3D打印机和3D打印方法技术

本发明专利技术提供了一种3D打印机和3D打印方法。所述3D打印机包括：挤出装置，所述挤出装置包括：挤出筒；喷嘴；活塞，能移动的设置在挤出筒的内腔中；驱动装置，连接所述活塞；打印材料搅拌装置，所述挤出筒；抽真空装置，连接所述打印材料搅拌装置。所述3D打印方法包括以下步骤：步骤A:将要打印的打印材料(类岩石材料)放入打印材料搅拌装置里；步骤B:然后对所述打印材料搅拌装置抽真空，将抽真空后的打印材料输入到挤出筒中；步骤C:然后通过活塞推动挤出筒里的类岩石材料从喷嘴中挤出，打印到打印平台上。本发明专利技术能够避免空气和水对打印材料的影响，防止打印过程中出现气泡，保证打印的精度和打印的质量、以及打印成型后产品的内部质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及3D打印领域，具体涉及一种3D打印机和3D打印方法。
技术介绍
人们所熟知的3D打印技术最早是出现于20世纪90年代中期，但是由于当时制造价格比较昂贵，技术也相对不太成熟，所以早期3D打印技术并没有得到广泛的推广经过了20多年的发展，3D技术已经更加成熟、控制也更加精确，而且制造成本也有所降低。近年来，3D打印技术越来越多的受到人们的关注。在地质研究、资源勘探等领域中，由于开挖深度的不断增加，现场取芯的难度也随之增大，要想得到数量和质量上都令人满意的研究样本将带来巨大的人力、物力的损耗。而且，根据此法采集回来的岩石由于其内部不同的孔隙、裂纹等等，也将对研究结果产生很多的不可避免的误差。所以，现在的科学研究中越来越青睐于运用现有资源与技术，对岩石的物理、化学性质进行仿真还原，并对其进行模拟实验，这种方法以其方便、简介、安全等特点越来越多的为研究人员所接受，并为现场作业提供了充足了理论参考依据。但是目前，对于密度较大，凝结时间较长的类岩石材料，还无法完成3D打印。综上所述，现有技术中存在以下问题：类岩石材料还无法完成3D打印。
技术实现思路
本专利技术提供一种3D打印机和3D打印方法，以解决类岩石材料无法实现3D打印的问题。为此，本专利技术提出一种3D打印机，包括：挤出装置，所述挤出装置包括：挤出筒，具有盛放打印材料的内腔；喷嘴，与所述挤出筒内腔连接；活塞，能移动的设置在所述挤出筒的内腔中；驱动装置，连接所述活塞；所述3D打印机还包括：打印材料搅拌装置，连接所述挤出筒；抽真空装置，连接所述打印材料搅拌装置。进一步地，所述打印材料搅拌装置包括：搅拌桶，所述抽真空装置包括：连接到所述搅拌桶上的抽真空气管、以及连接所述抽真空气管的抽真空泵。进一步地，所述驱动装置为电推杆，所述3D打印机还包括：连接在所述打印材料搅拌装置与所述挤出筒之间的输料管。进一步地，所述挤出装置还包括：底座，所述挤出筒和电推杆设置在所述底座上，所述喷嘴连接在所述挤出筒的下端，所述电推杆连接在所述挤出筒的上端。进一步地，所述3D打印机还包括：设置在所述喷嘴下方的打印平台，以及带动所述打印平台做三维运动的移动装置。进一步地，所述打印平台为三角形平台，所述三角形平台具有三个角点，所述移动装置包括：三组滑杆，每组滑杆连接在一个角点上，每组滑杆分别连接一个滑杆驱动电机，所述3D打印机还包括：三个滑轨，每个滑轨对应一个角点，每个角点在对应的滑轨中滑动。进一步地，所述3D打印机还包括：连接所述打印平台的平台驱动电机。本专利技术还提出一种3D打印方法，所述3D打印方法包括以下步骤：步骤A:将要打印的打印材料(类岩石材料)放入打印材料搅拌装置里；步骤B:然后对所述打印材料搅拌装置抽真空，将抽真空后的打印材料输入到挤出筒中；步骤C:然后通过活塞推动挤出筒里的类岩石材料从喷嘴中挤出，打印到打印平台上。进一步地，所述步骤C中，所述喷嘴的位置固定，所述打印平台进行移动，并且所述打印平台能够根据实际打印状况实现倾斜和/或角度调整，和/或在倾斜的情况下进行三维移动。进一步地，步骤B中，将打印材料搅拌装置为0.1至0.3个大气压。在3D打印过程中，在打印材料从挤出筒之前，通过将挤出筒抽真空，使挤出筒内处于真空状态，这样在打印材料从挤出筒出来后，能够避免空气和水对打印材料的影响，防止打印过程中出现气泡，保证打印的精度和打印的质量、以及打印成型后产品的内部质量。附图说明图1为本专利技术的3D打印机的结构示意图；图2为本专利技术的挤出装置的立体结构示意图；图3为本专利技术的挤出装置的主视结构示意图；图4为本专利技术的移动装置结构示意图。