一种带有废料回收和平台清理装置的3D打印机制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种带有废料回收和平台清理装置的3D打印机，设有破碎装置，破碎辊上具有破碎齿，可以将粒径较大的废料破碎，设有粉碎装置，内部设有螺旋锥形锯齿粉碎刀，有效粉碎废料并将废料输入到熔腔内；设有熔丝强风冷却器，有效冷却熔丝，并将冷却丝送入盘线装置中，回收的废料既可以直接用盘线机收集保存，也可以直接用于打印机原料输入。设有双打印头，打印喷头采用双进料口，进料口设有电子控制阀，可以自动切换进料口，实现快速换料，设有打印平台清理装置，可以自动清理打印平台，并将清理的废料直接送到破碎装置中，加快打印效率。本发明专利技术实现了3D打印废料的回收再利用，提高了原料利用率，有效解决了材料浪费问题。

3D printer with waste recovery and platform cleaning device

The invention discloses a 3D printer with a scrap recovery and a platform cleaning device, which has a crushing device and a broken tooth on the crushing roller. It can break the scrap of a large particle and have a smashing device with a spiral conical sawtooth comminution knife, which can effectively crush the waste and input the waste into the melting chamber; and a fuse is strong. The air cooler can cool the fuse effectively and send the cooling wire into the disc device. The recycled waste can be collected and stored directly by the disk line machine, and can also be used directly for the input of the printer's raw material. The printing head is equipped with double printing head, the printing nozzle adopts the double inlet and the inlet port has electronic control valve, which can automatically switch into the feeding port, realize the fast changing material, and have a printing platform cleaning device, which can automatically clean up the printing platform and send the cleaned waste directly to the crushing device and speed up the printing efficiency. The invention realizes the recycling and reuse of 3D printing waste, improves the utilization rate of raw materials, and effectively solves the problem of material waste.

【技术实现步骤摘要】
一种带有废料回收和平台清理装置的3D打印机
本专利技术涉及3D打印机
，尤其涉及一种带有废料回收和平台清理装置的3D打印机。
技术介绍
