一种陶瓷3D打印挤出成型装置和方法制造方法及图纸

一种日用陶瓷3D打印挤出成型装置和方法，装置包括储料部分、控制部分和挤出部分；储料部分储存用于打印的陶瓷材料，其位于控制部分的侧上方；控制部分控制挤出部分对陶瓷材料的打印，其固定于挤出部分的上方；挤出部分对陶瓷材料进行挤出，使其成型。本发明专利技术采用二位三通电磁阀与螺杆阀控制陶瓷材料的输送及及时停止，提高了打印的精度；螺杆采用聚四氟乙烯管，打印时不会粘住陶瓷材料，摩擦阻力非常小，保证材料流动的顺畅，防止气泡的产生；通过设置外部加热部分对打印挤出的陶瓷坯体进行烘烤，加快坯体的干燥速度，加快了打印的速度；同时加热部分发出的热量也可对挤出套内部的陶瓷材料进行加热，进一步保证了材料流动的顺畅，防止气泡的产生。

Ceramic 3D printing extrusion forming device and method

A ceramic 3D printing extrusion molding apparatus and method, device which comprises a storage part, control part and extrusion part; the material storage part for storing ceramic material printing, located above the control part of the side of the control part; extrusion part of ceramic material printing, which is fixed on the upper part of the extrusion part of extrusion; ceramic materials for extrusion, the forming. The invention adopts the two position three way solenoid valve and control valve screw conveyor of ceramic materials and timely stop, improve the printing precision; screw adopts Teflon tube, when printing will not stick to ceramic material, the friction resistance is very small, to ensure smooth material flow, prevent the generation of bubbles; by setting the external heating part of baking ceramic printing extrusion, accelerate the drying speed of bodies, speed up the printing speed; and the heat generated by the heating part also can be used for heating extrusion of ceramic materials set inside, further to ensure the smooth flow of material, to prevent air bubbles.

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷3D打印挤出成型装置和方法
本专利技术涉及一种打印机的挤出成型装置和方法，尤其是一种陶瓷3D打印挤出成型装置和方法，属于3D打印

