止快速固化產(chǎn)生的不良。

2、本實用新型無需增加新的熱源，對原有的熱源熱量進行利用，有效利用熱量。

3、本實用新型的打印機底座與打印機本體之間采用的是可拆卸方式裝配，這樣當打印完成后，可以將整個底座由打印機本體下方取出，這樣不僅便于將打印對象取出，同時還可以便于對打印平臺進行清潔。

4、本實用新型設置了過濾器，可以將空氣中的熱熔膠顆粒物、以及加熱時產(chǎn)生的氣味過濾，從而起到防止空氣污染的功效。過濾器也可采用可替換時的裝配結構，當過濾器達到使用壽命后，可對其進行更換，而無需更換整個打印憑條。

5、本實用新型設置了過濾器，可以將空氣中的熱熔膠顆粒物、以及加熱時產(chǎn)生的氣味過濾，從而起到防止空氣污染的功效。

附圖說明：

圖1是本實用新型實施例一的立體圖；

圖2是本實用新型實施例一的內(nèi)部結構立體圖；

圖3是本實用新型實施例一中底座部分的立體圖；

圖4是本實用新型實施例一的內(nèi)部結構示意圖；

圖5是本實用新型實施例二的結構示意圖。

具體實施方式：

下面結合具體實施例和附圖對本實用新型進一步說明。

見圖1-圖4所示，這是本實用新型的實施例一。

本實施例一包括：打印機本體10。本實施例中打印機本體10采用的三角機械臂(Delta Robot)，這種機械手臂一般具有3-4個自由度，可以實現(xiàn)在X/Y/Z方向上的運行，以及繞Z軸方向的旋轉。該三角機械臂作為已經(jīng)成熟使用的技術被記載于許多的專利文獻中，見專利公告號為US 8621953B2、US 20120103124A1、US20120171383A1、20130049261A1的美國專利文獻，其均提出了基于這種機械臂的相關技術方案。這種機械臂相對于一般的水平移動三維機械臂具有速度快，精度高的優(yōu)點。

打印機本體10具有一個外殼，三角機械臂作為驅動打印頭3的驅動機構位于外殼構成的腔體1內(nèi)部。在打印頭3的下方為打印機本體10的底座5。在底座5上對應打印頭3下方的設置有一個用于承載被打印對象的打印平臺2。該打印平臺2內(nèi)部設置有電加熱元件。該電加熱元件可以采用電熱絲、電熱片等元件。加熱元件可以通過設置在底座5上的調(diào)溫旋鈕7實現(xiàn)。

本實用新型可以將加熱元件產(chǎn)生的熱量發(fā)散到整個腔體1內(nèi)，從而確保整個打印環(huán)境的溫度處于一個合理的區(qū)間，確保打印用熱熔材料實現(xiàn)良好的固化并固為一個整體。

本實用新型通過一空氣循環(huán)裝置4實現(xiàn)腔體1內(nèi)加熱循環(huán)的。即通過該空氣循環(huán)裝置4驅動腔體1內(nèi)空氣循環(huán)流動，將加熱元件產(chǎn)生的熱量循環(huán)傳導至腔體1內(nèi)。

本實施例一中空氣循環(huán)裝置4是通過風扇41實現(xiàn)對氣流的驅動，即該空氣循環(huán)裝置4包括有風扇41，通過風扇41驅動腔體1內(nèi)的氣流流動，氣流沿打印平臺2的上下區(qū)域經(jīng)過時，由于打印平臺2內(nèi)部通過加熱元件加熱，所以其熱量將輻射到周邊空氣，當氣流經(jīng)過時，熱空氣被帶走，從而實現(xiàn)腔體1內(nèi)空氣流動，實現(xiàn)對腔體1內(nèi)環(huán)境溫度的提升。

另外，由于采用熱熔膠作為打印材料，熱熔膠在打印頭3內(nèi)被融化，然后通過打印頭3噴涂出來。熔融的原料會向空氣中揮發(fā)顆粒物，并產(chǎn)生可能令人體不適的氣味，如果不對這些顆粒物進行清理，其會逐漸附著在風扇41的扇葉上，對加重扇葉的負載。同時，這些顆粒物、氣味也會對人體造成傷害，并污染環(huán)境，所以本實施例中空氣循環(huán)裝置4還設置有一個過濾器42。安裝時，將該過濾器42位于風扇41的進風端，循環(huán)進入風扇41中的空氣經(jīng)過過濾器42過濾顆粒物等雜質(zhì)。

