一种FDM‑3D打印机外接混色器制造技术

本发明专利技术提供了一种FDM‑3D打印机外接混色器，包括箱架、送丝装置、融室、出丝装置和冷却装置，融室的入料流道连接入料喉管，送丝装置通过送丝导管连接入料喉管，融室的出料流道通过出料喉管连接出丝导管，融室通过固定装置固定于箱架内；冷却管的两端分别连通水泵和下水箱，水泵将下水箱的水运送到冷却管内，且带动下水箱的水与上水箱的水循环。本发明专利技术通过送丝装置控制每种颜色丝材的送丝速度，实现对三原色与黑、白色五种颜色丝材的不同送丝量，混合后的五种丝材经过导管送入到融丝与出丝装置经过加热融化，实现共混调色，由此形成不同的混合色；节约了打印机所占空间，同时也完成了现有设备的升级，节约成本。

【技术实现步骤摘要】
一种FDM-3D打印机外接混色器
本专利技术属于FDM-3D打印机
，尤其是涉及一种FDM-3D打印机外接混色器。
技术介绍
目前3D打印机正逐步走入人们的视野和生活，其发展速度和计算机的发展一样惊人。3D打印机向着家用化与工业化两个方向发展，其中家用桌面级3D打印机有望成为像手机、电脑一样的普及的产品，影响人们的日常生活。目前来说，桌面级3D打印机主要面向设计师、医学院、大中小学教育培训单位和创客使用。提升人们的设计水平。随着3D打印机逐渐进入大众消费，对3D打印机的性能要求越来越高。但大多数现有桌面打印机都是单一颜色，单一材料的设计模式。打印过程中必须通过换丝实现换色的目的，操作复杂，并且打印中断使喷头堵丝的风险增加。目前解决方案通常有两种，一种是增加喷头数量，从不同喷头打印不同颜色，其缺点是喷头容易发生剐蹭；另一种是将多种颜色在喷头出经调解后打印，其缺点是容易发生溢料，形成打印缺陷。以上两种设计方案，都是对打印机整体结构改进，改进后喷头和送料管等部件都极大地占据了打印机上层有限的空间，不利于打印进一步向多材打印发展。目前设计思路大多是直接改进打印机整体结构，从而提高市场对整机的销量。不利于对打印机模块化的发展。造成了桌面级FDM打印机市场产品同质化，低价恶性竞争。
技术实现思路
有鉴于此，设计一种与现有打印机直接对接的外接混色装置。在现有单喷头打印机基础上能实现多彩工件的直接打印，与多喷头打印机相比，不仅节约了打印机所占空间，同时也完成了现有设备的升级，节约成本。其中包括混色器机械结构设计、控制电路硬件设计。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种FDM-3D打印机外接混色器，包括箱架、送丝装置、融室、出丝装置和冷却装置，所述送丝装置、融室、出丝装置和冷却装置均设于箱架内，融室的入料流道连接入料喉管，送丝装置通过送丝导管连接入料喉管，融室的出料流道通过出料喉管连接出丝导管，融室通过固定装置固定于箱架内；所述冷却装置包括水泵、送水管、冷却管、上水箱和下水箱，上水箱设于箱架上方，下水箱设于箱架下方，上水箱、下水箱与两侧的送水管之间形成闭合回路，水泵设于送水管和下水箱的连接处，冷却管缠绕连接于出丝装置，冷却管的两端分别连通水泵和下水箱，水泵将下水箱的水运送到冷却管内，且带动下水箱的水与上水箱的水循环。进一步，所述送丝装置包括步进电机、齿轮、辅助轮、控制板、导管和风扇，步进电机通过电机支撑架固定于箱架上，风扇安装在电机支撑架上，控制板和辅助轮安装在控制板安装座上，齿轮安装于步进电机的电机轴上，齿轮和辅助轮之间挤压丝材，丝材经过齿轮和辅助轮挤压实现对送丝速度及送丝量的控制，丝材从导管经过送丝导管传送到融室中，导管接头连接于导管的朝外一端。进一步，所述步进电机设有5个，均布于控制板安装座的周边。进一步，所述箱架上设有显示屏座，显示屏座外侧设有显示屏。进一步，所述融室内设有若干个加热头槽和若干个温度传感器槽，加热头槽内插有加热头，温度传感器槽内插有温度传感器。进一步，所述融室的纵截面为六边形，围绕融室外部固定有支撑环，融室上连接入料喉管的端面通过三个支撑散热片连接支撑架，支撑架固定于箱架上，融室内设有相连通的入料流道和出料流道，入料流道与入料喉管连通，出料流道与出料喉管连通，入料流道的外端和出料流道的外端均设有喉管连接处。进一步，所述入料喉管和出料喉管外均布有散热片，冷却管缠绕设于出料喉管的散热片外。进一步，所述入料喉管设有五个，分别通入五种颜色的丝材，出料喉管设有一个。进一步，所述融室的外缘处固定有连接支撑片，连接支撑片固定连接于支撑架和融室之间。进一步，所述融室温度控制范围为190～280℃，出丝速率为30～60mm/s。相对于现有技术，本专利技术所述的FDM-3D打印机外接混色器具有以下优势：(1)通过送丝装置控制每种颜色丝材的送丝速度，实现对三原色与黑、白色五种颜色丝材的不同送丝量，混合后的五种丝材经过导管送入到融丝与出丝装置经过加热融化，实现共混调色，由此形成不同的混合色。然后熔融态材料经过装置的出丝部分。在冷场的作用下，凝固成具有一定色彩顺序的丝材。外接到3D打印机，可以打印出多彩的作品；(2)确保打印过程中不出现断丝、堆丝现象；(3)混色装置出料口装温度传感器，监测出口温度，当出口温度偏高不足以实现丝材快速晶体化时，接通水泵继电器和散热风扇，使得出口快速降温；(4)在现有单喷头打印机基础上能实现多彩工件的直接打印，与多喷头打印机相比，不仅节约了打印机所占空间，同时也完成了现有设备的升级，节约成本。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术的结构示意图；图2为图1中A部分的放大示意图；图3为融室、出料喉管和入料喉管的结构示意图；图4为图3的右视图；图5为图1中送丝装置的右视图；图6为图1的俯视图；图7为融室的结构示意图；图8为图7中A-A面剖视图；附图标记说明：1-水泵；2-送水管；3-冷却管；4-上水箱；5-下水箱；6-出丝导管；7-融室；8-送丝导管；9-步进电机；10-导管；11-风扇；12-导管接头；13-控制板；14-辅助轮；15-丝材；16-齿轮；17-控制板安装座；18-电机支撑架；19-显示屏；20-显示屏座；22-散热片；23-支撑散热片；24-加热头；25-支撑架；26-连接支撑片；27-支撑环；28-箱架；29-出料喉管；30-入料喉管；31-喉管连接处；32-温度传感器槽；33-加热头槽；34-入料流道；35-出料流道。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如图1～8所示，一种FDM-3D打印机外接混色器，包括箱架28、送丝装置、融室7、出丝装置和冷却装置，所述送丝装置、融室7、出丝装置和冷却装置均设于箱架28内，融室7的入料流道34连接入料喉管30，送丝装置通过送丝导管8连接入料喉管30，融室7的出料流道3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种FDM‑3D打印机外接混色器，其特征在于：包括箱架(28)、送丝装置、融室(7)、出丝装置和冷却装置，所述送丝装置、融室(7)、出丝装置和冷却装置均设于箱架(28)内，融室(7)的入料流道(34)连接入料喉管(30)，送丝装置通过送丝导管(8)连接入料喉管(30)，融室(7)的出料流道(35)通过出料喉管(29)连接出丝导管(6)，融室(7)通过固定装置固定于箱架(28)内；所述冷却装置包括水泵(1)、送水管(2)、冷却管(3)、上水箱(4)和下水箱(5)，上水箱(4)设于箱架(28)上方，下水箱(5)设于箱架(28)下方，上水箱(4)、下水箱(5)与两侧的送水管(2)之间形成闭合回路，水泵(1)设于送水管(2)和下水箱(5)的连接处，冷却管(3)缠绕连接于出丝装置，冷却管(3)的两端分别连通水泵(1)和下水箱(5)，水泵(1)将下水箱(5)的水运送到冷却管(3)内，且带动下水箱(5)的水与上水箱(4)的水循环。

