本实用新型专利技术涉及一种用于快速成形系统中的颗粒供料螺旋挤压三维打印喷头装置，包括控制电机、进料筒、熔融挤压筒和喷嘴，在进料筒内设有与电机输出轴连接的联轴器，在熔融挤压筒内装设有与联轴器连接的螺旋挤压杆，螺旋挤压杆按上中下位依次分为送料段、挤压段和计量段，在熔融挤压筒位于螺旋挤压杆挤压段和计量段位置处的外周侧壁上分别设有上加热器和下加热器，在熔融挤压筒下所设的喷嘴为一个采用电致或磁致伸缩材料制作成型的锥形喷嘴，喷嘴出口的开闭可通过通断控制板控制。本实用新型专利技术的结构紧凑、使用方便，可有效提高丝材的挤出速度，拓宽材料的选择范围，缓解乃至消除喷头装置“流涎”现象，成型速度块、质量高。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于熔融挤压堆积成型制造
，涉及一种快速成型三维打印装置，特别是一种基于颗粒供料的螺旋挤压快速成型三维打印喷头装置。
技术介绍
快速成形技术是上世纪80年代后期发展起来的一项新兴的先进制造技术，它有许多种工艺实现方式。在基于熔融挤压堆积成形的快速成形系统中，喷头是实现堆积成形的关键部件，它与运动系统配合在CAD信息驱动下实现材料的有序转移，并进而层层堆积粘接形成三维实体零件，因此喷头是熔融挤压堆积成形的前提和核心。在目前商品化的FDM(Fused Deposit1n Modeling)成型机都是采用丝状材料加工零件，常用丝材有ABS、PLA等热塑性材料，依靠摩擦滚轮输送。采用这种送丝液化挤出机构的优点是可以实现材料的连续稳定的送进，喷头易于小型化。但提高料丝挤出速度势必要增大摩擦轮的转速，相应液化室的粘滞阻力也会增大，严重时会使料丝在摩擦轮上打滑或者发生料丝弯曲现象，造成正常挤压堆积运动的中断。传统的熔融挤压堆积喷头装置因其出丝速度无法大幅提高，已经成为FDM成型速度进一步提高的瓶颈；又由于传统喷头装置要求必须使用丝状材料，即必须将ABS、PLA等材料加工成一定直径要求的丝材，常见直径为1.75mm和3mm，致使材料成本无法降低，同时成型材料在选择上也受到丝材的局限，尤其在新的应用领域中体现得尤为突出；兼之采用未熔的固体丝材对已经熔融的丝材的活塞推压原理实现丝材挤出的方式对熔融材料施加的最大压力有限，无法使用直径更小的孔径喷嘴，导致精密小零件的微细部分无法清晰地表达；此外传统喷头装置在“流涎”的有效控制方面以及在丝材挤出的响应方面的实际效果也不理想。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有熔融挤压堆积喷头装置存在的缺陷，提供一种可有效提高丝材的挤出速度、拓宽材料的选择范围并有效提升丝材的挤出压力、可缓解乃至消除喷头装置“流涎”现象的颗粒供料螺旋挤压三维打印喷头装置。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是:一种颗粒供料螺旋挤压三维打印喷头装置，包括自上而下依次连接设置的控制电机、进料筒、恪融挤压筒和喷嘴，在进料筒内设有与电机输出轴连接的联轴器，在恪融挤压筒内装设有一根与联轴器连接的螺旋挤压杆，螺旋挤压杆按上中下位依次分为送料段、挤压段和计量段，在熔融挤压筒位于螺旋挤压杆挤压段和计量段位置处的外周侧壁上分别设有上加热器和下加热器，在熔融挤压筒下所设的喷嘴为一个采用电致伸缩材料或磁致伸缩材料制作成型的锥形喷嘴，喷嘴出口的开启和关闭可通过一个通断控制板加以控制。上述颗粒供料螺旋挤压三维打印喷头装置中，螺旋挤压杆的直径与长度比为I: 5?6，螺旋挤压杆上送料段、挤压段及计量段的长度比为1: 1.5?2.5: I?1.5，螺旋挤压杆的下端头部形状为85°?95°的锥头形状。上述颗粒供料螺旋挤压三维打印喷头装置中，在熔融挤压筒外设有加热及恒温控制系统，所述的加热及恒温控制系统由配设有挤压段温度传感器的上加热器、配设有计量段温度传感器的下加热器以及敷设在下加热器外的保温层构成。