本發(fā)明涉及3d打印，特別是一種基于絲狀混合材料的3d打印裝置。

背景技術(shù)：

1、目前的3d打印技術(shù)主要包括光固化、熔融沉積、粉末燒結(jié)、噴墨等，其中：光固化是使用紫外線光束使液態(tài)樹脂固化形成所需形狀；熔融沉積則通過將材料加熱到熔點(diǎn)，通過噴嘴逐層擠出，形成所需形狀；粉末燒結(jié)則是通過噴墨或激光燒結(jié)粉末材料，逐漸構(gòu)建物體。這些3d打印技術(shù)各具特色，可以滿足不同需求和應(yīng)用場(chǎng)景，但均存在一定的缺陷，比如：光固化僅適用于能夠光固化的特定類型樹脂，材料選擇相對(duì)有限；熔融沉積是通過加熱到熔點(diǎn)后噴嘴逐層擠出，層間附著性可能受到一定限制，影響構(gòu)建物體的力學(xué)性能；粉末燒結(jié)在燒結(jié)過程中，可能出現(xiàn)表面粗糙或燒結(jié)痕跡；噴墨的分辨率相對(duì)有限，難以滿足一些對(duì)精度要求極高的應(yīng)用。

2、因此，現(xiàn)階段3d打印技術(shù)缺少一種使用范圍廣，成本低，成品質(zhì)量高的3d打印技術(shù)；基于此，使用金屬絲和膠體復(fù)合組成的絲狀混合材料進(jìn)行3d打印能夠消除上述打印技術(shù)的缺陷，其中：相對(duì)于熔融沉積，金屬絲和膠體復(fù)合組成的絲狀混合材料流動(dòng)性更好，膠體與打印臺(tái)、膠體之間接觸更充分，金屬絲更易固定，在冷卻時(shí)層間附著能力更強(qiáng)，因而構(gòu)建物體的力學(xué)性質(zhì)更好；相對(duì)于粉末燒結(jié)，金屬絲和膠體復(fù)合組成的絲狀混合材料是通過膠體均勻地包覆在金屬絲上，在打印層上固化成型過程中擁有更好地流動(dòng)和互相融合性，可減少表面粗糙度；相對(duì)于噴墨，金屬絲和膠體復(fù)合組成的絲狀混合材料通過打印頭單通口輸送單條絲狀混合材料，并且通過計(jì)算機(jī)精密調(diào)整打印頭的位置和送絲時(shí)間，進(jìn)而提高定位精度，從而擁有更高的打印分辨率。

3、綜上所述，3d打印技術(shù)領(lǐng)域亟待一種基于絲狀混合材料的3d打印裝置，低成本實(shí)現(xiàn)絲狀物和膠體混合并進(jìn)行3d打印，成品質(zhì)量更高，適應(yīng)更多的應(yīng)用環(huán)境。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提出一種基于絲狀混合材料的3d打印裝置，低成本解決了現(xiàn)有多種3d打印技術(shù)存在的問題，且成品質(zhì)量更高，適用范圍更廣。

2、為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種基于絲狀混合材料的3d打印裝置，包括出絲機(jī)構(gòu)、張弛機(jī)構(gòu)、打印機(jī)構(gòu)和打印臺(tái)；絲狀物從所述出絲機(jī)構(gòu)輸出，依次經(jīng)過所述張弛機(jī)構(gòu)和所述打印機(jī)構(gòu)，并在所述打印機(jī)構(gòu)混合膠體形成絲狀混合材料，打印于所述打印臺(tái)；

4、所述出絲機(jī)構(gòu)用于根據(jù)第一預(yù)設(shè)參數(shù)輸出所述絲狀物；

5、所述張弛機(jī)構(gòu)用于張緊或松弛途經(jīng)的所述絲狀物；

6、所述打印機(jī)構(gòu)用于將途經(jīng)的所述絲狀物與所述膠體混合形成所述絲狀混合材料，并將所述絲狀混合材料根據(jù)第二預(yù)設(shè)參數(shù)打印于所述打印臺(tái)。

7、進(jìn)一步的，所述張弛機(jī)構(gòu)包括張弛部和導(dǎo)向部；所述導(dǎo)向部用于將從所述張弛機(jī)構(gòu)輸出的所述絲狀物導(dǎo)向所述打印機(jī)構(gòu)；

