一種3d打印線材制備裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種3D打印領(lǐng)域，具體涉及一種3D打印線材制備裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印是一種綜合了數(shù)字建模技術(shù)、機(jī)電控制技術(shù)、信息技術(shù)、材料科學(xué)與化學(xué)等諸多領(lǐng)域的前沿技術(shù)，具有很高的科技含量。它是快速成型技術(shù)的一種，被譽(yù)為“第三次工業(yè)革命”的核心技術(shù)。隨著3D打印需求的日益增加，可用的材料種類(lèi)逐漸增多，從最初的樹(shù)脂、塑料拓展到金屬、陶瓷等。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏樹(shù)脂、橡膠類(lèi)材料、金屬材料和陶瓷材料等。除此之外，彩色石膏材料、人造骨粉、細(xì)胞生物原料以及砂糖等食品材料也在3D打印領(lǐng)域得到了應(yīng)用。雖然3D打印材料種類(lèi)逐步增多。但是現(xiàn)在大多數(shù)3D打印機(jī)所應(yīng)用的材料仍然以工程塑料、樹(shù)脂、橡膠等材料制成的線材為主，其使用的材料一般為ABS、PLA的線狀耗材，而3D打印線材的生產(chǎn)工藝過(guò)程主要分兩大步，首先將原材料混合，通過(guò)雙螺桿擠出造粒，再經(jīng)過(guò)單螺桿擠線冷卻圈線，整個(gè)生產(chǎn)工藝繁瑣，而且生產(chǎn)裝置占地空間大，直接購(gòu)買(mǎi)成品線材，價(jià)格比較昂貴，成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決現(xiàn)有3D打印線材制備裝置的生產(chǎn)工藝繁瑣，而且生產(chǎn)裝置占地空間大，直接購(gòu)買(mǎi)成品線材，價(jià)格比較昂貴，成本高的問(wèn)題，進(jìn)而提出一種3D打印線材制備裝置。
[0004]本發(fā)明為解決上述問(wèn)題采取技術(shù)方案是:一種3D打印線材制備裝置包括主支架、進(jìn)料裝置、擠出裝置、水冷裝置和卷線裝置，進(jìn)料裝置設(shè)置在擠出裝置的上端，擠出裝置設(shè)置在主支架的一端，卷線裝置設(shè)置在主支架的另一端，水冷裝置設(shè)置在擠出裝置與卷線裝置之間，進(jìn)料裝置包括進(jìn)料斗和第一傳動(dòng)裝置，第一傳動(dòng)裝置與進(jìn)料斗內(nèi)部的螺桿連接，
[0005]擠出裝置包括擠出機(jī)支架、擠出機(jī)、第二傳動(dòng)裝置、水栗和兩個(gè)加熱環(huán)，擠出機(jī)通過(guò)擠出機(jī)支架設(shè)置在主支架上，擠出機(jī)與第二傳動(dòng)裝置連接，擠出機(jī)包括單螺桿擠出區(qū)、多螺桿擠出區(qū)和降溫區(qū)，多螺桿擠出區(qū)和單螺桿擠出區(qū)連通設(shè)置，單螺桿擠出區(qū)與多螺桿擠出區(qū)的外側(cè)壁上均設(shè)置有加熱環(huán)，多螺桿擠出區(qū)與單螺桿擠出區(qū)之間設(shè)置有降溫區(qū)，降溫區(qū)與水栗連接，單螺桿擠出區(qū)上設(shè)置有擠出頭，擠出頭的擠出口朝下設(shè)置，
[0006]水冷裝置包括第一水冷池、第二水冷池和多個(gè)引線輪，第一水冷池與第二水冷池并列平行設(shè)置在主支架上，第一水冷池靠近擠出機(jī)設(shè)置，擠出頭的擠出口設(shè)置在第一水冷池的上端，第一水冷池和第二水冷池內(nèi)均設(shè)置有至少一個(gè)引線輪，第一水冷池和第二水冷池之間設(shè)置有一個(gè)引線輪，
[0007]卷線裝置包括圈線筒和第三傳動(dòng)裝置，圈線筒與第二水冷池之間設(shè)置有一個(gè)引線輪，由擠出頭擠出的3D打印線材經(jīng)過(guò)多個(gè)引線輪纏繞在圈線筒上。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，制作成本低廉，在擠出機(jī)的外側(cè)壁上設(shè)置加熱環(huán)，可以實(shí)現(xiàn)在造粒的過(guò)程中，同時(shí)對(duì)原材料進(jìn)行加熱，與傳統(tǒng)的3D打印線材制備裝置相比，省略了將原材料混合加熱后再造粒的過(guò)程，節(jié)省整個(gè)裝置的占地空間，一個(gè)裝置同時(shí)可以做到對(duì)3D打印線材原料進(jìn)行第一次混合加熱成熔融體、降溫并對(duì)熔融體再次加熱擠出、冷卻成線材圈線的目的，自動(dòng)化程度高，不需要購(gòu)買(mǎi)成品線材，節(jié)約了大量人力和成本，使得3D打印線材的生產(chǎn)成本降低了 30%。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種3D打印線材制備裝置包括主支架1、進(jìn)料裝置、擠出裝置、水冷裝置和卷線裝置，進(jìn)料裝置設(shè)置在擠出裝置的上端，擠出裝置設(shè)置在主支架I的一端，卷線裝置設(shè)置在主支架I的另一端，水冷裝置設(shè)置在擠出裝置與卷線裝置之間，進(jìn)料裝置包括進(jìn)料斗2和第一傳動(dòng)裝置，第一傳動(dòng)裝置與進(jìn)料斗2內(nèi)部的螺桿連接，