附图标号说明：1喷嘴2密封盖3活塞4挤出筒5电推杆6底座10挤出装置20搅拌桶30真空泵31抽真空气管41输料管71滑轨72滑轨73滑轨81滑杆82滑杆83滑杆91滑块92滑块93滑块具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术。如图1所示，本专利技术提出一种3D打印机，包括：挤出装置10，如图2和图3所示，所述挤出装置10包括：挤出筒4，具有盛放打印材料的内腔，用于盛放打印材料，打印材料例如为类岩石材料，其熔点较高(熔点1300-1400℃)，当然，本专利技术不局限于类岩石材料，可以适用于其他打印材料；喷嘴1，与所述挤出筒内腔连接，例如喷嘴1通过挤出管与所述挤出筒内腔连接；活塞3，能移动的设置在所述挤出筒4的内腔中，用于将打印材料从挤出筒4的内腔挤到挤出管中或挤到喷嘴1中；驱动装置，连接所述活塞3；所述3D打印机还包括：打印材料搅拌装置，连接所述挤出筒4，以便打印材料搅拌均匀，如图1所示，打印材料搅拌装置例如为搅拌桶20，打印材料在打印材料搅拌装置里搅拌，然后传输到挤出装置中；抽真空装置，连接所述挤出筒4的内腔，抽真空装置例如为真空泵30，便于抽真空。在3D打印过程中，在打印材料从挤出筒之前，通过将打印材料搅拌装置，例如为搅拌桶抽真空，使打印材料搅拌装置中的打印材料处于真空状态，这样在打印材料从挤出筒出来后，能够避免空气和水对打印材料的影响，防止打印过程中出现气泡，保证打印的精度和打印的质量、以及打印成型后产品的内部质量。进一步地，如图1所示，所述打印材料搅拌装置包括：搅拌桶20，设置在支架上，所述抽真空装置包括：连接到所述搅拌桶20上的抽真空气管31、以及连接所述抽真空气管的抽真空泵30。所述3D打印机还包括：连接在所述打印材料搅拌装置与所述挤出筒4之间的输料管41。输料管41例如可以如下设置：在活塞上开一个直径4mm的圆孔，插一根排气的管子，管子的另一端连接搅拌桶20，从而将搅拌桶20内空气排出后的打印材料输入到挤出筒4中。如图2和图3所示，挤出管与所述挤出筒4之间设有密封盖2，密封盖的作用是保证挤出筒4内有一个相对密封的环境，使得在打印的过程中，打印材料不受外界因素的影响，并保证挤出筒内的类岩石类材料不倾斜出来。为确保整个装置的密封性，在为确保整个装置的密封性，在挤出筒与密封盖之间，喷嘴与中心控制块之间加入O型橡胶圈，所用橡胶圈的材质为硅胶，以保证其与挤出筒之间是过盈配合。所述的密封盖与挤出筒之间采用螺纹连接，以保证密封性及强度、压力要求。进一步地，如图2和图3所示，所述驱动装置为电推杆5，这样能够实现对挤出速度的精确控制。电推杆是挤出装置的动力驱动装置，其内部的步进电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D打印机，包括：挤出装置，其特征在于，所述挤出装置包括：挤出筒，具有盛放打印材料的内腔；喷嘴，与所述挤出筒内腔连接；活塞，能移动的设置在所述挤出筒的内腔中；驱动装置，连接所述活塞；所述3D打印机还包括：打印材料搅拌装置，连接所述挤出筒；抽真空装置，连接所述打印材料搅拌装置。

【技术特征摘要】
1.一种3D打印机，包括：挤出装置，其特征在于，所述挤出装置包括：
挤出筒，具有盛放打印材料的内腔；
喷嘴，与所述挤出筒内腔连接；
活塞，能移动的设置在所述挤出筒的内腔中；
驱动装置，连接所述活塞；
所述3D打印机还包括：
打印材料搅拌装置，连接所述挤出筒；
抽真空装置，连接所述打印材料搅拌装置。
2.如权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述打印材料搅拌装置包括：
搅拌桶，所述抽真空装置包括：连接到所述搅拌桶上的抽真空气管、以及连接所述抽
真空气管的抽真空泵。
3.如权利要求2所述的3D打印机，其特征在于，所述驱动装置为电推杆，所
述3D打印机还包括：连接在所述打印材料搅拌装置与所述挤出筒之间的输料管。
4.如权利要求2所述的3D打印机，其特征在于，所述挤出装置还包括：底座，
所述挤出筒和电推杆设置在所述底座上，所述喷嘴连接在所述挤出筒的下端，所述电
推杆连接在所述挤出筒的上端。
5.如权利要求4所述的3D打印机，其特征在于，所述3D打印机还包括：带
动所述喷嘴做倾斜运动和/或三维方向上做平面移动的移动装置。
6.如权利要求5所述的3D打印机...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵弘，赵毅鑫，侯朝中，张毅然，吴婷婷，张岩，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11