带有多路摩擦送料系统的彩色FDM-3D打印机技术方案

带有多路摩擦送料系统的彩色FDM‑3D打印机,属于机械领域,供料主轴转动使得加于在滑轮(6)劈尖夹角内的料丝被推出,料丝的摩擦力由滑轮劈尖角度、胶质滑轮(9)的压力因素决定；当某一料丝物料挤出机组件的存储物料已经满时,熔融存储腔的饱和压力促使料丝无法继续进入,料丝停止移动(送料停止),其结果是:要么料丝相对于滑轮劈尖产了相对滑动,要么2片摩擦片对滑轮之间产生相对滑动；与物料挤出机组件的协同工作过程为:设定参数最好是选择2片摩擦片对滑轮之间产生相对滑动；由于摩擦片可以常态摩擦运动；符合使用寿命要求。

Color FDM-3D printer with multiple friction feeding system

With multiple friction feed system 3D FDM color printer, which belongs to the field of machinery, feed on spindle rotation makes the pulley (6) feeding wire in the tip splitting angle is introduced, the friction force feeding wire by the wedge angle, pulley pulley (9) glial pressure determined by factors; when a storage material feeding wire the material components of the extruder is full, the saturation pressure of the storage chamber to the molten filament cannot continue to enter, feeding wire stops moving (feeding stop), the result is: either the feeding wire relative to the pulley sliding wedge production, or the 2 friction plates relative sliding between the pulley on the cooperative work process of extrusion; machine components and materials: setting parameters are best 2 friction sheets from relative sliding on the pulley; due to friction friction can be normal movement; meet the demand of the service life.