8、所述出絲機(jī)構(gòu)、所述張弛部、所述導(dǎo)向部、所述打印機(jī)構(gòu)和所述打印臺(tái)從上到下依次設(shè)置，且所述導(dǎo)向部設(shè)置于所述打印機(jī)構(gòu)入絲口的正上方。

9、進(jìn)一步的，所述張弛部的內(nèi)部從上到下設(shè)有第一引導(dǎo)件和第二引導(dǎo)件，所述第一引導(dǎo)件和所述第二引導(dǎo)件之間設(shè)有張緊引導(dǎo)件，所述第一引導(dǎo)件和所述第二引導(dǎo)件均與所述張緊引導(dǎo)件錯(cuò)位；

10、所述張弛部張緊時(shí)，所述絲狀物依次途經(jīng)所述第一引導(dǎo)件、所述張緊引導(dǎo)件和所述第二引導(dǎo)件；

11、所述張弛部松弛時(shí)，所述絲狀物依次途經(jīng)所述第一引導(dǎo)件和所述第二引導(dǎo)件。

12、進(jìn)一步的，所述打印機(jī)構(gòu)包括儲(chǔ)料部、打印部和剪段部；所述打印部內(nèi)部的出絲通道至少設(shè)有一條供料通道與所述儲(chǔ)料部連通，所述剪段部設(shè)置于所述出絲通道的出口處；

13、所述儲(chǔ)料部用于儲(chǔ)存所述膠體；

14、所述打印部用于根據(jù)所述第二預(yù)設(shè)參數(shù)輸出所述絲狀混合材料，打印于所述打印臺(tái)；

15、所述剪段部用于剪斷所述絲狀混合材料。

16、進(jìn)一步的，所述張弛部的內(nèi)部還設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口；從所述進(jìn)氣口到所述出氣口的氣流路徑途經(jīng)所述第一引導(dǎo)件和所述第二引導(dǎo)件之間；

17、所述張緊引導(dǎo)件具有伸縮功能；當(dāng)工作狀態(tài)時(shí)，所述張緊引導(dǎo)件伸出限位被氣流吹起的所述絲狀物；當(dāng)非工作狀態(tài)時(shí)，所述張緊引導(dǎo)件縮回不與所述絲狀物接觸。

18、進(jìn)一步的，所述張弛部還設(shè)有張緊探測(cè)器；所述張緊探測(cè)器設(shè)置于所述張緊引導(dǎo)件朝所述出氣口的一側(cè)，或設(shè)置于所述導(dǎo)向部的正下方；

19、當(dāng)所述絲狀物與所述張緊探測(cè)器接觸時(shí)，所述張緊引導(dǎo)件伸出，否則所述張緊引導(dǎo)件縮回。

20、進(jìn)一步的，所述供料通道設(shè)有計(jì)量件和開關(guān)件。

21、進(jìn)一步的，所述供料通道從所述出絲通道的入口到出口分別連通于所述出絲通道，且越靠近所述出絲通道入口的所述供料通道越大。

22、進(jìn)一步的，所述出絲通道的口徑從入口至出口漸變縮小，且在所述出絲通道的出口設(shè)有擋塊。

23、進(jìn)一步的，所述出絲通道的出口處還設(shè)有加熱裝置，所述加熱裝置用于固化打印在所述打印臺(tái)的所述絲狀混合材料。

24、本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：工作狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)出絲機(jī)構(gòu)根據(jù)第一預(yù)設(shè)參數(shù)輸出絲狀物，然后絲狀物依次經(jīng)過張弛機(jī)構(gòu)和打印機(jī)構(gòu)；在打印前，先在打印機(jī)構(gòu)混合膠體形成絲狀混合材料，相比于預(yù)制絲狀混合材料，可有效避免絲狀混合材料在途中凝固或混合形態(tài)變形，導(dǎo)致打印效果不好；在打印時(shí)，由張弛機(jī)構(gòu)張緊途經(jīng)的絲狀物，有利于傳入打印機(jī)構(gòu)的絲狀物及從打印機(jī)構(gòu)打印出的絲狀混合材料長度精準(zhǔn)，提高打印效果，同時(shí)打印機(jī)構(gòu)根據(jù)第二預(yù)設(shè)參數(shù)配合第一預(yù)設(shè)參數(shù)，精準(zhǔn)地控制打印機(jī)構(gòu)按照打印步驟將絲狀混合材料打印于打印臺(tái)，形成所需的平面圖案或三維模型；并在打印后或非工作狀態(tài)時(shí)，全部機(jī)構(gòu)停止工作，且張弛機(jī)構(gòu)松弛途經(jīng)的絲狀物，避免絲狀物由于長期繃緊斷裂；從而使用較少的機(jī)構(gòu)部件，低成本實(shí)現(xiàn)絲狀物和膠體混合并進(jìn)行3d打印，成品質(zhì)量更高，適應(yīng)更多的應(yīng)用環(huán)境。