3D打印机是一种快速成型设备，通过切片软件，将三维模型转化成打印参数，并采用塑料或者金属粉末等材料，可以实现复杂模型的快速准确成型，减少了产品设计所需要的时间，避免了反复开模带来的时间和成本的增加，大大缩短了产品开发周期。该项技术正广泛的应用在科研和日常生活中。目前，市场上现有大部分3D打印机主要是小型熔融沉积型，所采用的原材料多为ABS、PLA等。在打印过程中，通常由于参数和环境等问题，使得打印出的模型不符合要求，造成重复打印、材料浪费，且在打印完成后，打印台会粘黏原料，需要人工将打印平台清理干净，这需要消耗大量的人力，且清理效果不理想。经检索，如中国专利文献公开了一种3D打印机【专利号：ZL201520597420.2；授权公告日：CN204869686U】。这种3D打印机体积较小，且打印平台可以拆卸，但拆卸下来之后还是需要人工清理打印平台，反复拆卸会降低打印精度。中国专利文献公开了一种3D打印用料回收装置【专利号：ZL201710188288.3；授权公告日：CN107009626A】。这种材料回收装置只能回收小块废料，且熔融挤出装置采用水冷，需要单独设置水泵，结构复杂，不便于使用，尤其是在禁水要求的精密实验室内无法使用。因此，设计一种带有材料回收和平台清理装置的3D打印机，既可以有效的节约时间和成本，提高打印效率和材料利用率，又能节约资源能源，保护生态环境。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种带有废料回收和平台清理装置的3D打印机。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种带有废料回收和平台清理装置的3D打印机，包括有控制系统、主机架以及位于主机架内的打印装置、打印平台、平台清理装置、废料破碎装置、废料粉碎熔融装置、熔丝冷却装置、盘线装置、加热装置和送料装置，所述的加热装置位于主机架的底板上，在主机架内部还设有竖直向滚珠丝杠，在竖直向滚珠丝杠的顶部还连接有两根X向滚珠丝杠，所述的打印装置安装在两根X向滚珠丝杠上，所述的打印平台安装在竖直向滚珠丝杠上，所述的送料装置通过送料管与打印装置连接，所述的平台清理装置为可伸缩的自动清理装置，平台清理装置位于打印平台的侧面，将打印平台升至与平台清理装置同一高度，平台清理装置自动清理打印平台，所述的废料破碎装置位于平台清理装置的下方，平台清理装置清理的废料落入废料破碎装置内，所述的废料粉碎熔融装置位于废料破碎装置下方，废料破碎装置的出料口与废料粉碎熔融装置的进料口连接，熔丝冷却装置位于废料粉碎熔融装置的出料口的下方，熔丝冷却装置的进料口位于废料粉碎熔融装置的出料口的正下方，在熔丝冷却装置上设有低温空气进口，在主机架上开有外部冷风进口，所述的外部冷风进口通过送风管与低温空气进口连接，所述的盘线装置位于熔丝冷却装置的侧面，熔丝冷却装置的出料口通过送料管与盘线装置连接，所述的控制系统位于主机架的外表面,控制系统包括arduino控制板、LCD控制器、GSM无线通讯模块、A/D转换器、D/A转换器、信号放大器、电机驱动器、温度控制器；控制系统分别控制打印装置、打印平台、平台清理装置、废料破碎装置、废料粉碎熔融装置、熔丝冷却装置、盘线装置、加热装置和送料装置的工作。所述的主机架底部设有四个安装座，分别用于安装四根竖直向滚珠丝杠，所述的四根竖直向滚珠丝杠顶部设有四个安装座。所述的加热装置包括有电热丝、加热控制系统和金属风扇，所述的电热丝安装在加热控制系统上，电热丝的另一端安装有电热丝支架，金属风扇安装在电热丝下部，所述的加热控制系统与控制系统连接。所述的打印装置包括有安装架一、直流电机一和打印喷头，所述的安装架一底部分别安装有温度传感器一，在安装架上设有滚珠丝杠螺纹孔，通过滚珠丝杠螺纹孔在安装架一上安装有两根Y向滚珠丝杠，通过同步带和同步带轮使两根Y向滚珠丝杠同步运动，所述的同步带轮连接有步进电机一，在两根Y向滚珠丝杠的两端分别安装有滚珠螺纹连接块，所述的同步带轮和步进电机一安装在其中一个滚珠螺纹连接块上，两个滚珠螺纹连接块分别与两根X向滚珠丝杠相连，所述的打印喷头和直流电机一均安装在安装架一上，打印喷头与直流电机一连接，所述的温度传感器一、步进电机一和直流电机一均与控制系统连接。