一种可以实时监测打印中苯类污染物的3D打印设备制造技术

本发明专利技术公开了一种可以实时监测打印中苯类污染物的3D打印设备，包括打印设备主体、控制系统和监测系统，所述打印设备主体和监测系统均与控制系统相连接，所述打印设备主体的长宽高比例为60:50:40。本发明专利技术采用辐射照射预热待加工粉末层，保证粉末受热均匀，避免产生温度梯度，防止加工成型的工件厚薄不一；刮板装置高度可调节，且能始终处于水平状态，保证连续铺粉的精度；刮板将多余的粉末刮起回收，提高粉末利用率；激光聚焦始终处于基准平面，确保熔化层的激光成型质量；激光3D打印成型在腔体内完成，过程中产生的气体，灰尘颗粒不会泄露，同时保护工作人员不受气体和粉尘的伤害。

【技术实现步骤摘要】
技术邻域本专利技术涉及3D打印设备技术邻域，具体地，涉及一种可以实时监测打印中苯类污染物的3D打印设备。
技术介绍
3D打印机是快速成型的一种机器，以数字模型文件为基础，运用塑料、金属等可以粘合的材料，通过逐层打印的方式来构造数字模型的物体，与传统打印机最大区别在于她使用的“墨水”是实实在在的物体的原材料。随着3D打印的快速发展，各种3D打印材料层出不穷，其质量也参差不齐。如果打印材料质量不合格，特别是塑料材料，打印过程会产生许多对人气有害的气体，不仅污染环境，还会危害人员的身体健康。因此，急需一种可以监测打印过程中是否产生有害气体的打印设备。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，本专利技术提供了一种可以实时监测打印中苯类污染物的3D打印设备，以解决上述技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案得以实现：一种可以实时监测打印中苯类污染物的3D打印设备，包括打印设备主体、控制系统和监测系统，所述打印设备主体和监测系统均与控制系统相连接，所述打印设备主体的长宽高比例为60:50:40。相对于现有技术，本专利技术的有益效果：1、采用辐射照射预热待加工粉末层，保证粉末受热均匀，避免产生温度梯度，防止加工成型的工件厚薄不一。2、刮板装置高度可调节，且能始终处于水平状态，保证连续铺粉的精度；刮板将多余的粉末刮起回收，提高粉末利用率。3、激光聚焦始终处于基准平面，确保熔化层的激光成型质量。4、激光3D打印成型在腔体内完成，过程中产生的气体，灰尘颗粒不会泄露，同时保护工作人员不受气体和粉尘的伤害；腔体内设置气敏传感器，可以实时监测腔体内的气体浓度，提醒工作人员注意腔体内气体可能带来的危险。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1是本专利技术的结构示意图。其中：打印设备主箱体-40，储物箱-41，升降结构-42，成型托板-43，刮板-44，激光照射器-45，激光二极管-46，气敏传感器-47，控制系统-50，显示器-51，控制面板-52。图2是本专利技术的气敏传感器结构示意图。其中，差频计-C，频率计数器-P，振荡器-Z，空白晶振-JK，测试晶振-JC。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。图1是根据一示例性实施例示出的一种可以实时监测打印中苯类污染物的3D打印设备，包括打印设备主体、控制系统和监测系统，所述打印设备主体和监测系统均与控制系统相连接，所述打印设备主体的长宽高比例为60:50:40。优选地，在所述打印设备主体内部设置有储物箱、升降结构、成型托板、刮板，激光照射器；所述激光照射器中设置3～5个激光二极管。优选地，所述控制系统包括显示器和控制面板。优选地，其特征在于，所述监测系统包括一个与控制系统相连接的气敏传感器。气敏传感器是将被测特定气体浓度转换为与其成一定关系的电量输出的装置或元器件。被测气体种类多，性质各不相同，因此气敏传感器的检测机理不尽相同，其分析方法也随着气体的种类、成分、浓度和用途而异；本专利技术的气敏传感器具有结构简单、实时性强、成本低廉的特点。下面介绍一下本专利技术的实施例中所提供的一种可以实时监测打印中苯类污染物的3D打印设备中气敏传感器的结构和类型，气敏传感器包括气敏传感器外壳和微电脑处理器。所述气敏传感器外壳内设置有检测气室、多个振荡器、频率计数器和差频计；所述检测气室上下两端分别设置有进气孔，检测气室内设置有空白晶振和测试晶振，空白晶振和测试晶振均分别与相对应的振荡器和频率计数器电联接，所述差频计的两端分别连接有频率计数器，所述差频计的第三端与微电脑控制器电联接；所述检测气室上设置1～3个进气孔，同时空白晶振的数量相应地设置为1～3个，测试晶振的数量设置为1～3个。