一種具有組合式螺桿的熔融堆積3d打印機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及3D打印機(jī)，具體來(lái)說(shuō)是一種具有組合式螺桿的熔融堆積3D打印機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印是目前一種被廣泛應(yīng)用的快速成型技術(shù)，其成型工藝原理是:首先建立目標(biāo)零件的計(jì)算機(jī)三維模型，然后用軟件將三維模型進(jìn)行分層切片處理，得到每一個(gè)加工層面的數(shù)據(jù)信息，在計(jì)算機(jī)控制下，根據(jù)切片層面信息進(jìn)行疊層增材制造，完成目標(biāo)加工的制造。3D打印的優(yōu)勢(shì)在于不受零件形狀復(fù)雜程度的限制，不需要任何的工裝模具，速度快，效率高，能夠?qū)崿F(xiàn)自由形狀實(shí)體的自動(dòng)化制造，正在受到越來(lái)越廣泛的重視。
[0003]本申請(qǐng)人的在先實(shí)用新型專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)枮?01420774270.3)提出了一種基于熔融堆積技術(shù)的3D打印機(jī)，其利用機(jī)筒內(nèi)腔第一階梯面和螺桿外壁的第二階梯面之間設(shè)置止逆環(huán)，以防止打印材料逆流，并設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)工作平臺(tái)。但此在先實(shí)用新型專利申請(qǐng)與現(xiàn)有的熔融堆積3D打印機(jī)都存在以下缺陷:1、止逆環(huán)在打印機(jī)工作停止后拆卸不方便，且機(jī)筒加工成本高；2、轉(zhuǎn)動(dòng)工作平臺(tái)安裝比較復(fù)雜；3、無(wú)法加工雙組分的材料，比如硅橡膠。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理、加工成本低，易于裝配及維修，且可以方便加工雙組分材料的具有組合式螺桿的熔融堆積3D打印機(jī)。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:一種具有組合式螺桿的熔融堆積3D打印機(jī)，包括基座、升降機(jī)構(gòu)、打印平臺(tái)和擠出機(jī)構(gòu)，所述打印平臺(tái)安裝于基座上，所述擠出機(jī)構(gòu)通過(guò)升降機(jī)構(gòu)安裝于打印平臺(tái)上方，所述擠出機(jī)構(gòu)包括機(jī)筒、組合式擠出螺桿和主料斗，所述主料斗安裝于機(jī)筒的上端，所述組合式擠出螺桿包括擠出螺桿主體、擠出螺桿頭和擠出止逆環(huán)，所述擠出螺桿頭、擠出止逆環(huán)和擠出螺桿主體均安裝于機(jī)筒，且所述擠出螺桿頭、擠出止逆環(huán)和擠出螺桿主體于機(jī)筒的擠出腔自下而上分布；所述擠出螺桿頭的上端穿過(guò)擠出止逆環(huán)與擠出螺桿主體的下端連接，所述擠出螺桿主體的上端連接有擠出電機(jī)。
[0006]優(yōu)選的，所述擠出螺桿頭的上端通過(guò)螺紋與擠出螺桿主體的下端連接。
[0007]優(yōu)選的，所述具有組合式螺桿的熔融堆積3D打印機(jī)還包括側(cè)向喂料機(jī)構(gòu)，所述側(cè)向喂料機(jī)構(gòu)包括喂料管、側(cè)喂料斗、喂料電機(jī)和喂料螺桿，所述喂料管的一端與機(jī)筒連接，且所述喂料管的喂料腔與機(jī)筒的擠出腔相通；所述側(cè)喂料斗安裝于喂料管的另一端，此側(cè)喂料斗與喂料管的喂料腔相通；所述喂料螺桿安裝于喂料腔內(nèi)，且所述喂料螺桿的一端與喂料電機(jī)連接。
[0008]優(yōu)選的，所述喂料螺桿為組合式喂料螺桿，此組合式喂料螺桿包括喂料螺桿主體、喂料螺桿頭和喂料止逆環(huán)，所述喂料螺桿主體、喂料止逆環(huán)和喂料螺桿頭沿物料流動(dòng)方向在喂料腔內(nèi)依次分布，所述喂料螺桿主體的一端與喂料電機(jī)連接，所述喂料螺桿頭的一端穿過(guò)喂料止逆環(huán)后與喂料螺桿主體的另一端連接。
