振动成型的材料挤压式3D打印机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种振动成型的材料挤压式3D打印机，包括工作台移动系统、工作台、喷射头、机筒、电热圈、螺杆、向心推力轴承组、从动伞齿轮主动伞齿轮、电旋转接头、电机驱动系统、机架、供粉系统、供粉管及控制系统；向心推力轴承组、电旋转接头、电机驱动系统及机筒安装在机架上，机架可作X轴及Y轴水平方向移动，控制系统控制工作台移动系统、电旋转接头、电机驱动系统及供粉系统运行，工作台移动系统带动工作台作Z轴上下方向运动，从动伞齿轮及向心推力轴承组均安装在螺杆的上部从而带动螺杆旋转，完成对物料的螺旋、挤压和熔融并向下输运融料；特点是还包括压电材料和振动头，通电后压电材料带动振动头对物料施加高频振动。其具有结构简单，成型制品结构致密，强度高，产品质量好等优点。

【技术实现步骤摘要】
振动成型的材料挤压式3D打印机
本技术涉及一种三D打印装置，尤其涉及一种振动成型的材料挤压式3D打印机。
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打印装置是常见的一种3D成型装备，属于熔融沉积形成型方法，尽管该方法由于自身优点得到越来越广泛的应用，但也有其不足，那就是3D打印成型件结构组织较疏松，机械性能差，强度不高等；为克服此类问题，有部分研究者将各种振动引入到此类三D打印成型加工中，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，但都只用于气动粉粒流式3D打印装备，在材料挤压式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振动成型的材料挤压式3D打印机，其结构简单，成型制品结构致密，强度高，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，其是一种振动成型的材料挤压式3D打印机，包括工作台移动系统、工作台、喷射头、机筒、电热圈、螺杆、向心推力轴承组、从动伞齿轮、主动伞齿轮、电旋转接头、电机驱动系统、机架、供粉系统、供粉管及控制系统；其中所述喷射头连接在机筒的下端并与其出口联通，所述工作台位于喷射头的下方，所述向心推力轴承组、电旋转接头、电机驱动系统及机筒安装在机架上，所述机架可作X轴及Y轴水平方向移动，所述控制系统控制工作台移动系统、电旋转接头、电机驱动系统及供粉系统运行，所述供粉管的一端与供粉系统联通，供粉管的另一端与机筒上部联通，所述工作台移动系统带动工作台作Z轴上下方向运动，所述主动伞齿轮与从动伞齿轮啮合，所述电机驱动系统带动主动伞齿轮转动，所述螺杆位于机筒内，螺杆的上端与电旋转接头连接，所述从动伞齿轮及向心推力轴承组均安装在螺杆的上部从而带动螺杆旋转，完成对物料的螺旋、挤压和熔融，并向下输运融料；其特征在于还包括压电材料和振动头，所述压电材料安装在螺杆的下端头部，通电后压电材料带动振动头对物料施加高频振动。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，其是一种振动成型的材料挤压式3D打印机，包括工作台移动系统、工作台、喷射头、机筒、电热圈、螺杆、向心推力轴承组、从动伞齿轮、主动伞齿轮、电旋转接头、电机驱动系统、机架、供粉系统、供粉管及控制系统；其中所述喷射头连接在机筒的下端并与其出口联通，所述工作台位于喷射头的下方，所述向心推力轴承组、电旋转接头、电机驱动系统及机筒安装在机架上，所述机架可作X轴及Y轴水平方向移动，所述控制系统控制工作台移动系统、电旋转接头、电机驱动系统及供粉系统运行，所述供粉管的一端与供粉系统联通，供粉管的另一端与机筒上部联通，所述工作台移动系统带动工作台作Z轴上下方向运动，所述主动伞齿轮与从动伞齿轮啮合，所述电机驱动系统带动主动伞齿轮转动，所述螺杆位于机筒内，螺杆的上端与电旋转接头连接，所述从动伞齿轮及向心推力轴承组均安装在螺杆的上部从而带动螺杆旋转，完成对物料的螺旋、挤压和熔融，并向下输运融料；其特征在于还包括超声振动器，所述超声振动器安装在螺杆的上部，超声振动器带动螺杆在旋转的同时作超声振动。