[0011 ] 擠出裝置包括擠出機(jī)支架3、擠出機(jī)4、第二傳動(dòng)裝置、水栗5和兩個(gè)加熱環(huán)6，擠出機(jī)4通過(guò)擠出機(jī)支架3設(shè)置在主支架I上，擠出機(jī)4與第二傳動(dòng)裝置連接，擠出機(jī)4包括單螺桿擠出區(qū)4-1、多螺桿擠出區(qū)4-2和降溫區(qū)4-3，多螺桿擠出區(qū)4-2和單螺桿擠出區(qū)4_1連通設(shè)置，單螺桿擠出區(qū)4-1與多螺桿擠出區(qū)4-2的外側(cè)壁上均設(shè)置有加熱環(huán)6，多螺桿擠出區(qū)4-2與單螺桿擠出區(qū)4-1之間設(shè)置有降溫區(qū)4-3，降溫區(qū)4-3與水栗5連接，單螺桿擠出區(qū)4-1上設(shè)置有擠出頭7，擠出頭7的擠出口朝下設(shè)置，
[0012]水冷裝置包括第一水冷池8、第二水冷池9和多個(gè)引線輪10，第一水冷池8與第二水冷池9并列平行設(shè)置在主支架I上，第一水冷池8靠近擠出機(jī)4設(shè)置，擠出頭7的擠出口設(shè)置在第一水冷池8的上端，第一水冷池8和第二水冷池9內(nèi)均設(shè)置有至少一個(gè)引線輪10，第一水冷池8和第二水冷池9之間設(shè)置有一個(gè)引線輪10，
[0013]卷線裝置包括圈線筒11和第三傳動(dòng)裝置，圈線筒11與第二水冷池9之間設(shè)置有一個(gè)引線輪10，由擠出頭7擠出的3D打印線材經(jīng)過(guò)多個(gè)引線輪10纏繞在圈線筒11上。
[0014]本發(fā)明中，多螺桿擠出區(qū)4-2對(duì)原材料進(jìn)行第一次混合加熱成熔融體，降溫區(qū)4-3對(duì)熔融體進(jìn)行降溫，使得熔融體的溫度降低了 30?70°C，單螺桿擠出區(qū)4-1對(duì)冷卻后的熔融體進(jìn)行二次混合，并通過(guò)擠出頭7擠出，根據(jù)3D打印線材的直徑要求，擠出頭7的規(guī)格有兩種，分別為:1.75mm級(jí)和3.0Omm級(jí)，可以通過(guò)擠出頭7內(nèi)部的螺紋與擠出機(jī)4整體相連接。
[0015]第一水冷池8中放入的是常溫的水，對(duì)3D打印線材第一次進(jìn)行冷卻，使得3D打印線材的溫度降低至60?90°C，第二水冷池9中放入的是冰水混合物，對(duì)3D打印線材第二次進(jìn)行冷卻，使得3D打印線材的溫度降低至5?25°C。
[0016]【具體實(shí)施方式】二:結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述單螺桿擠出區(qū)4-1內(nèi)設(shè)置有長(zhǎng)螺桿23，長(zhǎng)螺桿23通長(zhǎng)設(shè)置在單螺桿擠出區(qū)4-1與多螺桿擠出區(qū)4-2內(nèi)，多螺桿擠出區(qū)4-2內(nèi)還設(shè)置有兩個(gè)短螺桿24。如此設(shè)置，使得單螺桿擠出區(qū)4-1與多螺桿擠出區(qū)
4-2能夠同步運(yùn)動(dòng)，保證造粒混合均勻。其他組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0017]【具體實(shí)施方式】三:結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述降溫區(qū)4-3為一個(gè)環(huán)形的薄壁結(jié)構(gòu)，降溫區(qū)4-3的上端面上設(shè)置有第一出水口 4-3-1，降溫區(qū)的下端面上設(shè)置有第一進(jìn)水口 4-3-2，水栗5上設(shè)置有第二出水口 5-1和第二進(jìn)水口 5-2，第二出水口 5_1與第一進(jìn)水口 4-3-2連通。如此設(shè)置，水栗5從一個(gè)裝有冷水的容器內(nèi)栗水，從第二進(jìn)水口
5-2栗入，再由第二出水口 5-1栗出，進(jìn)入降溫區(qū)4-3上第一進(jìn)水口 4-3-2，再通過(guò)第一出水口 4-3-1出水，進(jìn)入另一個(gè)容器內(nèi)，水栗5內(nèi)通入水的溫度為O?25°C，可以將經(jīng)過(guò)多螺桿擠出區(qū)4-2混合加熱后形成的熔融體的溫度降低30?70°C。其他組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】二相同。
[0018]【具體實(shí)施方式】四:結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述降溫區(qū)4-3內(nèi)設(shè)置有一個(gè)溫度傳感器。如此設(shè)置，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)經(jīng)過(guò)第一次混合后的熔融體的溫度。其他組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】三相同。
[0019]【具體實(shí)施方式】五:結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述水冷裝置還包括兩個(gè)第一引線輪支架13和多個(gè)第二引線輪支架14，第二引線輪支架14的高度小于第一引線輪支架13的高度，設(shè)置在第一水冷池8和第二水冷池9內(nèi)的每個(gè)引線輪10均通過(guò)第二引線輪支架14固定，設(shè)置在第一水冷池8與第二水冷池9之間的一個(gè)所述引線輪10通過(guò)一個(gè)所述第一引線輪支架13固定在主支架I上，設(shè)置在圈線筒11與第二水冷池9之間的一個(gè)所述引線輪10通過(guò)另一個(gè)所述第一引線輪支架13固定在主支架I上。如此設(shè)置，兩個(gè)第一引線輪支架13和多個(gè)第二引線輪支架14均可以伸縮設(shè)置，根據(jù)不同的3D打印線材的規(guī)格和要求