[0009]優(yōu)選的，所述具有組合式螺桿的熔融堆積3D打印機(jī)還包括縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)、橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)及用于承載打印平臺(tái)的支承機(jī)構(gòu)，所述縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于基座，所述打印平臺(tái)通過(guò)支承機(jī)構(gòu)安裝于縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述擠出機(jī)構(gòu)和側(cè)向喂料機(jī)構(gòu)均通過(guò)橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)與升降機(jī)構(gòu)連接；
[0010]所述支承機(jī)構(gòu)包括支架、可于垂直方向轉(zhuǎn)動(dòng)的平板、轉(zhuǎn)軸、第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述支架安裝于縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述平板通過(guò)轉(zhuǎn)軸安裝于支架，所述轉(zhuǎn)軸的一端與第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接，所述打印平臺(tái)安裝于平板，且所述打印平臺(tái)與第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接；且所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)的動(dòng)力輸出軸與第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的動(dòng)力輸出軸空間垂直。
[0011]優(yōu)選的，所述縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括縱向電機(jī)、縱向絲桿、縱向?qū)U和縱向滑塊，所述縱向絲桿和縱向?qū)U均安裝于基座，且所述縱向絲桿與縱向?qū)U平行設(shè)置，所述縱向絲桿的一端與縱向電機(jī)連接；所述縱向滑塊與縱向絲桿、縱向?qū)U連接，所述支架安裝于縱向滑塊上；
[0012]所述橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括橫向電機(jī)、橫向絲桿、橫向?qū)U和橫向滑塊，所述橫向絲桿和橫向?qū)U均與升降機(jī)構(gòu)連接，且所述橫向絲桿和橫向?qū)U平行設(shè)置，所述橫向絲桿的一端與橫向電機(jī)連接，所述橫向滑塊與橫向絲桿、橫向?qū)U連接，所述擠出機(jī)構(gòu)和側(cè)向喂料機(jī)構(gòu)均安裝于橫向滑塊。
[0013]優(yōu)選的，所述機(jī)筒的下端設(shè)有噴嘴，所述機(jī)筒的下端設(shè)有用于檢測(cè)噴嘴內(nèi)物料壓力的壓力傳感器。
[0014]優(yōu)選的，所述擠出螺桿主體為等徑螺桿，即所述擠出螺桿主體的螺徑為恒定的；或者所述擠出螺桿主體為變徑螺桿，即所述擠出螺桿主體的螺徑自上而下逐漸變小。
[0015]優(yōu)選的，所述擠出螺桿主體的螺槽的兩端為開(kāi)口狀，所述喂料螺桿主體的螺槽的兩端為開(kāi)口狀。
[0016]優(yōu)選的，所述喂料管的中心軸與機(jī)筒的中心軸之間的夾角大于0°而小于或等于90。。
[0017]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn):
[0018]1、本具有組合式螺桿的熔融堆積3D打印機(jī)中的擠出機(jī)構(gòu)采用組合式螺桿，其拆裝及維修非常方便，且可以根據(jù)打印材料的不同性質(zhì)而配置不同的螺桿主體、止逆環(huán)及螺桿頭；同時(shí)降低了機(jī)筒的加工成本。
[0019]2、本具有組合式螺桿的熔融堆積3D打印機(jī)中的擠出機(jī)構(gòu)和側(cè)向喂料機(jī)構(gòu)相結(jié)合，即擠出機(jī)構(gòu)既可以從其頂部的主料斗進(jìn)行加料，還可以通過(guò)側(cè)向喂料機(jī)構(gòu)從擠出機(jī)構(gòu)的側(cè)邊進(jìn)行加料，這方便加工雙組份材料，如硅橡膠。
