喷射头能振动的三D打印装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种喷射头能振动的三D打印装置，包括控制系统、螺杆类挤压系统（或者送丝机构）、喷射头、工作台及工作台移动系统；喷射头连接在螺杆类挤压系统（或者送丝机构）的下端并与其出料口联通，螺类挤压系统（或者送丝机构）向喷射头输运物料，螺杆类挤压系统（或者送丝机构）及喷射头连为一体并可在工作台上方做X轴及Y轴方向的水平运动，工作台移动系统带动工作台做上下垂直运动，控制系统分别控制整体系统的运动，从而完成3D打印；特点是喷射头内安装有超声振动装置。其具有结构简单，成型制品具有密度大，拉伸和冲击强度提高，产品质量好等优点。

【技术实现步骤摘要】
喷射头能振动的三D打印装置
本技术涉及一种三D打印装置，尤其涉及一种喷射头能振动的三D打印装置。
技术介绍
三D打印加工成型的基本原理是：先建立零件三维计算机模型，然后对其进行分层切片，获取每一层信息数据，在此基础上进行逐层叠加制造，此制造方法由于其自身的诸多优势而被各行各业广泛使用。材料挤压式3D打印装置和气动粉粒流式3D打印装置是常见的二种3D成型装备；其中，材料挤压式属于熔融沉积形成型方法，气动粉粒流式属于定向能量沉积式增材制造方法，但不管是熔融沉积式还是定向能量沉积式，都有其不足，那就是3D打印件结构组织较疏松，产品致密性不强，机械性能差；针对此类问题，有部分研究者将振动引入到此类三D打印成型的定向能量沉积式加工中，施振方式包括采用基板振动以及施粉机构振动方式，此二种方式尽管可部分克服原来存在的一些问题，但结构相对复杂，而材料挤压式3D打印装备中，则还未见通过施加振动来改善成型件质量的专利。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术的不足而提供一种喷射头能振动的三D打印装置，其结构简单，成型制品的密度变大，结晶度提高，拉伸和冲击强度提高，生产的产品质量好。为了达到上述目的，本技术的第一种技术方案是这样实现的，其是一种喷射头能振动的三D打印装置，包括控制系统、供粉系统、电机驱动系统、螺杆类挤压系统、第一喷射头、工作台及工作台移动系统；其中所述第一喷射头连接在螺杆类挤压系统的下端并与其出料口联通，所述电机驱动系统带动螺杆旋转从而完成对物料的螺旋、挤压和熔融并向第一喷射头输运物料，所述电机驱动系统、螺杆类挤压系统及第一喷射头连为一体并可在工作台上方做X轴及Y轴方向的水平运动，所述工作台移动系统带动工作台做上下垂直运动，所述控制系统分别控制供粉系统、电机驱动系统、螺杆类挤压系统、第一喷射头及工作台移动系统从而完成3D打印；其特征在于在第一喷射头内安装有超声振动装置，当物料通过第一喷射头出料时，所述振动装置会对物料施加超声振动。在本技术方案中，所述第一喷射头有四种结构，其中：第一种结构为：所述第一喷射头包括上壳体、第一电热器、超声振动器、下壳体、垂直振动头、第一耐热耐压垫圈、异形法兰盘及第二耐热耐压垫圈；上壳体的入料口为喷射头的入料口，下壳体的出料口为喷射头的出料口，上壳体及下壳体分别固定在异形法兰盘的上下两侧，在异形法兰盘上设有联通上壳体与下壳体的通孔，所述超声振动器设在异形法兰盘的下方，所述垂直振动头设在超声振动器上，通电后超声振动器垂直振动头作垂直方向振动，带动所述第一电热器套设在上壳体及下壳体外。第二种结构为：所述第一喷射头包括第一水平超声振动器、第一水平振动头、第三耐热耐压垫圈、第一喷嘴及第一电热器；其中所述第一水平超声振动器设在第一喷嘴上，所述第一水平振动头设在第一喷嘴内，第一水平振动头由第一水平超声振动器带动，在第一水平振动头上设有垂直的第一通孔以便第一喷嘴内的物料能通过，所述第一电热器套设在第一喷嘴外，所述第一喷嘴的入料口为第一喷射头的入料口，第一喷嘴的出料口为第一喷射头的出料口。第三种结构为：所述第一喷射头包括第一喷嘴、第一电热器、第一套管体、第一高强度金属管及第一环柱状压电材料；其中所述第一套管体的入料口为第一喷射头的入料口，所述第一喷嘴设在第一套管体的下方并连通，第一喷嘴通过上部的外螺纹与套管体的下部的内螺纹联结在一起，第一喷嘴的出料口为第一喷射头的出料口，所述第一高强度金属管设在第一套管体及第一喷嘴内，所述第一环柱状压电材料设在第一高强度金属管内,第一环柱状压电材料通电后产生径向高频振动，所述第一电热器套设在第一套管体及第一喷嘴外。