一种3D打印环境温度控制的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种3D打印环境温度控制的装置，为一种箱式结构，直接罩在桌面开放式3D打印机外部，包括没有底板的透明成型室，安装在所述透明成型室侧壁上的加热器，排气过滤机构，进气机构，温度传感器及控制器，所述透明成型室为内层和外层两层结构，且两层结构之间为空腔，所述透明成型室具有顶面，第一面，第二面，第三面及第四面，所述加热器安装在第一面的内壁上，所述温度传感器安装在第二面的内壁上，所述控制器嵌在所述第二面内，所述排气过滤机构安装在第四面上方，所述进气机构安装在第二面下方。本发明专利技术可以实现对打印环境温度的有效控制，且可以对打印过程的观察，同时可以避免有害气体直接释放到空气中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及桌面式3D打印领域，具体涉及一种3D打印环境温度控制的装置，实现对桌面式3D打印机打印环境温度的控制。
技术介绍
近几年3D打印技术快速发展，使得3D打印机逐渐普及，在3D打印技术中，熔融挤压3D打印技术是比较普遍的一种技术，其是采用加热融化的方法，将ABS、PLA、碳纤维等多种塑料线材高温融化，喷嘴在程序控制下运动，将熔融的线材涂覆在基板上，逐层叠加直至模型打印完成。然而熔融状态的线材对环境温度要求较高，若环境温度较低时将会影响涂覆效果，且可能形成翘曲变形等问题；过高则使影响材料堆积。目前市场上利用熔融挤压3D打印技术的桌面式3D打印机基本分为开放式和箱体式，这两种结构的打印机都存在一定缺点。在3D打印过程中需要实时观察打印产品的形态，开放式的3D打印机可以方便的观察产品的实时打印状态，但在产品加工时对温度要求比较高，需要有稳定的温度变化，而开放式3D打印机无法实现对打印时环境温度的控制，使得产品定型差，此外3D打印耗材在加热打印过程中会产生有害气体，开放式的打印机会直接将气体释放到空气中对人类产生危害。箱体式3D打印机相对于开放式的打印机，外部具有一个箱体，虽然其可以防止有害气体直接释放到空气中，还是会有气体从缝隙或者连接处泄漏出去，而且这种箱体式打印机一般只对打印喷头或者打印平台进行温度控制，而对整个工作环境无法实现温度控制，此外箱体一般采用前侧透明门可开启，其他侧面开透明窗用于观察，但透明窗开口小，不利于观察。因此，现有的桌面式熔融挤压3D打印机均没有温度调节功能，导致打印过程中经常出现翘曲等上述问题，使打印无法正常进行，同时，影响打印精度和外观质量。
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种3D打印环境温度控制的装置，采用双层透明的保温室配合加热机构，进气机构及排气机构，使得其可以有效检测及控制打印环境温度，确保成形室内温度稳定，透明的保温室可以实现对打印过程的观察，同时可以避免有害气体直接释放到空气中。本专利技术揭示了一种3D打印环境温度控制的装置，为一种箱式结构，直接罩在桌面开放式3D打印机外部，具体结构包括没有底板的透明成型室，安装在所述透明成型室侧壁上的加热器，排气过滤机构，进气机构，温度传感器及控制器，其中：所述透明成型室为内层和外层两层结构，且两层结构之间为空腔，所述透明成型室具有顶面，第一面，第二面，第三面及第四面，所述第一面和第三面为相对面，第二面和第四面为相对面；所述加热器安装在第一面的内壁上，用以给成型室内加热；所述第四面上方开设有排气孔，所述排气过滤机构安装在所述排气孔内，其结构包括风扇，无级变速直流电机及过滤器，所述风扇安装在无级变速直流电机上，且针对这第四面的内壁，所述过滤器位于第四面的外壁上；所述第二面下方设有进气孔，所述进气机构安装在所述进气孔内，其结构包括固定叶片，活动叶片及电机，且固定叶片与进气孔固定，所述活动叶片安装在电机上；所述温度传感器安装在第二面的内壁上，所述控制器嵌在所述第二面内，且所述温度传感器，加热器，电机，无级变速直流电机均连接控制器。所述内层包括内顶面，第一内侧面，第二内侧面，第三内侧面及第四内侧面，所述外层具有外顶面，第一外侧面，第二外侧面，第三外侧面及第四外侧面，其中所述内顶面，第二内侧面，第三内侧面，第四内侧面，外顶面，第一外侧面，第二外侧面，第三外侧面及第四外侧面为透明有机玻璃，所述第一内侧面为耐高温玻璃，便于安装加热器。所述固定叶片具有复数扇形叶片，且所述扇形固定叶片之间形成扇形空隙，所述活动叶片位于固定叶片后方，其结构与固定叶片相似，具有与固定叶片相同数量的扇形活动叶片。扇形活动叶片扇形大小比扇形空隙的扇形大小大，且比扇形固定叶片的扇形大小小。所述透明成型室底部设有一圈橡胶垫，有效提高透明保温室与桌面的密封性。所述加热器为石墨烯暖芯加热器，其为三层平板结构，具体包括表层、石墨烯暖芯及镀膜反射层，石墨烯暖芯作为加热元件，夹在表层和镀膜反射层之间，所述表层为耐高温玻璃，所述镀膜反射层也是耐高温玻璃，且在耐高温玻璃的一面进行镀膜处理形成反射面，所述石墨烯暖芯加热器通过镀膜反射层与第一内侧面固定。