【技术实现步骤摘要】
带有多路摩擦送料系统的彩色FDM-3D打印机[所属领域]本专利技术属于机械领域，确切的讲是一种利用摩擦片允许滑差的丝状耗材产生推力的供料装置及其彩色FDM-3D打印机。[技术背景]熔融沉积成型(FusedDepositionModeling,FDM)快速成型工艺是将各种丝材(如工程塑料ABS、聚碳酸酯PC等)加热熔化进而堆积成型方法，简称FDM。大部分FDM快速成型技术可采用的成型材料很多，如改性后的石蜡、(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)、尼龙、橡胶等热塑性材料，以及多相混合材料，如金属粉末、陶瓷粉末、短纤维等与热塑性材料的混合物。其中PLA(聚乳酸)具有较低的收缩率，打印模型更容易塑形，以及可生物降解等优点，现今大多数桌面FDM型3D打印机均采用这种材料。FDM：熔融沉积成型技术是，熔融沉积成型工艺(FusedDepositionModeling，FDM)是继LOM工艺和SLA工艺之后发展起来的一种3D打印技术。该技术由ScottCrump于1988年专利技术，随后ScottCrump创立了Stratasys公司。1992年，Stratasys公司推出了世界上第一台基于FDM技术的3D打印机——“3D造型者(3DModeler)”，这也标志着FDM技术步入商用阶段。FDM成型原理相对简单，结构部分包括:XOY轴平面寻址行走机械系统、Z轴垂直寻址行走机械系统、挤出机组件、送料系统、电控系统、打印物件承载台及操作面板等部分.打印之前FDM3D打印机内置软件自动读取3D模型数据并将其分层,分层之后，经过高温熔化的液态通过挤出机的喷口挤出，挤出后遇冷迅速凝结固化，然后通过挤出机在平面上的摆动以及打印板向下位移形成立体实物。3D打印需要经过3D扫描、3D建模的过程，最终完成3D打印成品。当然，基于FDM成型技术的3D打印机也不例外。除去3D扫描、3D建模过程，就3D打印本身而言，FDM成型技术一般经过以下环节。首先FDM软件对3D模型数据进行分析、分层，生成打印路径以及支撑路径。其次，挤出机和打印平台会升至3D模型设置的温度。最后，打印过程中，挤出机在平面上的位移以及打印平台上下位移会形成一个三维空间，挤出机和打印平台根据生成的路径进行打印。在打印过程中，挤出机完成一个平面上的打印任务后，打印平台自动下降一层，挤出机继续打印。循环往复直至成品的完成。在打印过程中，插入挤出机的线材会迅速融化，通过挤出机挤出瞬间凝结。挤出机温度较高，根据材料的不同以及模型设计温度的不同，挤出机的温度相对也不同。为了防止打印物体翘边等问题的出现打印平台一般为加热，打印平台上一般覆盖粘贴纸以便于打印成品的剥离。熔融沉积成型的原理如下：先是向计算机输入切片文件(截面轮廓信息),切片的厚度一般选取为:0.1-0.6毫米之间；加热喷头在计算机的控制下，根据产品零件的(切片)截面轮廓信息，作X-Y平面运动，热塑性丝状材料由供丝机构送至热熔喷头，并在喷头中加热和熔化成半液态，然后被挤压出来，有选择性的涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。一层截面成型完成后工作台下降一定高度，再进行下一层的熔覆，好像一层层"画出"截面轮廓，如此循环，最终形成三维产品零件。目前的FDM-3D技术与精雕技术(CNC)的结合还没有一个在成本，效果能尽善尽美的方案。下面通过,以开源软件的版本为例对切片的程序操作进行说明:智垒科技在打印三维模型的时候是需要将三维模型文件生成导出为STL格式的文件，然后将STL格式文件生成Gcode格式的文件才可以对其进行打印操作的，接下来我就教给大家如何进行设置Cura软件的各个参数选项，进而使得生成的Gcode代码更好地进行打印；首先我们需要事先做出一个模型，在这里智垒科技制作的是一个小方块的模型文件，智垒科技可以在3dsmax中制作，也可以在SolidWorks丶UG丶MAYA等其他的三维模型制作软件中制作。接下来，智垒科技需要在3dsmax中将此方块的模型进行导出，导出为STL格式的文件，并命名为适当的文件名称，值得注意的是命名的时候要使用英文或者拼音命名操作，或者字母加数字两者组合。为接下来的使用“Cura软件”生成Gcode格式的可打印格式文件做好准备工作：在导出的时候，智垒科技会看到一个提示选项框，需要智垒科技选择生成什么格式的STL文件，是“二进制”的还是“ASCII”码的，而且还有一个复选框“仅选定”这里智垒科技需要选择“二进制”，不选择“仅选定”复选框，这样智垒科技导出STL格式的文件才会更有利于智垒科技打印操作。导出STL格式文件之后智垒科技会得到一个命名为“fkuai”的文件，然后智垒科技就可以在Cura软件中进行设置具体参数进行打印了。接下来智垒科技打开Cura软件，将智垒科技导出的STL格式的三维模型文件在Cura软件中打开。接下来告诉大家怎么设置Cura软件的打印选项设置：开启回抽是指如果在同时打印两个或多个模型的时候喷头在物体之间非打印区域移动的时候回抽一部分耗材,防止拉丝现象,填充密度是指模型内部填充结构0％为空心物体100％为实心物体填充密度越大重量越大,相对的时间也会增加打印速度需要根据实际打印模型的大小结构等合理调整,初始打印第一层时打印机默认速度为20,可根据此速度自行设置推荐高质量打印30-40速度,一般打印50-60速度,高速打印80-100,打印温度根据所用耗材的材质来决定一般PLA材料为210左右,ABS为230左右；支撑内分为两种类型:第一项为外部支撑:即与打印机平台能有接触的支撑结构第二项Everywhere是指所有出现悬空结构的地方均给予支撑辅助；平台附着类型也是有两个类型:第一项为模型外围附加一圈底座帮助模型更牢固的粘附在平台上,第二项为模型整个底部附加底座来帮助模型粘附在平台上这里一般推荐使用第一项即可；线材直径是指3D打印机所使用的耗材的直径大小,这里因为是使用的3MM的耗材,输入2.95即可流量值100％；智垒科技还需要对其他的两个重要参数进行设置：“机器设置”和“高级设置”。机器设置需要注意的设置选项是“平台大小”及"挤出量"的设置；高级设置一般只需要将这里支撑的填充密度改动即可.挤出机总成是FDM快速成型技术的核心的部件，大多数采用加热棒对铝块进行间接加热法,将塑料丝通过挤出机总成的入口端挤入，再通过喉管导向，到达铝块加热部位，经过熔化，进入喷嘴区域，最后由挤出孔挤出,融化后的塑料丝在后续进丝的(活塞)压力的作用下从喷嘴挤出。挤出机总成中的喉管由不锈钢制造，是为了降低其导热性能，不锈钢喉管有些内部还衬有铁氟龙，由于挤出机总成长期加热打印致使吼管内部温度升高，导致管内料也处在熔融状态，当停止打印冷却后，材料就黏结在管内，下次重新开机打印时，管内黏着料不能马上融化，使喉管出现堵料现象，喉管内部衬铁氟龙，使喉管内料都不会熔融黏着，能大大改善堵头问题。同时作者在挤出机总成外加散热片和风扇，主要也是为了降低喉管上部的温度，防止堵头问题，也可以为挤出机总成散热。加热熔化后的塑料丝由喷嘴挤到打印台上，如果为了减少塑料因温度骤减而发生翘边和收缩等不良现象，作者可以将打印台做成加热床，床内有热敏电阻与电路板相连，来控制加热床的温度，为了节约制作本文档来自技高网...