为了达到上述目的，本技术的第三种技术方案是这样实现的，其是一种振动成型的材料挤压式3D打印机，包括工作台移动系统、工作台、喷射头、电热圈，锥形机筒、锥形螺盘、向心推力轴承组、从动伞齿轮、主动伞齿轮、芯轴、控制座、电机驱动系统、机架、芯轴、座板、进料接口、送丝机构、丝料、丝盘及控制系统；其中所述喷射头连接在锥形机筒的下端并与其出口联通，所述工作台位于喷射头的下方，所述向心推力轴承组、控制座、电机驱动系统、座板及送丝机构安装在机架上，所述锥形机筒安装在座板的下方，所述机架可作X轴及Y轴水平方向移动，所述控制系统控制工作台移动系统、电机驱动系统、送丝机构及压电材料和振动头的运行，所述丝料绕设在丝盘上，所述进料接口固定在锥形机筒的上方并联通，所述送丝机构带动丝料通过进料接口进入到锥形机筒中，所述工作台移动系统带动工作台作Z轴上下方向运动，所述主动伞齿轮与从动伞齿轮啮合，所述电机驱动系统带动主动伞齿轮转动，所述锥形螺盘位于锥形机筒内，锥形螺盘有中心孔，其外圆锥面有螺槽，所述芯轴穿过锥形螺盘的中心孔，所述芯轴的上端与控制座连接，所述从动伞齿轮及向心推力轴承组均安装在锥形螺盘上伸出端上从而带动锥形螺盘旋转，完成对物料的螺旋、挤压和熔融，并向下输运融料；其特征在于在所述芯轴的下端头部设有压电材料和振动头，所述压电材料和振动头位于锥形螺盘的下方，通电后压电材料带动振动头对物料施加高频振动。本技术与现有技术相比，具有如下优点：1.在成型过程中对物料振动有利于强化物料熔融及均化，使成型制品的密度变大，拉伸和冲击强度提高，制品内在品质和外观质量得到很大改善和提高；2.成型过程中的振动能有利于物料中混入气体的逸出，减少了制品出现气孔和裂纹等缺陷的几率，还能使物料的混合、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，适用于丝式挤压及螺旋式挤压等多种三D打印装置。附图说明图1是本技术实施例一的结构示意图；图2是本技术实施例二的结构示意图；图3是本技术实施例三的结构示意图；图4是图3的局部A的放大图。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本技术，但并不构成对本技术的限定。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。在本技术描述中,术语“上”及“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术而不是要求本技术必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。实施例一如图1所示，其是一种振动成型的材料挤压式3D打印机，包括工作台移动系统1、工作台2、喷射头4、振动头5、压电材料6、机筒7、电热圈8、螺杆9、向心推力轴承组10、从动伞齿轮11、主动伞齿轮12、电旋转接头13、电机驱动系统14、机架15、供粉系统16、供粉管17及控制系统18；其中所述喷射头4连接在机筒7的下端并与其出口联通，所述工作台2位于喷射头4的下方，所述向心推力轴承组10、电旋转接头13、电机驱动系统14及机筒7安装在机架15上；所述机架15可作X轴及Y轴水平方向移动（由于机架作X轴及Y轴水平方向移动为现有技术，因此在图中没有画出）；所述控制系统18控制工作台移动系统1、电旋转接头13、电机驱动系统14及供粉系统16运行，所述供粉管17的一端与供粉系统16联通，供粉管17的另一端与机筒7上部联通，这样粉末可以通过供粉管17进入到机筒7内；所述工作台移动系统1带动工作台2作Z轴上下方向运动即上下移动，所述主动伞齿轮12与从动伞齿轮11啮合，所述电机驱动系统14带动主动伞齿轮12转动，所述螺杆9的中下部位于机筒7内，螺杆9的上端与电旋转接头13连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动成型的材料挤压式3D打