技术介绍
3D打印技术目前一种新兴快速成型技术，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状、丝状、膏体状等材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。而陶瓷材料的3D打印成型技术及工艺，目前分为直接成型和间接成型两种成型方法，直接成型采用选择性激光烧结成型，直接得到陶瓷产品，成型速度快，精度高，但能耗高，对材料和打印机的要求高，因而成本高昂，不利于3D打印的大规模推广和使用。间接成型采用高分子材料作为载体对陶瓷颗粒包覆，在打印时需进行加热，通常在挤出喷头上添加加热装置和测温装置，并通过外部的控制系统调节挤出丝料的温度，以确保打印能够精度满足要求，因而结构复杂，且挤出部件容易损坏，影响打印质量和打印机的使用寿命，因此需要改进。通过对国内专利进行检索，发现有相关专利，举例如下：1.专利申请号CN201620492520.3，名称为“一种用于陶瓷3D打印机的陶瓷粉料的输出装置”的技术专利公开了一种用于陶瓷3D打印机的陶瓷粉料的输出装置，其包括螺线管阀门、腔体、轴环挡板部件、喷嘴、粉料腔体、上粉管部件和陶瓷粉贮存器，所述螺线管阀门设于所述腔体的顶端，所述粉料腔体通过轴环挡板部件与所述腔体相连通，所述喷嘴设于所述粉料腔体的下端，所述上粉管部件设于所述轴环挡板部件的下部且与喷嘴的上部相连通，所述陶瓷粉贮存器垂设于所述上粉管部件的顶部。本专利技术结构设计紧凑，而且能够有效的防止陶瓷粉料的凝块以及陶瓷粉料在压力输出过程中的堵塞喷嘴现象。2.专利申请号CN201610347058.2，名称为“一种用于陶瓷3D打印机的输出装置”的专利技术专利公开了一种用于陶瓷3D打印机的输出装置，包括安装在3D打印机机头上的料桶，在料桶的底部设有陶泥喷嘴，在料桶内设有活塞；还包括空压压缩机，空压压缩机通过管道连接储气罐，储气罐通过气管连接所述料桶，在气管上连接恒压阀，所述空压压缩机和恒压阀均由所述3D打印机的控制装置控制驱动。本专利技术的优点：能够应用于陶瓷复合类材料，水泥等建筑材料的打印，降低人工成本，实现了3D陶瓷打印机的高精度精确打印，实现了陶瓷材料的复合加工，解决了因陶瓷易碎，体积大，难于运输的缺点，降低了大量的运输成本。3.专利申请号，名称为“一种陶瓷材料的3D打印成型方法”的专利技术专利公开了一种陶瓷材料的3D打印成型方法，采用具有低温冷冻特性的溶胶与陶瓷或金属等粉体混合制备成具有冷冻凝胶性质的浆料，浆料通过打印头喷射在低温的打印平台上冷冻、凝胶固化，逐层打印得到各类材料和产品。本专利技术利用某些溶胶在低温冷冻状态下会凝胶固化的特性，原材料制备工艺简便快捷，成本低，只要能够在冷冻状态下凝胶固化即可，拓展了3D打印技术的应用领域。以上专利虽然都涉及到陶瓷3D打印机的成型装置或方法，但装置中仍然结构较复杂，打印精度不高，方法中对设备和条件要求高，不适合推广使用。因此需要改进。
技术实现思路
本专利技术为解决当前陶瓷3D打印中存在的问题，提出了一种简单耐用且精度较高的陶瓷3D打印挤出成型装置和方法。本专利技术为解决上述问题所采用的技术手段为：一种陶瓷3D打印挤出成型装置，包括储料部分、控制部分和挤出部分；储料部分储存用于打印的陶瓷材料，其位于控制部分的侧上方；控制部分控制挤出部分对陶瓷材料的打印，其固定于挤出部分的上方；挤出部分对陶瓷材料进行挤出，使其成型。进一步地，储料部分通过输送管道与挤出部分连接；控制部分通过连接螺栓固定在挤出部分上方，且控制部分与挤出部分之间通过联轴器进行连接，控制部分通过控制联轴器对挤出部分进行控制。进一步地，储料部分包括储料罐，储料罐下方有出料口，出料口与输送管道连接，储料罐内储存的陶瓷材料在压缩空气的作用下从出料口流出，经过输送管道流至挤出部分。进一步地，控制部分包括步进电机，其顺转时带动联轴器顺转，控制挤出部分将陶瓷材料进行挤出打印；其逆转时带动联轴器逆转，控制挤出部分停止挤出打印陶瓷材料。进一步地，压缩空气采用二位三通电磁阀控制陶瓷材料的输送及及时停止，提高了打印的精度。进一步地，挤出部分包括挤出套、挤出头和挤料器；挤出头固定在挤出套底端，挤料器设置在挤出套的内部。进一步地，挤出套为倒“卜”字形结构的分支圆筒，圆筒的分支部分与输送管道连接，打印时陶瓷材料从输送管道流入分支部分的腔体内，然后通过挤料器挤出；圆筒的直筒部分下端的外周设有用于固定本装置的凸台，圆筒的直筒部分顶部设有固定连接螺栓的固定块，圆筒的直筒部分内部设有挤料器。进一步地，挤出头为螺杆阀，螺杆阀的螺杆为变螺距螺杆，螺杆的初始螺距为15-30mm，出口端螺距为5-10mm，以保证陶瓷浆料能处于不断增压的过程挤出。进一步地，挤料器包括螺杆，螺杆通过联轴器受步进电机控制，且螺杆与联轴器之间通过骨架油封进行密封。进一步地，螺杆采用聚四氟乙烯材料，打印时不会粘住陶瓷材料，摩擦阻力非常小，保证材料流动的顺畅，防止气泡的产生。进一步地，本装置还包括外部加热部分，加热部分放置在打印平台外周，对打印挤出的陶瓷坯体进行烘烤，加快坯体的干燥速度，加快了打印的速度。进一步地，加热部分为红外加热器，数量为一个或多个；当数量为多个时，均匀放置于打印平台的四周，保证每次打印出来的陶瓷材料干燥时间的同步性，防止坯体变形。一种陶瓷3D打印挤出成型方法，即将陶瓷材料装入储料罐，启动红外加热器，将计算机中设计好的三维模型信息转换成加工代码，发送至3D打印机；（一）步进电机顺转，通过联轴器带动螺杆顺转，储料罐中的陶瓷材料在压缩空气作用下通过输送管道流入挤出套，随着螺杆的顺转从挤出头流出，在打印平台上形成一层薄层；（二）步进电机逆转，通过联轴器带动螺杆逆转，阻止陶瓷材料从挤出头流出，同时红外加热器对打印出来的薄层进行烘烤；当打印出来的薄层被烘干后重复步骤（一）和（二），直到整个陶瓷坯体打印完成。本专利技术的有益效果是：1.本专利技术结构简单，易于维护，且采用二位三通电磁阀与螺杆阀控制陶瓷材料的输送及及时停止，提高了打印的精度。2.本专利技术螺杆采用聚四氟乙烯材料，打印时不会粘住陶瓷材料，摩擦阻力非常小，保证材料流动的顺畅，防止气泡的产生。3.本专利技术设置的外部加热部分对打印挤出的陶瓷坯体进行烘烤，加快坯体的干燥速度，加快了打印的速。4.本专利技术的挤出头为螺杆阀，且采用变螺距挤出，在打印过程中能精确挤出，提高了打印的精度。附图说明图1为本专利技术整体示意图；其中：1.储料罐，2.输送管道，3.步进电机，4.连接螺栓，5.联轴器，6.骨架油封，7.腔体，8.螺杆，9.凸台，10.挤出头，11.挤出套，12.红外加热器，13.固定块。具体实施方式下面结合附图对此专利技术进一步说明。实施例一如图1所示，一种陶瓷3D打印挤出成型装置，包括储料部分、控制部分和挤出部分；储料部分储存用于打印的陶瓷材料，其位于控制部分的侧上方；控制部分控制挤出部分对陶瓷材料的打印，其固定于挤出部分的上方；挤出部分对陶瓷材料进行挤出，使其成型。进一步地，储料部分通过输送管道2与挤出部分连接；控制部分通过连接螺栓4固定在挤出部分上方，且控制部分与挤出部分之间通过联轴器5进行连接，控制部分通过控制联轴器5对挤出部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种日用陶瓷3D打印挤出成型装置，其特征在于：包括储料部分、控制部分和挤出部分；储料部分位于控制部分的侧上方；控制部分固定于挤出部分的上方。