【技术保护点】
带有多路摩擦送料系统的彩色FDM‑3D打印机,主要由:XOY轴平面寻址行走机械系统、Z轴垂直寻址行走机械系统、物料挤出机组件、多路摩擦送料系统、电控系统、打印物件承载台及操作面板组成；由XOY轴平面寻址行走机械系统、Z轴垂直寻址行走机械系统驱动物料挤出机组件及打印物件承载台,由多路摩擦送料系统向物料挤出机组件远程送料完成层积成形3D打印过程；其中本技术的多路摩擦送料系统的主要构成为:加工有螺纹(2)及多个凹槽(5)的供料主轴(1)、螺母(4)、推力弹簧(3)、带有销钉孔(13)的止转挡圈(8)、滑轮(6)、摩擦片(7)、辅助轴(20)、胶质滑轮(9)及卡簧(10)；滑轮(12)可以代替支撑胶质滑轮(9)组成；工作原理为:支撑结构体(21)负责固定驱动电机(19)及约束供料主轴、辅助轴(20)作定轴转动,驱动电机(19)通过连轴器驱动供料主轴,销钉(15)或止转的凸起构造约束着止转挡圈与供料主轴同时转动,推力弹簧串联压迫着5套滑轮、摩擦片及止转挡圈产生相等的接触压力,以静摩擦的形式维持其力矩的传输；并可以使每一个滑轮都受到2片摩擦片的摩擦力的提供；每一个的滑轮的摩擦力矩基本相同；辅助轴(20)在推力弹簧(18)的推力下使得有着平动靠近供料主轴的趋势,表现为:胶质滑轮(9)压紧料丝截面(16),也就是对料丝进行压紧；胶质滑轮(9)压可以产生一定的变形；胶质滑轮(9)可以用滑轮(12)代替,此时要求要有一定的弹性,如弹性内套(17)所示:工作过程的力学特征为:供料主轴转动使得加于在滑轮(6)劈尖夹角内的料丝被推出,当物料挤出机组件的存储物料已经满时,熔融存储腔的饱和压力促使料丝无法继续进入,料丝停止移动(送料停止),其结果是:要么料丝相对于滑轮劈尖产了相对滑动,要么2片摩擦片对滑轮之间产生相对滑动,都使得料丝停止运动；其特征就在于:摩擦力由供料主轴驱动着止转挡圈使得止转挡圈通过摩擦片与滑轮之间传递力矩；推力弹簧同时串联压迫2‑7套止转挡圈、摩擦片及滑轮,提供产生摩擦所需要的压力；料丝与滑轮之间的接触方式为:2触点方式的劈尖接触；提供料丝接触压力的滑轮是胶质滑轮(9)或是带有的弹性内套(17)滑轮。...

【技术特征摘要】
2015.11.12 CN 20151079414431.带有多路摩擦送料系统的彩色FDM-3D打印机,主要由:XOY轴平面寻址行走机械系统、Z轴垂直寻址行走机械系统、物料挤出机组件、多路摩擦送料系统、电控系统、打印物件承载台及操作面板组成；由XOY轴平面寻址行走机械系统、Z轴垂直寻址行走机械系统驱动物料挤出机组件及打印物件承载台,由多路摩擦送料系统向物料挤出机组件远程送料完成层积成形3D打印过程；其中本技术的多路摩擦送料系统的主要构成为:加工有螺纹(2)及多个凹槽(5)的供料主轴(1)、螺母(4)、推力弹簧(3)、带有销钉孔(13)的止转挡圈(8)、滑轮(6)、摩擦片(7)、辅助轴(20)、胶质滑轮(9)及卡簧(10)；滑轮(12)可以代替支撑胶质滑轮(9)组成；工作原理为:支撑结构体(21)负责固定驱动电机(19)及约束供料主轴、辅助轴(20)作定轴转动,驱动电机(19)通过连轴器驱动供料主轴,销钉(15)或止转的凸起构造约束着止转挡圈与供料主轴同时转动,推力弹簧串联压迫着5套滑轮、摩擦片及止转...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳市人彩科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44