【技术特征摘要】
1.一种FDM-3D打印机外接混色器，其特征在于：包括箱架(28)、送丝装置、融室(7)、出丝装置和冷却装置，所述送丝装置、融室(7)、出丝装置和冷却装置均设于箱架(28)内，融室(7)的入料流道(34)连接入料喉管(30)，送丝装置通过送丝导管(8)连接入料喉管(30)，融室(7)的出料流道(35)通过出料喉管(29)连接出丝导管(6)，融室(7)通过固定装置固定于箱架(28)内；所述冷却装置包括水泵(1)、送水管(2)、冷却管(3)、上水箱(4)和下水箱(5)，上水箱(4)设于箱架(28)上方，下水箱(5)设于箱架(28)下方，上水箱(4)、下水箱(5)与两侧的送水管(2)之间形成闭合回路，水泵(1)设于送水管(2)和下水箱(5)的连接处，冷却管(3)缠绕连接于出丝装置，冷却管(3)的两端分别连通水泵(1)和下水箱(5)，水泵(1)将下水箱(5)的水运送到冷却管(3)内，且带动下水箱(5)的水与上水箱(4)的水循环。2.根据权利要求1所述的FDM-3D打印机外接混色器，其特征在于：所述送丝装置包括步进电机(9)、齿轮(16)、辅助轮(14)、控制板(13)、导管(10)和风扇(11)，步进电机(9)通过电机支撑架(18)固定于箱架(28)上，风扇(11)安装在电机支撑架(18)上，控制板(13)和辅助轮(14)安装在控制板安装座(17)上，齿轮(16)安装于步进电机(9)的电机轴上，齿轮(16)和辅助轮(14)之间挤压丝材(15)，丝材(15)经过齿轮(16)和辅助轮(14)挤压实现对送丝速度及送丝量的控制，丝材(15)从导管(10)经过送丝导管(8)传送到融室(7)中，导管接头(12)连接于导管(10)的朝外一端。3.根据权利要求2所述的FDM-3D打印机外接混色器，其特征在于：所述步进电机(...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜启龙，薛森，杨树岗，鲍培玮，于直，李青山，王岭松，李康，杨佩然，齐文婧，宁娅硼，张志芳，周美玲，
申请(专利权)人：北京交通大学海滨学院，
类型：发明
国别省市：河北,13