在所述的直流电机一转轴上安装有驱动直齿轮，驱动直齿轮与从动直齿轮相啮合，从动直齿轮与打印喷头内部转子相连，在转子表面设有螺旋送丝杠，转子外侧设有打印头外壳，打印头外壳上部设有进料管口，进料管口前部安装有电子门阀，电子门阀控制进料管口的闭合，在打印头外壳上安装有加热块，在打印头外壳内部熔腔下部设有h型挤丝通道，挤丝通道出口处安装有挤出头，挤出头边安装有温度传感器二，所述的电子门阀和温度传感器二均与控制系统连接，所述的进料管口连接所述的送料管。所述的打印平台的四边设有温度传感器三，打印平台表面设有槽型打印板，打印喷头将熔丝挤出，熔丝成型于打印板上，并嵌入槽型中，打印平台的四角设有通孔，所述的竖直向滚珠丝杠分别穿过通孔，在通孔的下方分别安装有滚珠驱动器，其中两个滚珠驱动器通过同步带一与带轮驱动器相连，另外两个滚珠驱动器通过同步带二与带轮驱动器相连，带轮驱动器下部安装有从动齿轮，从动齿轮与驱动齿轮相啮合，驱动齿轮由步进电机二驱动，步进电机二安装有电机支架，通过一个步进电机二带动四个滚珠驱动器同时运动，所述的温度传感器三和步进电机二均与控制系统连接。所述的平台清理装置包括有安装架二、伸缩连杆、清洁铲和清扫辊，在所述的安装架二上安装有伸缩杆固定端和滑槽一，滑槽一内侧安装有滑槽二，滑槽二内侧安装有滑槽三，滑槽三端部安装有清洁铲，清洁铲后侧安装有清扫辊，清扫辊外侧安装有硬质毛刷，清扫辊一端安装有同步轮和直流电机二，同步轮通过同步带三与直流电机二相连，安装架二通过伸缩连杆与清洁铲相连，伸缩连杆的另一端固定在伸缩杆固定端上。所述的伸缩连杆为X型伸缩机构，伸缩连杆的两个轴点上分别安装有滚珠螺纹块，两个滚珠螺纹块之间连接有滚珠丝杆，滚珠丝杆的一端安装有从动齿轮一，从动齿轮一与主动齿轮一相啮合，主动齿轮一由步进电机三驱动，通过步进电机三驱动伸缩连杆，带动清洁铲往复运动。所述的废料破碎装置包括有破碎腔、破碎辊和步进电机四，清洁铲将废料送去破碎腔中，破碎腔内部安装有一组破碎辊，破碎辊表面设有对啮合破碎齿，破碎腔下部采用斜面结构，在斜面最低端设有破碎料出口，破碎腔底面安装有步进电机四，步进电机四转轴上安装有驱动直齿轮一，驱动直齿轮一与中间直齿轮相啮合，中间直齿轮与主动直齿轮相啮合，主动直齿轮驱动从动直齿轮一，所述的主动直齿轮和从动直齿轮一分别于安装于两个破碎辊的端部，破碎辊的另一端分别安装主动齿轮二和从动齿轮二，所述的步进电机的转轴上安装有速度传感器，所述的步进电机四和速度传感器均与控制系统连接。所述的废料粉碎熔融装置包括有废料粉碎腔和熔炉腔，废料粉碎腔安装在安装底座上，安装底座上还安装有直流电机三，直流电机三的转轴上安装有斜齿轮，斜齿轮驱动从动斜齿轮，在废料粉碎腔上部设有破碎料进口，所述的破碎料进口连接废料破碎装置的破碎料出口，废料粉碎腔内壁设有螺旋齿，在废本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有废料回收和平台清理装置的3D打印机，包括有控制系统、主机架以及位于主机架内的打印装置、打印平台、平台清理装置、废料破碎装置、废料粉碎熔融装置、熔丝冷却装置、盘线装置、加热装置和送料装置，其特征在于：所述的加热装置位于主机架的底板上，在主机架内部还设有竖直向滚珠丝杠，在竖直向滚珠丝杠的顶部还连接有两根X向滚珠丝杠，所述的打印装置安装在两根X向滚珠丝杠上，所述的打印平台安装在竖直向滚珠丝杠上，所述的送料装置通过送料管与打印装置连接，所述的平台清理装置为可伸缩的自动清理装置，平台清理装置位于打印平台的侧面，将打印平台升至与平台清理装置同一高度，平台清理装置自动清理打印平台，所述的废料破碎装置位于平台清理装置的下方，平台清理装置清理的废料落入废料破碎装置内，所述的废料粉碎熔融装置位于废料破碎装置下方，废料破碎装置的出料口与废料粉碎熔融装置的进料口连接，熔丝冷却装置位于废料粉碎熔融装置的出料口的下方，熔丝冷却装置的进料口位于废料粉碎熔融装置的出料口的正下方，在熔丝冷却装置上设有低温空气进口，在主机架上开有外部冷风进口，所述的外部冷风进口通过送风管与低温空气进口连接，所述的盘线装置位于熔丝冷却装置的侧面，熔丝冷却装置的出料口通过送料管与盘线装置连接，所述的控制系统位于主机架的外表面，控制系统分别控制打印装置、打印平台、平台清理装置、废料破碎装置、废料粉碎熔融装置、熔丝冷却装置、盘线装置、加热装置和送料装置的工作。...