[0020]3、本具有組合式螺桿的熔融堆積3D打印機(jī)具有升降機(jī)構(gòu)、縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)、橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)及支承機(jī)構(gòu)，則打印平臺(tái)與噴嘴之間的不同方向的運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)某些具有各向異性(如玻璃纖維增強(qiáng)材料)的打印材料，可控制其成型取向以獲得更佳的打印產(chǎn)品質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是實(shí)施例1的具有組合式螺桿的熔融堆積3D打印機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是實(shí)施例1的具有組合式螺桿的熔融堆積3D打印機(jī)的側(cè)視圖。
[0023]圖3是實(shí)施例1的擠出機(jī)構(gòu)和側(cè)向喂料機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4是實(shí)施例1的擠出螺桿主體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖5是實(shí)施例1的支承機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖6是實(shí)施例2中擠出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0028]實(shí)施例1:
[0029]如圖1至圖3的所示，本具有組合式螺桿的熔融堆積3D打印機(jī)，包括基座1、升降機(jī)構(gòu)2、打印平臺(tái)3和擠出機(jī)構(gòu)4，所述打印平臺(tái)3安裝于基座1上，所述擠出機(jī)構(gòu)4通過(guò)升降機(jī)構(gòu)2安裝于打印平臺(tái)3上方，所述擠出機(jī)構(gòu)4包括機(jī)筒41、組合式擠出螺桿42和主料斗43，所述主料斗43安裝于機(jī)筒41的上端，所述組合式擠出螺桿42包括擠出螺桿主體44、擠出螺桿頭45和擠出止逆環(huán)46，所述擠出螺桿頭45、擠出止逆環(huán)46和擠出螺桿主體44均安裝于機(jī)筒41，且所述擠出螺桿頭45、擠出止逆環(huán)46和擠出螺桿主體44于機(jī)筒41的擠出腔自下而上分布；所述擠出螺桿頭45的上端穿過(guò)擠出止逆環(huán)46與擠出螺桿主體44的下端連接，所述擠出螺桿主體44的上端連接有擠出電機(jī)47。所述擠出螺桿頭45的上端通過(guò)螺紋與擠出螺桿主體44的下端連接。螺紋的連接方式使擠出螺桿頭45與擠出螺桿主體44之間的連接穩(wěn)定性好，保證工作的有效進(jìn)行。同時(shí)，本實(shí)施例中的升降機(jī)構(gòu)2與本申請(qǐng)人的在先實(shí)用新型專利(專利號(hào)為201410469682.0)中的升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同。
[0030]所述具有組合式螺桿的熔融堆積3D打印機(jī)還包括側(cè)向喂料機(jī)構(gòu)5，所述側(cè)向喂料機(jī)構(gòu)5包括喂料管51、側(cè)喂料斗52、喂料電機(jī)54和喂料螺桿53，所述喂料管51的一端與機(jī)筒41連接，且所述喂料管51的喂料腔與機(jī)筒41的擠出腔相通；所述側(cè)喂料斗52安裝于喂料管51的另一端，此側(cè)喂料斗52與喂料管51的喂料腔相通；所述喂料螺桿53安裝于喂料腔內(nèi)，且所述喂料螺桿53的一端與喂料電機(jī)54連接。對(duì)擠出機(jī)構(gòu)4增加側(cè)向喂料機(jī)構(gòu)5，則垂直擠出與側(cè)向喂料相結(jié)合即可實(shí)現(xiàn)雙組分材料同步或呈先后順序進(jìn)行3D打印加工。
[0031]所述喂料螺桿53為組合式喂料螺桿，此組合式喂料螺桿包括喂料螺桿主體55、喂料螺桿頭56和喂料止逆環(huán)57，所述喂料螺桿主體55、