印机，包括工作台移动系统（1）、工作台（2）、喷射头（4）、机筒（7）、电热圈（8）、螺杆（9）、向心推力轴承组（10）、从动伞齿轮（11）、主动伞齿轮（12）、电旋转接头（13）、电机驱动系统（14）、机架（15）、供粉系统（16）、供粉管（17）及控制系统（18）；其中所述喷射头（4）连接在机筒（7）的下端并与其出口联通，所述工作台（2）位于喷射头（4）的下方，所述向心推力轴承组（10）、电旋转接头（13）、电机驱动系统（14）及机筒（7）安装在机架（15）上，所述机架（15）可作X轴及Y轴水平方向移动，所述控制系统（18） 控制工作台移动系统（1）、电旋转接头（13）、电机驱动系统（14）及供粉系统（16）运行，所述供粉管（17）的一端与供粉系统（16）联通，供粉管（17）的另一端与机筒（7）上部联通，所述工作台移动系统（1）带动工作台（2）作Z轴上下方向运动，所述主动伞齿轮（12）与从动伞齿轮（11）啮合，所述电机驱动系统（14）带动主动伞齿轮（12）转动，所述螺杆（9）位于机筒（7）内，螺杆（9）的上端与电旋转接头（13）连接，所述从动伞齿轮（11）及向心推力轴承组（10）均安装在螺杆（9）的上部从而带动螺杆（9）旋转，完成对物料的螺旋、挤压和熔融，并向下输运融料；其特征在于还包括压电材料（6）和振动头（5），所述压电材料（6）安装在螺杆（9）的下端头部，通电后压电材料（6）带动振动头（5）对物料施加高频振动。...

【技术特征摘要】
1.一种振动成型的材料挤压式3D打印机，包括工作台移动系统（1）、工作台（2）、喷射头（4）、机筒（7）、电热圈（8）、螺杆（9）、向心推力轴承组（10）、从动伞齿轮（11）、主动伞齿轮（12）、电旋转接头（13）、电机驱动系统（14）、机架（15）、供粉系统（16）、供粉管（17）及控制系统（18）；其中所述喷射头（4）连接在机筒（7）的下端并与其出口联通，所述工作台（2）位于喷射头（4）的下方，所述向心推力轴承组（10）、电旋转接头（13）、电机驱动系统（14）及机筒（7）安装在机架（15）上，所述机架（15）可作X轴及Y轴水平方向移动，所述控制系统（18）控制工作台移动系统（1）、电旋转接头（13）、电机驱动系统（14）及供粉系统（16）运行，所述供粉管（17）的一端与供粉系统（16）联通，供粉管（17）的另一端与机筒（7）上部联通，所述工作台移动系统（1）带动工作台（2）作Z轴上下方向运动，所述主动伞齿轮（12）与从动伞齿轮（11）啮合，所述电机驱动系统（14）带动主动伞齿轮（12）转动，所述螺杆（9）位于机筒（7）内，螺杆（9）的上端与电旋转接头（13）连接，所述从动伞齿轮（11）及向心推力轴承组（10）均安装在螺杆（9）的上部从而带动螺杆（9）旋转，完成对物料的螺旋、挤压和熔融，并向下输运融料；其特征在于还包括压电材料（6）和振动头（5），所述压电材料（6）安装在螺杆（9）的下端头部，通电后压电材料（6）带动振动头（5）对物料施加高频振动。2.一种振动成型的材料挤压式3D打印机，包括工作台移动系统（1）、工作台（2）、喷射头（4）、机筒（7）、电热圈（8）、螺杆（9）、向心推力轴承组（10）、从动伞齿轮（11）、主动伞齿轮（12）、电旋转接头（13）、电机驱动系统（14）、机架（15）、供粉系统（16）、供粉管（17）及控制系统（18）；其中所述喷射头（4）连接在机筒（7）的下端并与其出口联通，所述工作台（2）位于喷射头（4）的下方，所述向心推力轴承组（10）、电旋转接头（13）、电机驱动系统（14）及机筒（7）安装在机架（15）上，所述机架（15）可作X轴及Y轴水平方向移动，所述控制系统（18）控制工作台移动系统（1）、电旋转接头（13）、电机驱动系统（14）及供粉系统（16）运行，所述供粉管（17）的一端与供粉系统（16）联通，供粉管（17）的另一端与机筒（7）上部联通，所述工作台移动系统（1）带动工作台（2）作Z轴上下方向运动，所述...

【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