为了便于数据追踪和查阅数据，在微电脑处理器上还设置有微显示器和控制面板，为了节约成本和该气敏传感器的外形更加美观。优选地，气敏传感器包括气敏传感器外壳和微电脑处理器。所述气敏传感器外壳内设置有检测气室、多个振荡器、频率计数器和差频计；所述检测气室上下两端分别设置有进气孔，检测气室内设置有空白晶振和测试晶振，空白晶振和测试晶振均分别与相对应的振荡器和频率计数器电联接，所述差频计的两端分别连接有频率计数器，所述差频计的第三端与微电脑控制器电联接；所述检测气室上设置1～2个进气孔，同时空白晶振的数量相应地设置为1～2个，测试晶振的数量设置为1～2个。在本实施例中，如图2所示，检测气室上设置有1个进气孔，1个空白晶振，1个测试晶振，其中，测试晶振的表面涂布有气敏涂层，该气敏涂层由纳米聚苯胺-活性炭制成，由于气敏传感器的气敏性能主要取决于其表面涂覆的气敏涂层，因此，下面给出本专利技术中制备纳米聚苯胺-活性炭涂层的具体步骤，以供参考：第一步制备纳米纤维聚苯胺：将定量的苯胺和过硫酸铵加入到盐酸溶液中，保持苯胺单体与过硫酸铵的物质的量之比为1:1～2.2，随后在将溶液置于超声中振荡30min。第二步制备纳米聚苯胺-活性炭：(1)制备纳米活性炭粉末和纳米纤维聚苯胺的盐酸溶液，纳米活性炭粉末和纳米纤维聚苯胺比例为1:3～7，超声振荡一个小时，使苯胺吸附于活性炭上；(2)将过硫酸铵溶于盐酸溶液中，在磁力搅拌的条件下，将过硫酸铵盐酸溶液以50ul/秒的速度缓慢的滴加入吸附了聚苯胺的活性炭盐酸溶液中，控制实验温度为4℃，反应5h；(3)将上述溶液放置到非含氟烯烃气氛中，钴-60辐照场内进行辐照聚合，辐照聚合时间为5～10h，辐照剂量为150～200Gy/min，可以增大所得的目标产物的表面吸附比；(4)将反应产物用去离子水、75％酒精洗涤至无色，于50℃真空干燥，即得到纳米聚苯胺-活性炭，使该气敏材料的多孔结构孔径扩大，比表面积增大。纳米活性炭是一种表面纳米粒子，具有不规则的结构与纳米空间混合的体系。其纤维直径细，与被吸附物的接触面积大，且可以均匀接触与吸附；纳米结构的聚苯胺由于其多孔结构，和更大的比表面积，有利于气体在聚苯胺薄膜内的扩散，缩短响应时间，提高吸附和脱附的效率，提高灵敏度，在气敏传感领域有着巨大的应用前景。本专利技术的气敏传感器的气敏涂层由纳米聚苯胺-活性炭制成，综合了纳米活性炭和纳米聚苯胺的优点，使本专利技术的气敏传感器灵敏度更高，应用域更广。实验例对采用纳米聚苯胺-活性炭作为气敏材料涂层的气敏传感器对一氯甲烷、甲苯和苯乙烯3种气体进行测试，评价该气敏传感器对不同气体的响应速度和极限浓度，进而评价本专利技术的实施例提供的3D打印设备的检测域的大小。该3D打印设备的数据和气相色谱法GC法的数据的比较如下表1所示：表13D打印设备的数据和气相色谱法GC监测比较极限浓度(ppm)响应频率(Hz/ppm)GC(ppm)一氯甲烷0.0472640.046甲苯0.0252380.035苯乙烯0.0153050.020本气敏传感器的响应频率通过以下算式计算而得：Δf＝3.28×10-6ΔMl/V，式中，ΔM表示质量该变量，l表示气敏传感器的基频，本实验采用的基频为20MHz；V表示气敏传感器的反应面积。上述数据表明，纳米聚苯胺-活性炭作为气敏材料涂层的气敏传感器可以检测一氯甲烷、甲苯和苯乙烯类等挥发性有机气体，灵敏度高，响应速度快，重复性好，且稳定性较好。在监测一氯甲烷、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可以实时监测打印中苯类污染物的3D打印设备，其特征在于，包括打印设备主体、控制系统和监测系统，所述打印设备主体和监测系统均与控制系统相连接，所述打印设备主体的长宽高比例为60:50:40。

【技术特征摘要】
1.一种可以实时监测打印中苯类污染物的3D打印设备，其特征在于，包括打印设备主体、控制系统和监测系统，所述打印设备主体和监测系统均与控制系统相连接，所述打印设备主体的长宽高比例为60:50:40。2.根据权利要求1所述的可以实时监测打印中苯类污染物的3D打印设备，其特征在于，在所述打印设备主体内部设置有储物箱、升降结构、成型托板、刮板，激光照射器；所述激光照射器中设置3～5个激光二极管。3.根据权利要求2所述的可以实时监测打印中苯类污染物的3D打印设备，其特征在于，所述控制系统包括显示器和控制面板。4.根据权利要求3所述的可以实时监测打印中苯类污染物的3D打印设备，...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳凯达通光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44