【技术特征摘要】
1.一种带有废料回收和平台清理装置的3D打印机，包括有控制系统、主机架以及位于主机架内的打印装置、打印平台、平台清理装置、废料破碎装置、废料粉碎熔融装置、熔丝冷却装置、盘线装置、加热装置和送料装置，其特征在于：所述的加热装置位于主机架的底板上，在主机架内部还设有竖直向滚珠丝杠，在竖直向滚珠丝杠的顶部还连接有两根X向滚珠丝杠，所述的打印装置安装在两根X向滚珠丝杠上，所述的打印平台安装在竖直向滚珠丝杠上，所述的送料装置通过送料管与打印装置连接，所述的平台清理装置为可伸缩的自动清理装置，平台清理装置位于打印平台的侧面，将打印平台升至与平台清理装置同一高度，平台清理装置自动清理打印平台，所述的废料破碎装置位于平台清理装置的下方，平台清理装置清理的废料落入废料破碎装置内，所述的废料粉碎熔融装置位于废料破碎装置下方，废料破碎装置的出料口与废料粉碎熔融装置的进料口连接，熔丝冷却装置位于废料粉碎熔融装置的出料口的下方，熔丝冷却装置的进料口位于废料粉碎熔融装置的出料口的正下方，在熔丝冷却装置上设有低温空气进口，在主机架上开有外部冷风进口，所述的外部冷风进口通过送风管与低温空气进口连接，所述的盘线装置位于熔丝冷却装置的侧面，熔丝冷却装置的出料口通过送料管与盘线装置连接，所述的控制系统位于主机架的外表面，控制系统分别控制打印装置、打印平台、平台清理装置、废料破碎装置、废料粉碎熔融装置、熔丝冷却装置、盘线装置、加热装置和送料装置的工作。2.根据权利要求1所述的一种带有废料回收和平台清理装置的3D打印机，其特征在于：所述的主机架底部设有四个安装座，分别用于安装四根竖直向滚珠丝杠，所述的四根竖直向滚珠丝杠顶部设有四个安装座,所述的主机架底板上设有六根立柱和打印机钣金外壳，所述外壳中间设有隔层，所述的外壳左侧底部设有一个通风风扇，所述外壳上部后侧和右侧各设有两个通风风扇，所述外壳隔层上部设有两个通风风扇，下部设有两个通风风扇，所述的通风风扇均与控制系统连接。3.根据权利要求1所述的一种带有废料回收和平台清理装置的3D打印机，其特征在于：所述的加热装置包括有电热丝、加热控制系统和金属风扇，所述的电热丝安装在加热控制系统上，电热丝的另一端安装有电热丝支架，金属风扇安装在电热丝下部，所述的加热控制系统与控制系统连接。4.根据权利要求1所述的一种带有废料回收和平台清理装置的3D打印机，其特征在于：所述的打印装置包括有安装架一、直流电机一和打印喷头，所述的安装架一底部分别安装有温度传感器一，在安装架上设有滚珠丝杠螺纹孔，通过滚珠丝杠螺纹孔在安装架一上安装有两根Y向滚珠丝杠，通过同步带和同步带轮使两根Y向滚珠丝杠同步运动，所述的同步带轮连接有步进电机一，在两根Y向滚珠丝杠的两端分别安装有滚珠螺纹连接块，所述的同步带轮和步进电机一安装在其中一个滚珠螺纹连接块上，两个滚珠螺纹连接块分别与两根X向滚珠丝杠相连，所述的打印喷头和直流电机一均安装在安装架一上，打印喷头与直流电机一连接，所述的温度传感器一、步进电机一和直流电机一均与控制系统连接。5.根据权利要求4所述的一种带有废料回收和平台清理装置的3D打印机，其特征在于：在所述的直流电机一转轴上安装有驱动直齿轮，驱动直齿轮与从动直齿轮相啮合，从动直齿轮与打印喷头内部转子相连，在转子表面设有螺旋送丝杠，转子外侧设有打印头外壳，打印头外壳上部设有进料管口，进料管口前部安装有电子门阀，电子门阀控制进料管口的闭合，在打印头外壳上安装有加热块，在打印头外壳内部熔腔下部设有h型挤丝通道，挤丝通道出口处安装有挤出头，挤出头边安装有温度传感器二，所述的电子门阀和温度传感器二均与控制系统连接，所述的进料管口连接所述的送料管。6.根据权利要求5所述的一种带有废料回收和平台清理装置的3D打印机，其特征在于：所述的打印平台的四边设有温度传感器三，打印平台表面设有槽型打印板，打印喷头将熔丝挤出，熔丝成型于打印板上，并嵌入槽型中，打印平台的四角设有通孔，所述的竖直向滚珠丝杠分别穿过通孔，在通孔的下方分别安装有滚珠驱动器，其中两个滚珠驱动器通过同步带一与带轮驱动器相连，另外两个滚珠驱动器通过同步带二与带轮驱动器相连，带轮驱动器下部安装有从动齿轮，从动齿轮与驱动齿轮相啮合，驱动齿轮由步进电机二驱动，步进电机二安装有电机支架，通过一个步进电机二带动四个滚珠驱动器同时运动，所述的温度传感器三和步进电机二均与控制系统连接。7.根据权利要求6所述的一种带有废料回收和平台清理装置的3D打印机，其特征在于：所述的平台清理装置包括有安装架二、伸缩连杆、清洁铲和清扫辊，在所述的安装架二上安...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雷，钟言久，郑雨，李杰，阚欢迎，郑辰兴，赵希坤，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34