結合圖4、圖5所示，本實施例一可采用的具體結構如下：

所述的打印平臺2安裝在打印機本體10的底座5上，底座5內(nèi)形成有第二腔體51，打印平臺2與底座5的表面之間還形成有一定的安裝間隙21。

所述的空氣循環(huán)裝置4安裝在該第二腔體51內(nèi)，于底座5上開設有連通腔體1和第二腔體51的進風口52和出風口53，腔體1內(nèi)的空氣經(jīng)過進風口52進入第二腔體51內(nèi)，經(jīng)過空氣循環(huán)裝置4后，再由出風口53以及安裝間隙21重新返回至腔體1內(nèi)。

所述空氣循環(huán)裝置4包括：風扇41和過濾器42；所述第二腔體51的進風口52和出風口53分別位于底座5的兩側，第二腔體51內(nèi)通過一隔板54分隔成兩個區(qū)域，其中一個區(qū)域501與進風口52連通，另一個區(qū)域502與出風口53連通；兩區(qū)域之間通過隔板54上的孔洞連通；所述的風扇41位于與出風口53連通的區(qū)域內(nèi)，所述的過濾器42固定在隔板54上。

工作時，加熱元件開始加熱，打印平臺2被加熱，風扇41開啟，氣流按照圖4中箭頭的方向流動。通過風扇41產(chǎn)生的吸力，腔體1內(nèi)的空氣由進風口52進入到區(qū)域501內(nèi)，然后經(jīng)過過濾器42、隔板54，進入?yún)^(qū)域502內(nèi)的風扇41。經(jīng)過風扇51后，氣流被吹過打印平臺2西方的第二腔體51所在空間，由于打印平臺2通過加熱元件被加熱，其向周圍輻射熱量，這些熱量將隨著氣流向出風口53以及打印平臺21周圍的安裝間隙21流出，氣流由出風口53以及安裝間隙21吹出后，利用熱空氣上升的原理將向上運行，同時在進風口52的吸力下，再次返回進風口52。熱空氣流動過程中，將對整個腔體1的環(huán)境溫度進行加熱，如果是打印過程中，熱空氣將同時對被打印對象進行加熱。

本實施例一中，為了便于操作，底座5與打印機本體10之間采用了可拆卸的安裝方式，參見圖2-4所示，底座5被設計成一個整體，打印平臺2、空氣循環(huán)裝置4均被集成在底座5內(nèi)。底座5與打印機本體10之間采用一種抽屜式結構。當打印完成后，可將整個底座5由打印機本體10底部抽出，這樣不僅便于取下已經(jīng)完成的打印對象，并且也有利于對打印平臺2進行清潔。

上述實施例一中，通過設置隔板54，將過濾器42安裝在隔板54上，所以需要在隔板54上開設孔洞。其也可以直接將過濾器42與隔板54制作成一個整體。為了便于更換過濾器42，過濾器42或者連同隔板54與底座5之間采用可拆卸的安裝方式，通常采用抽拉式的抽屜式結構，將過濾器42或者連同隔板54由底座5內(nèi)抽出，更換新的過濾器42，這樣就無需對整個底座5進行更換。

見圖5所示，這是本實用新型的另實施例二，本實施例二中機械臂采用X/Y/Z三維軸向的正交機械臂，例如本發(fā)明人所申請專利號為：201320343090.5的中國實用新型專利，其公開了“一種多功能3D打印機”中就采用了這種結構的機械臂，該機械臂主要可以在X/Y方向移動的平臺，以及可以在Z方向移動的打印頭組合構成。這種機械臂在許多自動化設備中也經(jīng)常被常用，其原理相對簡單，根據(jù)三維空間中任意坐標就可以確定X,Y,Z方向上的移動量，從而就可以確定機械臂的移動距離。本實施例二其他部分結構與實施例一的結構相同，這里不再一一贅述，與實施例一不同的是：本實施例二中，將過濾器42內(nèi)嵌于隔板54中。

上述兩個實施例中，均是將加熱元件設置在打印平臺2內(nèi)，根據(jù)實際的使用需求，也可以將加熱元件與空氣循環(huán)裝置4結合成一個成立，即將風扇41、過濾板42和加熱元件結合在一起，形成一個空氣循環(huán)裝置4，形成一個類似吹風機的裝置?？諝馊杂蛇M風口52進入第二腔體51內(nèi)，然后經(jīng)過過濾器42后，經(jīng)過風扇41，在經(jīng)過被加熱元件(例如電熱網(wǎng))，空氣經(jīng)過加熱元件后形成熱氣流，熱氣流由出風口52進入腔體1內(nèi)，對整個腔體1的環(huán)境溫度進行加熱，同時也對工作平臺2進行加熱。另外，根據(jù)需要也可將過濾器42與風扇41結合在一起，即將過濾器42直接設置在風扇41的進風口位置處或者出風口位置處，對流入或流出風扇1的空氣進行過濾。

當然，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并非來限制本實用新型實施范圍，凡依本實用新型申請專利范圍所述構造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均應包括于本實用新型申請專利范圍內(nèi)。