技術(shù)特征：

1.一種基于絲狀混合材料的3d打印裝置，其特征在于：包括出絲機(jī)構(gòu)、張弛機(jī)構(gòu)、打印機(jī)構(gòu)和打印臺(tái)；絲狀物從所述出絲機(jī)構(gòu)輸出，依次經(jīng)過所述張弛機(jī)構(gòu)和所述打印機(jī)構(gòu)，并在所述打印機(jī)構(gòu)混合膠體形成絲狀混合材料，打印于所述打印臺(tái)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于絲狀混合材料的3d打印裝置，其特征在于：所述張弛機(jī)構(gòu)包括張弛部和導(dǎo)向部；所述導(dǎo)向部用于將從所述張弛機(jī)構(gòu)輸出的所述絲狀物導(dǎo)向所述打印機(jī)構(gòu)；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于絲狀混合材料的3d打印裝置，其特征在于：所述張弛部的內(nèi)部從上到下設(shè)有第一引導(dǎo)件和第二引導(dǎo)件，所述第一引導(dǎo)件和所述第二引導(dǎo)件之間設(shè)有張緊引導(dǎo)件，所述第一引導(dǎo)件和所述第二引導(dǎo)件均與所述張緊引導(dǎo)件錯(cuò)位；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于絲狀混合材料的3d打印裝置，其特征在于：所述打印機(jī)構(gòu)包括儲(chǔ)料部、打印部和剪段部；所述打印部內(nèi)部的出絲通道至少設(shè)有一條供料通道與所述儲(chǔ)料部連通，所述剪段部設(shè)置于所述出絲通道的出口處；

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于絲狀混合材料的3d打印裝置，其特征在于：所述張弛部的內(nèi)部還設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口；從所述進(jìn)氣口到所述出氣口的氣流路徑途經(jīng)所述第一引導(dǎo)件和所述第二引導(dǎo)件之間；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于絲狀混合材料的3d打印裝置，其特征在于：所述張弛部還設(shè)有張緊探測(cè)器；所述張緊探測(cè)器設(shè)置于所述張緊引導(dǎo)件朝所述出氣口的一側(cè)，或設(shè)置于所述導(dǎo)向部的正下方；

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于絲狀混合材料的3d打印裝置，其特征在于：所述供料通道設(shè)有計(jì)量件和開關(guān)件。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于絲狀混合材料的3d打印裝置，其特征在于：所述供料通道從所述出絲通道的入口到出口分別連通于所述出絲通道，且越靠近所述出絲通道入口的所述供料通道越大。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于絲狀混合材料的3d打印裝置，其特征在于：所述出絲通道的口徑從入口至出口漸變縮小，且在所述出絲通道的出口設(shè)有擋塊。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于絲狀混合材料的3d打印裝置，其特征在于：所述出絲通道的出口處還設(shè)有加熱裝置，所述加熱裝置用于固化打印在所述打印臺(tái)的所述絲狀混合材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于絲狀混合材料的3D打印裝置，包括出絲機(jī)構(gòu)、張弛機(jī)構(gòu)、打印機(jī)構(gòu)和打印臺(tái)；絲狀物從出絲機(jī)構(gòu)輸出，依次經(jīng)過張弛機(jī)構(gòu)和打印機(jī)構(gòu)，并在打印機(jī)構(gòu)混合膠體形成絲狀混合材料，打印于打印臺(tái)；出絲機(jī)構(gòu)用于根據(jù)第一預(yù)設(shè)參數(shù)輸出絲狀物；張弛機(jī)構(gòu)用于張緊或松弛途經(jīng)的絲狀物；打印機(jī)構(gòu)用于將途經(jīng)的絲狀物與膠體混合形成絲狀混合材料，并將絲狀混合材料根據(jù)第二預(yù)設(shè)參數(shù)打印于打印臺(tái)；低成本解決了現(xiàn)有多種3D打印技術(shù)存在的問題，且成品質(zhì)量更高，適用范圍更廣。

技術(shù)研發(fā)人員：楊冠南,張文健,呂俊弋,黃運(yùn)毅,黃光漢,崔成強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10