第四种结构为：所述第一喷射头包括第一喷嘴、第一电热器、第一套管体、第一高强度金属管及第一环锥状压电材料；其中所述第一套管体的入料口为第一喷射头的入料口，所述第一喷嘴设在套管体的下方并连通，第一喷嘴的出料口为第一喷射头的出料口，所述第一高强度金属管设在第一套管体及第一喷嘴内，第一喷嘴通过上部的外螺纹与套管体下部的内螺纹联结在一起，所述第一环锥状压电材料设在第一高强度金属管内,第一环锥状压电材料通电后产生径向高频振动，所述第一电热器套设在第一套管体及第一喷嘴外。为了达到上述目的，本技术的第二种技术方案是这样实现的，其是一种喷射头能振动的三D打印装置，包括控制系统、工作台、工作台移动系统、第二喷射头、送丝机构、导向套及绕丝料的供丝盘；其中所述供丝盘上的丝料穿过导向套，所述供丝盘上的送丝电机带动穿过导向套的丝料进入送丝机构，所述第二喷射头连接在送丝机构的下端并与其出料口联通，所述送丝机构与第二喷射头连为一体并可在工作台上方做X轴及Y轴方向的水平运动，所述工作台移动系统带动工作台做上下垂直运动，所述控制系统分别控制工作台移动系统、第二喷射头、送丝机构及供丝盘的工作从而完成3D打印；其特征在于在第二喷射头内安装有超声振动装置，当物料通过第二喷射头出料时，所述振动装置会对物料施加超声振动。在本技术方案中，所述第二喷射头有三种结构，其中：在本技术方案中，所述第二喷射头有三种结构，其中：第一种结构为：第二喷射头包括第二水平超声振动器、第二水平振动头、耐热耐压垫圈、第二喷嘴及第二电热器；其中所述第二水平超声振动器设在第二喷嘴上，所述第二水平振动头设在第二喷嘴内，第二水平振动头由第二水平超声振动器带动，在第二水平振动头上设有垂直的通孔以便第二喷嘴内的物料能通过，所述第二电热器套设在第二喷嘴外，所述第二喷嘴的入料口为第二喷射头的入料口，第二喷嘴的出料口为第二喷射头的出料口。第二种结构为：所述第二喷射头包括第二喷嘴、第二电热器、第二套管体、第二高强度金属管及第二环柱状压电材料；其中所述第二套管体的入料口为第二喷射头的入料口，所述第二喷嘴设在第二套管体的下方并连通，所述第二喷嘴通过上部的外螺纹与第二套管体下部的内螺纹联结在一起，第二喷嘴的出料口为第二喷射头的出料口，所述第二高强度金属管设在第二套管体及第二喷嘴内，所述第二环柱状压电材料设在第二高强度金属管内,第二环柱状压电材料通电后产生径向高频振动，所述第二电热器套设在第二套管体及第二喷嘴外。第三种结构为：所述第二喷射头包括第二喷嘴、第二电热器、第二套管体、第二高强度金属管及第二环锥状压电材料；其中所述第二套管体的入料口为第二喷射头的入料口，所述第二喷嘴设在第二套管体的下方并连通，所述第二喷嘴通过上部的外螺纹与第二套管体下部的内螺纹联结在一起，第二喷嘴的出料口为第二喷射头的出料口，所述第二高强度金属管设在第二套管体及第二喷嘴内，所述第二环锥状压电材料设在第二高强度金属管内,第二环锥状压电材料通电后产生径向高频振动，所述第二电热器套设在第二套管体及第二喷嘴外。本技术与现有技术相比，具有如下的优点：1、振动有利于强化物料熔融、传质、传热及均化，使成型制品的密度变大，结晶度提高，拉伸和冲击强度提高，制品内在品质和外观质量都有很大改善和提高；2、振动能有利于物料中混入气体的逸出，不会出现气孔、裂纹等缺陷，经过振动，使得物料混合、交融充分，物料熔体更加密实，内部组织致密，机械力学强度更高，尤其是多重物料混合加工时，此优点更为突出；3、适应性强，其结构简单，适用于丝式挤压、螺旋式挤压、气粉式等多种三D打印装置的喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷射头能振动的三D打印装置，包括控制系统（1）、供粉系统（2）、电机驱动系统（3）、螺杆类挤压系统（4）、第一喷射头（5）、工作台（7）及工作台移动系统（8）；其中所述第一喷射头（5）连接在螺杆类挤压系统（4）的下端并与其出料口联通，所述电机驱动系统（3）带动螺杆旋转从而完成对物料的螺旋、挤压和熔融并向第一喷射头（5）输运物料，所述电机驱动系统（3）、螺杆类挤压系统（4）及第一喷射头（5）连为一体并可在工作台（7）上方做X轴及Y轴方向的水平运动，所述工作台移动系统（8）带动工作台（7）做上下垂直运动，所述控制系统（1）分别控制供粉系统（2）、电机驱动系统（3）、螺杆类挤压系统（4）、第一喷射头（5）及工作台移动系统（8）从而完成3D打印；其特征在于在第一喷射头（5）内安装有超声振动装置，当物料通过第一喷射头（5）出料时，所述振动装置会对物料施加超声振动。