与现有技术相比，本专利技术的一种3D打印环境温度控制的装置，采用双层有机玻璃结构，可以保证成型室内环境温度相对稳定，还可以阻止有害气体的释放，同时两层结构之间的空腔形成了隔热屏障，有效防止内层的温暖空气向外界直接散热，保证了成型室内温度恒定；在成型室底部设置一圈橡胶垫，确保成型室与工作台的密封性，采用石墨烯作为加热元件，利用红外线辐射和对流形式对外传递热量，提高成型室内的温度，并且对熔融线材和打印平板实现非接触式加热，为了实现成型室内的温度调节，在相对面设置进气机构和排气机构，且利用热空气上升原理，将进气机构设置在下方，从下面吸入冷空气，将排气机构设置在上方，从上方排出热气流，冷空气从下方进入，热气流从上方排出，形成成型室内空气流动，保证温度变化的稳定性，通过进气口开口大小以及排气口风扇转速，实现成型室内温度变化量的调节，此外在排气口设置过滤器，使得有害气体经过过滤排出，保障用户安全，同时将过滤器设置在外面，可以随时更换。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术第四面方向的侧视图；图3是本专利技术第三面方向的侧视图；图4是本专利技术第二面方向的侧视图；图5是本专利技术排气机构的结构示意图；图6是本专利技术进气机构的结构示意图；图7是本专利技术进气机构的正视图。具体实施方式下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。如图1~7所示，本专利技术所揭示的一种3D打印环境温度控制的装置，为一种箱式结构，直接罩在桌面开放式3D打印机外部，具体结构包括没有底板的透明成型室1，安装在所述透明成型室1侧壁上的加热器2，排气过滤机构3，进气机构4，温度传感器5及控制器6。具体说来，所述透明成型室1为内层和外层两层结构，且两层结构之间为空腔7，所述空腔7作为隔热屏障，可以有效防止透明保温室1内的温暖空气向外界散热，所述内层具有内顶面101，第一内侧面102，第二内侧面103，第三内侧面104及第四内侧面105，其中第一内侧面102与第三内侧面104为相对面，第二内侧面103与第四内侧面105为相对面，所述外层具有外顶面106，第一外侧面107，第二外侧面108，第三外侧面109及第四外侧面110，其中第一外侧面107与第三外侧面109为相对面，第二外侧面108和第四外侧面110为相对面，所述透明成型室1底部设有一圈橡胶垫8，有效提高透明保温室与桌面的密封性。所述内顶面101，第二内侧面103，第三内侧面104，第四内侧面105，外顶面106，第一外侧面107，第二外侧面108，第三外侧面109及第四外侧面110为有透明机玻璃，所述第一内侧面102为耐高温玻璃，便于安装加热器。所述加热器2为石墨烯暖芯加热器，安装在第一内侧面102内侧，以远红外辐射和对流的形式对外传递热量，提高成型室内的温度，同时对3D打印机的打印平板实现非接触式加热，使得熔融线材在打印平板上的具有良好粘附，并散发热量使成型室内温度控制在合适温度，保证打印质量。所述石墨烯暖芯加热器为三层平板结构，具体包括表层、石墨烯暖芯及镀膜反射层，石墨烯暖芯作为加热元件，夹在表层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D打印环境温度控制的装置，为一种箱式结构，直接罩在桌面开放式3D打印机外部，其特征在于：包括没有底板的透明成型室，安装在所述透明成型室侧壁上的加热器，排气过滤机构，进气机构，温度传感器及控制器，其中：所述透明成型室为内层和外层两层结构，且两层结构之间为空腔，所述透明成型室具有顶面，第一面，第二面，第三面及第四面，所述第一面和第三面为相对面，第二面和第四面为相对面；所述加热器安装在第一面的内壁上，用以给成型室内加热；所述第四面上方开设有排气孔，所述排气过滤机构安装在所述排气孔内，其结构包括风扇，无级变速直流电机及过滤器，所述风扇安装在无级变速直流电机上，且针对这第四面的内壁，所述过滤器位于第四面的外壁上；所述第二面下方设有进气孔，所述进气机构安装在所述进气孔内，其结构包括固定叶片，活动叶片及电机，且固定叶片与进气孔固定，所述活动叶片安装在电机上；所述温度传感器安装在第二面的内壁上，所述控制器嵌在所述第二面内，且所述温度传感器，加热器，电机，无级变速直流电机均连接控制器。

【技术特征摘要】
1. 一种3D打印环境温度控制的装置，为一种箱式结构，直接罩在桌面开放式3D打印机外部，其特征在于：包括没有底板的透明成型室，安装在所述透明成型室侧壁上的加热器，排气过滤机构，进气机构，温度传感器及控制器，其中：所述透明成型室为内层和外层两层结构，且两层结构之间为空腔，所述透明成型室具有顶面，第一面，第二面，第三面及第四面，所述第一面和第三面为相对面，第二面和第四面为相对面；所述加热器安装在第一面的内壁上，用以给成型室内加热；所述第四面上方开设有排气孔，所述排气过滤机构安装在所述排气孔内，其结构包括风扇，无级变速直流电机及过滤器，所述风扇安装在无级变速直流电机上，且针对这第四面的内壁，所述过滤器位于第四面的外壁上；所述第二面下方设有进气孔，所述进气机构安装在所述进气孔内，其结构包括固定叶片，活动叶片及电机，且固定叶片与进气孔固定，所述活动叶片安装在电机上；所述温度传感器安装在第二面的内壁上，所述控制器嵌在所述第二面内，且所述温度传感器，加热器，电机，无级变速直流电机均连接控制器。2. 根据权利要求1所述的一种3D打印环境温度控制的装置，其特征在于：所述内层包括内顶面，第一内侧面，第二内侧面，第三内侧面及第四内侧面，所述外层具有外顶面，第一外侧面，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄明宇，冒卫星，王冰，王亚凯，倪红军，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32