上述颗粒供料螺旋挤压三维打印喷头装置中，在喷嘴的出口处设有喷嘴段温度传感器和磁线圈。上述颗粒供料螺旋挤压三维打印喷头装置中，喷嘴出口的直径大小通过外加的交变电流信号进行控制，喷嘴出口直径变化的尺寸为0.10?0.50mm。本技术的具体工作过程是这样的:颗粒体(如蔗糖颗粒体)从进料筒送入后再通过自重进入熔融挤压筒，继而通过熔融挤压筒的筒壁自动滑入位于螺旋挤压杆上送料段处的螺旋槽内，控制电机通电运转将扭矩通过联轴器传动给螺旋挤压杆，在螺旋挤压力的作用下，颗粒体沿螺旋槽向下运动，在挤压段内被压缩并向下输送，同时颗粒体又在上、下加热圈的共同加热作用下逐渐软化、半熔融直至熔融，经过螺旋挤压杆上计量段的充分混合搅拌作用，将通断控制板打开(此为正常工作状态)，使熔融均匀的聚合物通过的喷嘴被定量挤出。喷头装置不工作时通断控制板关闭，阻止熔融液体进入与到喷嘴内。与现有技术相比，本技术具有如下显著的优点:1、本技术采用颗粒体材料，拓宽了成型材料的选择范围；2、本技术可以有效地提高材料从喷嘴的挤出速度，使FDM成型机更快地堆积零件原型；3、本技术可以使用直径更小的喷嘴，减小了挤出材料的横截面积，取得更好的分辨率，使原型局部细节更清晰，也降低了制作成本；4、现有的送丝液化挤出机构不能充分适应熔融成形所需的高压力、高速材料流动和高速的压力变化三者的结合，而本技术中的螺杆挤压机构可以使三者获得很好的结合；5、相对于传统机构，本技术中螺杆挤压喷头成形喷嘴的出丝起停效果好，可缓解乃至消除喷头装置“流涎”的现象；6、本技术中的喷嘴采用智能材料，可以根据工作需求对喷嘴直径的大小进行合理调整；7、本技术整体具有结构紧凑、使用方便、性能可靠、成型速度块、质量高等特点。【附图说明】图1是本技术的一个具体实施例的结构示意图。图2是本技术螺旋挤压机构的结构示意图。图中各数字标号的名称分别是:1 一控制电机，2 —电机输出轴，3 —联轴器，4 —轴承，5 —安装支架，6 —密封圈，7 —进料口，8 —进料筒，9 一螺旋挤压杆，10 —上加热圈，11一下加热圈，12 一保温层，13 一喷嘴，14 一喷嘴段温度传感器，15 一磁线圈，16 一通断控制板，17 —计量段温度传感器，18 —恪融挤压筒，19 一挤压段温度传感器，20 —连接轴，21 一上过渡轴，22 —圆螺母，23 —轴肩，24 —下过渡轴，25 —送料段，26 —挤压段，27 —计量段，28 —螺旋锥顶。【具体实施方式】以下将结合附图及实施例对本
技术实现思路
做进一步说明，但本技术的实际应用形式并不仅限于图示的实施例。参见附当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种颗粒供料螺旋挤压三维打印喷头装置，其特征在于：包括自上而下依次连接设置的控制电机(1)、进料筒(8)、熔融挤压筒(18)和喷嘴(13)，在进料筒(8)内设有与电机输出轴(2)连接的联轴器(3)，在熔融挤压筒(18)内装设有一根与联轴器(3)连接的螺旋挤压杆(9)，螺旋挤压杆(9)按上中下位依次分为送料段(25)、挤压段(26)和计量段(27)，在熔融挤压筒(18)位于螺旋挤压杆挤压段(26)和计量段(27)位置处的外周侧壁上分别设有上加热器(10)和下加热器(11)，在熔融挤压筒(18)下所设的喷嘴(13)为一个采用电致伸缩材料或磁致伸缩材料制作成型的锥形喷嘴，喷嘴出口的开启和关闭可通过一个通断控制板(16)加以控制。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：宗学文，宁楠，张传伟，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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