一种金属零件3D打印机送料系统技术方案

一种金属零件3D打印机送料系统，其主要是：在常规3D打印机送料系统设计的基础上，采用螺旋式通道，加大了粉末的流动行程，从而保证了粉末有足够的时间在管道内进行加热融化，并将螺旋通道做成柱塞杆式，从而方便改变粉末的行程和控制粉末的流速，实现对金属粉末的变温调节以及变速调节；其次在进料口部位设置一个阀门，防止金属粉末在机器不工作的情况下自动下滑。优点是：结构合理、生产效率高、实用性强，适用于金属零件的3D打印机送料系统。

A Feeding System for 3D Printer of Metal Parts

A feeding system for 3D printer of metal parts is introduced. Based on the design of feeding system for conventional 3D printer, the spiral channel is adopted to increase the flowing distance of powder, which ensures that the powder has enough time for heating and melting in the pipeline, and the spiral channel is made into a plunger rod, so as to change the flowing speed of powder and control the flowing speed of powder conveniently. Variable temperature adjustment and variable speed adjustment of metal powder; secondly, a valve is set at the inlet and outlet to prevent metal powder from sliding automatically when the machine is not working. Advantages are: reasonable structure, high production efficiency, strong practicability, suitable for metal parts of the three-dimensional printer feeding system.