【技术特征摘要】
1.一种喷射头能振动的三D打印装置，包括控制系统（1）、供粉系统（2）、电机驱动系统（3）、螺杆类挤压系统（4）、第一喷射头（5）、工作台（7）及工作台移动系统（8）；其中所述第一喷射头（5）连接在螺杆类挤压系统（4）的下端并与其出料口联通，所述电机驱动系统（3）带动螺杆旋转从而完成对物料的螺旋、挤压和熔融并向第一喷射头（5）输运物料，所述电机驱动系统（3）、螺杆类挤压系统（4）及第一喷射头（5）连为一体并可在工作台（7）上方做X轴及Y轴方向的水平运动，所述工作台移动系统（8）带动工作台（7）做上下垂直运动，所述控制系统（1）分别控制供粉系统（2）、电机驱动系统（3）、螺杆类挤压系统（4）、第一喷射头（5）及工作台移动系统（8）从而完成3D打印；其特征在于在第一喷射头（5）内安装有超声振动装置，当物料通过第一喷射头（5）出料时，所述振动装置会对物料施加超声振动。2.根据权利要求1所述的喷射头能振动的三D打印装置，其特征在于所述第一喷射头（5）包括上壳体（51）、第一电热器（52）、超声振动器（53）、下壳体（54）、垂直振动头（55）、第一耐热耐压垫圈（56）、异形法兰盘（57）及第二耐热耐压垫圈（58）；上壳体（51）的入料口为喷射头（5）的入料口，下壳体（54）的出料口为喷射头（5）的出料口，上壳体（51）及下壳体（54）分别固定在异形法兰盘（57）的上下两侧，在异形法兰盘（57）上设有联通上壳体（51）与下壳体（54）的通孔（571），所述超声振动器（53）设在异形法兰盘（57）的下方，所述垂直振动头（55）设在超声振动器（53）上，通电后，超声振动器（53）带动垂直振动头（55）作垂直方向超声振动，所述第一电热器（52）套设在上壳体（51）及下壳体（54）外。3.根据权利要求1所述的喷射头能振动的三D打印装置，其特征在于所述第一喷射头（5）包括第一水平超声振动器（501）、第一水平振动头（502）、第三耐热耐压垫圈（503）、第一喷嘴（504）及第一电热器（52）；其中所述第一水平超声振动器（501）设在第一喷嘴（504）上，所述第一水平振动头（502）设在第一喷嘴（504）内，第一水平振动头（502）由第一水平超声振动器（501）带动作水平方向振动，在第一水平振动头（502）上设有垂直的第一通孔（5021）以便第一喷嘴（504）内的物料能通过，所述第一电热器（52）套设在第一喷嘴（504）外，所述第一喷嘴（504）的入料口为第一喷射头（5）的入料口，第一喷嘴（504）的出料口为第一喷射头（5）的出料口。4.根据权利要求1所述的喷射头能振动的三D打印装置，其特征在于所述第一喷射头（5）包括第一喷嘴（504）、第一电热器（52）、第一套管体（506）、第一高强度金属管（507）及第一环柱状压电材料（508）；其中所述第一套管体（506）的入料口为第一喷射头（5）的入料口，所述第一喷嘴（504）设在第一套管体（506）的下方并连通，第一喷嘴（504）通过上部的外螺纹与套管体（506）下部的内螺纹联结在一起，第一喷嘴（504）的出料口为第一喷射头（5）的出料口，所述第一高强度金属管（507）设在第一套管体（506）及第一喷嘴（504）内，所述第一环柱状压电材料（508）设在第一高强度金属管（507）内,第一环柱状压电材料（508）通电后产生径向高频振动，所述第一电热器（52）套设在第一套管体（506）及第一喷嘴（504）外。5.根据权利要求1所述的喷射头能振动的三D打印装置，其特征在于所述第一喷射头（5）包括第一喷嘴（504）、第一电热器（52）、第一套管体（506）、第一高强度金属管（507）及第一环锥状压电材料（509）；其中所述第一套管体（506）的入料口为第一喷射头（5）的入料口，所述第一喷嘴（504）设在套管体（506）的下...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈学锋，凃明霞，徐言生，胡建国，柯美元，曾宪荣，
申请(专利权)人：顺德职业技术学院，
类型：新型
国别省市：广东,44