一种轻量化挤出系统及其3D打印机技术方案

本实用新型专利技术公开了一种轻量化挤出系统及其3D打印机，系统包括在打印机移动架上设置的打印头挤出控制装置，离开所述打印机移动架固定设置有一个打印料熔解送出机，打印料熔解送出机的输出口通过一个柔性管连接打印头挤出控制装置，柔性管将在熔解送出机中加热熔解的膏状打印料输送至打印头挤出控制装置，在所述打印料熔解送出机的输出口设置有压力传感器，所述柔性管的管壁设置有加温层，一个控制器分别连接打印头挤出控制装置、打印料熔解送出机、压力传感器以及柔性管的加温层对膏状打印料的流动性进行控制。本实用新型专利技术打印头的重量只是同类3D打印机打印头重量的10%至20%，减少了驱动成本，提高了大型打印机的打印效率和精度。

A lightweight extrusion system and its 3D printer

【技术实现步骤摘要】
一种轻量化挤出系统及其3D打印机
本技术涉及3D打印机，特别涉及一种轻量化挤出系统及其3D打印机。
技术介绍
3D打印机的挤出系统也可以称作打印头系统是将原料融化成半流体状态，从打印头挤出形成目标形状，而现在的挤出系统是将原料颗粒先输送至打印头的上端，在打印头的上端设置加热融化装置将原料颗粒融化，也就是融化过程是在打印头处完成的，此结构加热融化装置是随着打印头的移动而移动，作为小型打印机加热融化装置的重量对驱动打印头的驱动装置所占的驱动比例还不大，而且利于打印机整体的集成化和小型化，但是作为大型3D打印机，加热融化装置重量在打印头中占有的比例就相当可观，整体重量会达到几百公斤，其所带来的问题是：梁和支撑就要加大，需要大功率的驱动装置，并且由于惯性作用，超重的打印头就不能够做快速的移动以及快速连续的点动，打印精度也会受到影响。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种轻量化挤出系统及其3D打印机，通过将原料颗粒融化装置移出打印头，打印头的重量可以是同类3D打印机打印头重量的10%至20%。为了实现上述目的，本技术的技术方案是：一种轻量化挤出系统，包括在打印机移动架上设置的打印头挤出控制装置，其中，离开所述打印机移动架固定设置有一个打印料熔解送出机，打印料熔解送出机的输出口通过一个柔性管连接打印头挤出控制装置，柔性管将在熔解送出机中加热熔解的膏状打印料输送至打印头挤出控制装置，在所述打印料熔解送出机的输出口设置有压力传感器，所述柔性管的管壁设置有加温层，一个控制器分别连接打印头挤出控制装置、打印料熔解送出机、压力传感器以及柔性管的加温层对膏状打印料的流动性进行控制。方案进一步是：所述打印头挤出控制装置包括打印头挤出头和一个带有过压保护的针阀，打印头挤出头直接连接在针阀的输出口上，针阀的输入口通过接口连接所述柔性管，针阀上设置有加温装置。方案进一步是：所述柔性管包括输送膏状打印料的聚四氟内管，所述加温层设置在聚四氟内管外的侧壁上，在所述加温层外设置有金属网层，在金属网层外是隔热保温层，在聚四氟内管侧壁上设置有温度传感器。方案进一步是：所述柔性管的弯曲半径大于0.5米。一种3D打印机，是一种龙门框架式3D打印机，包括在矩形框架上设置的打印机移动架，在打印机移动架下端是打印平台，其中，离开所述打印机移动架固定设置有一个打印料熔解送出机，打印料熔解送出机的输出口通过一个柔性管连接打印头挤出控制装置，柔性管将在熔解送出机中加热熔解的膏状打印料输送至打印头挤出控制装置，在所述打印料熔解送出机的输出口设置有压力传感器，所述柔性管的管壁设置有加温层，一个控制器分别连接打印头挤出控制装置、打印料熔解送出机、压力传感器以及柔性管的加温层对膏状打印料的流动性进行控制。方案进一步是：所述打印平台设置在一个滑轨上，通过滑轨打印平台可以移出3D打印机的打印区域。方案进一步是：所述打印头挤出控制装置包括打印头挤出头和一个带有过压保护的针阀，打印头挤出头直接连接在针阀的输出口上，针阀的输入口通过接口连接所述柔性管，针阀上设置有加温装置。方案进一步是：所述柔性管包括输送膏状打印料的聚四氟内管，聚四氟内管的内径是12mm至19mm，所述加温层设置在聚四氟内管外的侧壁上，加温温度不超出240摄氏度，在所述加温层外设置有金属网层，在金属网层外是隔热保温层，在聚四氟内管侧壁上设置有温度传感器。方案进一步是：所述柔性管的弯曲半径大于3米。方案进一步是：紧贴所述矩形框架外侧设置有环绕的封闭墙体，所述打印料熔解送出机设置在封闭墙体外侧，所述柔性管穿过封闭墙体在打印机移动架上侧通过一个弹性绳勾挂住随打印机移动架柔性移动。本技术与现有技术相比的有益效果是：打印头的重量只是同类3D打印机打印头重量的10%至20%，降低了对轨道与支撑机构的强度要求，同时减小了打印头的驱动功率，减少了驱动成本，提高了大型打印机的打印效率和精度。下面结合附图和实施例对本技术作一详细描述。附图说明图1是本技术挤出系统结构示意图；图2是本技术柔性管断面结构示意图；图3是本技术打印机结构示意图。