【技术特征摘要】
1.一种日用陶瓷3D打印挤出成型装置，其特征在于：包括储料部分、控制部分和挤出部分；储料部分位于控制部分的侧上方；控制部分固定于挤出部分的上方。2.如权利要求1所述的日用陶瓷3D打印挤出成型装置，其特征在于：所述储料部分通过输送管道与挤出部分连接；控制部分通过连接螺栓固定在挤出部分上方，且控制部分与挤出部分之间通过联轴器进行连接，控制部分通过控制联轴器对挤出部分进行控制。3.如权利要求2所述的日用陶瓷3D打印挤出成型装置，其特征在于：所述储料部分包括储料罐，储料罐下方有出料口，出料口与输送管道连接。4.如权利要求2所述的日用陶瓷3D打印挤出成型装置，其特征在于：所述控制部分包括步进电机，其顺转时带动联轴器顺转，控制挤出部分将陶瓷材料进行挤出打印；其逆转时带动联轴器逆转，控制挤出部分停止挤出打印陶瓷材料。5.如权利要求4所述的日用陶瓷3D打印挤出成型装置，其特征在于：所述步进电机采用二位三通电磁阀控制挤出部分对陶瓷材料的输送及停止。6.如权利要求2所述的日用陶瓷3D打印挤出成型装置，其特征在于：所述挤出部分包括挤出套、挤出头和挤料器；挤出头固定在挤出套底端，挤料器设置在挤出套的内部；所述挤出部分的螺杆阀的螺杆为变螺距螺杆，螺杆的初始螺距为15-30mm，出口端螺距为5-10mm，以保证陶瓷浆料能处于不...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志兴，
申请(专利权)人：醴陵市陶瓷三D打印研究所，
类型：发明
国别省市：湖南,43