具体实施方式一种轻量化挤出系统，如图1所示，包括在打印机移动架1上设置的打印头挤出控制装置2，其中，离开所述打印机移动架固定设置有一个打印料熔解送出机3，打印料熔解送出机的输出口通过一个柔性管4连接打印头挤出控制装置，柔性管将在熔解送出机中加热熔解的膏状打印料输送至打印头挤出控制装置，在所述打印料熔解送出机的输出口设置有压力传感器（图中未示出），所述柔性管的管壁设置有加温层，一个控制器（图中未示出）分别连接打印头挤出控制装置、打印料熔解送出机、压力传感器以及柔性管的加温层对膏状打印料的流动性进行控制。其中：所述的打印料熔解送出机采用的是注塑机使用的熔塑机的原理，是将打印料在熔解送出机中加温溶化然后采用螺旋挤压的模式从输出端口加压输送，此结构将打印料熔解送出机从原来与打印头挤出控制装置结为一体的结构分离了出来，采用柔性管从地面输送至打印头挤出控制装置，大大减轻了打印机移动架的支撑负担与驱动动力要求，一个看似简单的分离确给传统的挤出系统带来了意想不到的效果，特别是对于大型的3D打印机所带来的好处尤为明显，减小了驱动功率，控制如同小型打印机一样更加灵活，提高了打印效率和精度。实施例中：所述打印头挤出控制装置包括打印头挤出头201和一个带有过压保护的针阀202，打印头挤出头直接连接在针阀的输出口上，针阀的输入口通过接口203连接所述柔性管，本实施例中接口203是一段金属管，为防止这一段的降温，在金属管上设置有电加温；所述针阀上设置有加温装置和温度传感器。如图2所示：所述柔性管包括输送膏状打印料的聚四氟内管401，聚四氟具有较高的耐高温性能，所选择的是可耐温至260摄氏度以上的聚四氟管，同时聚四氟管的表面光滑利于膏状打印料的流动，所述加温层是一种有电阻丝缠绕的加温层402设置在聚四氟内管外的侧壁上，由于柔性管需要耐住至少10至18MP的压力，因此，为了提高柔性管的耐压性能，在所述加温层外设置有金属网层403，在金属网层外是隔热保温层404，（例如石棉等）为了能够对加温层实现加温控制，在聚四氟内管侧壁上设置有温度传感器（图中未示出）。实施例中：因为柔性管需要跟随打印头来回移动弯曲，为了防止过度的弯曲阻碍了膏状打印料的流动，所述柔性管需要有一定的弯曲刚性，因此，上述结构的选料实施使所述柔性管的弯曲半径大于0.5米。基于上述一种轻量化挤出系统与机架结合组成了一种3D打印机，如图3所示，它是一种龙门框架式3D打印机，包括在矩形框架上设置的打印机移动架，矩形框架包括四角的立柱5，所述打印机移动架包括在立柱上做Z轴移动的两侧纵向梁6、在两侧纵向横梁上做Y轴移动的横向梁7，以及在横向梁上做X轴移动的打印支架8，也就是说图1中的图标1包含了纵向梁6、横向梁7以及打印支架8。打印头挤出控制装置2固定在打印支架8上。在打印机移动架下端是打印平台9，其中，如前所述，3D打印机中离开所述打印机移动架固定设置有一个打印料熔解送出机，打印料熔解送出机的输出口通过一个柔性管连接打印头挤出控制装置，柔性管将在熔解送出机中加热熔解的膏状打印料输送至打印头挤出控制装置，在所述打印料熔解送出机的输出口设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻量化挤出系统，包括在打印机移动架上设置的打印头挤出控制装置，其特征在于，离开所述打印机移动架固定设置有一个打印料熔解送出机，打印料熔解送出机的输出口通过一个柔性管连接打印头挤出控制装置，柔性管将在熔解送出机中加热熔解的膏状打印料输送至打印头挤出控制装置，在所述打印料熔解送出机的输出口设置有压力传感器，所述柔性管的管壁设置有加温层，一个控制器分别连接打印头挤出控制装置、打印料熔解送出机、压力传感器以及柔性管的加温层对膏状打印料的流动性进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种轻量化挤出系统，包括在打印机移动架上设置的打印头挤出控制装置，其特征在于，离开所述打印机移动架固定设置有一个打印料熔解送出机，打印料熔解送出机的输出口通过一个柔性管连接打印头挤出控制装置，柔性管将在熔解送出机中加热熔解的膏状打印料输送至打印头挤出控制装置，在所述打印料熔解送出机的输出口设置有压力传感器，所述柔性管的管壁设置有加温层，一个控制器分别连接打印头挤出控制装置、打印料熔解送出机、压力传感器以及柔性管的加温层对膏状打印料的流动性进行控制。2.根据权利要求1所述的一种轻量化挤出系统，其特征在于，所述打印头挤出控制装置包括打印头挤出头和一个带有过压保护的针阀，打印头挤出头直接连接在针阀的输出口上，针阀的输入口通过接口连接所述柔性管，针阀上设置有加温装置。3.根据权利要求1所述的一种轻量化挤出系统，其特征在于，所述柔性管包括输送膏状打印料的聚四氟内管，所述加温层设置在聚四氟内管外的侧壁上，在所述加温层外设置有金属网层，在金属网层外是隔热保温层，在聚四氟内管侧壁上设置有温度传感器。4.根据权利要求1所述的一种轻量化挤出系统，其特征在于，所述柔性管的弯曲半径大于0.5米。5.一种3D打印机，是一种龙门框架式3D打印机，包括在矩形框架上设置的打印机移动架，在打印机移动架下端是打印平台，其特征在于，离开所述打印机移动架固定设置有一个打印料熔解送出机，打印料熔解送出机的输出口通过一个柔...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，
申请(专利权)人：王俊，
类型：新型
国别省市：北京,11