【技术实现步骤摘要】
一种金属零件3D打印机送料系统
本专利技术涉及一种3D打印机送料系统，具体而言，尤其是涉及一种金属零件3D打印机送料系统。
技术介绍
3D打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。3D打印机的出现带来了世界性制造业革命，以前是部件设计完全依赖于生产工艺能否实现，而3D打印机的出现，将会颠覆这一生产思路，这使得企业在生产部件的时候不再考虑生产工艺问题，任何复杂形状的设计均可以通过3D打印机来实现，从而极大地缩短了产品的生产周期，提高了生产率，节约了成本。一般的delta型3D打印机都是FDM材料挤压式的打印机，选用的非金属材料作为耗材使用。然后非金属以塑料丝的形式进行输送，热塑性丝材由供丝机构送至喷头，并在喷头中加热和熔化成半液态，再由喷头挤出到工作台上。若是用3D打印机打印金属零件时，需要选用金属耗材，金属材料一般以金属粉末的形式出现，所以不能用常规的送丝方式来运送粉末。生活中常见的采用金属粉末耗材的3D打印机有粉末烧结式打印机，即采用活塞杆式粉缸储粉，利用铺粉辊将粉末在工作台上铺平，然后采用激光烧结的方式对金属粉末进行照射融化，融化的粉末黏结在一起成形零件。但考虑到delta型3D打印机的本体结构要求，这种激光烧结式的方法实用性不高，于是需要专门设计一种金属粉末送料系统，所以如何解决金属零件3D打印机送料系统的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
技术实现思路
为解决激光烧结式金属粉末耗材的3D打印机送料系统实用性不高的问题，本专利技术公开提供一种结构合理、生产效率高、实用性强的金属零件3D打印机送料系统来解决此技术难题。本专利技术的具体方案如下：一种金属零件3D打印机送料系统包括送料柱塞、柱塞固定管、进料装置、动平台、排风扇、加热块及打印喷头、散热片、风扇固定座。送料柱塞上部有旋拧螺纹，送料柱塞的上下移动通过旋拧螺纹来实现，柱塞固定管通过内螺纹与送料柱塞相连接，其外部有凸出，防止进料装置的向上移动，送料柱塞杆的下部形成螺旋通道，螺旋通道可以自由伸缩，送料柱塞的上下移动可以加大粉末的流动行程，以实现对金属粉末的变温调节以及变速调节。由于金属粉末熔点在1300℃左右，加热温度较高，为防止送粉螺杆在高温下破坏，选用熔点较高的陶瓷材料，并且陶瓷材料表面光滑，可以减少和粉末之间的接触摩擦。进料装置包括进料口、阀门、固定座，固定座侧面开有通孔，用于支撑进料口，该进料口外形为空心圆柱体，其上部开有一个通孔，用于安装阀门，进料口与固定座的孔、阀门均采用过盈配合，固定座通过螺栓固定安装在动平台上，动平台的中间开有一个较大的盲孔，柱塞固定管与动平台的盲孔采用间隙配合，盲孔的圆周开有三个通孔，用于安装弹簧，该弹簧的作用是始终给打印喷头施加一个挤压力，使打印喷头处于弹性状态。该动平台呈圆盘形，周围均布三个相同的凸台，每个凸台设有一个通孔，用于安装链杆，链杆的两侧均螺旋连接有一个直径略大的小球，防止3D打印机的球型铰链滑落，同样球型铰链又可以保证链杆不会从动平台支架上掉落下来，动平台凸台上通孔的直径只允许小球通过，链杆与球型铰链相连接，可以使动平台旋转运动。风扇固定座通过螺栓固定在动平台的下面，排风扇通过螺栓固定在风扇固定座的外侧，风扇固定座凹进去一块用于安装散热片,散热片与动平台采用间隙配合，排风扇与散热片结合给内部装置散热。加热块和喷头设计成一体式，加热块为电感线圈加热，其前后方向有一个通孔，用于安装电源，盲孔用于固定加热块，经过螺旋通道下来的金属粉末经过加热块以后熔融成液体，然后流动到打印喷头的下部，打印喷头的上部与散热片采用间隙配合。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：1、采用螺旋式通道，加大了粉末的流动行程，从而保证了粉末有足够的时间在管道内进行加热融化。2、由于金属粉末不像塑料丝那样具有牵引力，为防止粉末在机器不工作的情况下自动下滑，需要在进料口部位设置一个阀门，由传感器进行控制。当机器不工作时，通过传感器关闭阀门，从而阻止粉末的流动。3、将螺旋通道做成柱塞杆式，可以自由伸缩。这样便可以通过柱塞杆的上下移动来改变粉末流经的螺旋圈的数目，进而改变粉末的行程，控制流速。这样便可以实现对金属粉末的变温调节以及变速调节。附图说明图1为本专利技术的立体示意图；图2为本专利技术送料柱塞的立体示意图；图3为本专利技术柱塞固定管的立体示意图；图4为本专利技术进料装置的立体示意图；图5为本专利技术动平台的立体示意图；图6为本专利技术风扇固定座的立体示意图；图7为本专利技术排风扇的立体示意图；图8为本专利技术散热片的立体示意图；图9为本专利技术加热块及打印喷头的立体示意图。图中：1、送料柱塞，2、柱塞固定管，3、进料装置(3-1、固定座，3-2、阀门，3-3、进料口)，4、动平台(4-1、链杆，4-2、弹簧，4-3、动平台支架)，5、风扇固定座，6、排风扇，7、散热片，8、加热块及打印喷头(8-1、加热块，8-2、打印喷头)。具体实施方式以下结合附图对专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。图1所示的金属零件3D打印机送料系统的立体示意图，送料柱塞1上部为旋拧螺纹，下部为螺旋通道，如图2所示，柱塞固定管2有内螺纹，通过螺纹安装在送料柱塞1上，下端采用过盈配合安装到进料固定座3-1上，进料固定座3-1侧面有一个通孔，用于支撑进料口3-3，进料口3-3上方开有一通孔，阀门3-2采用过盈配合安装在进料口3-3上，柱塞固定管2中间部分有一部分凸出，防止进料固定座3-1的向上移动，送料固定管3-1通过螺栓固定连接在动平台支架4-3上，动平台支架4-3的中间开有一个较大的盲孔，柱塞固定管2与动平台的盲孔采用间隙配合，盲孔的圆周开有三个通孔，分别用于安装三个弹簧4-2，该动平台支架4-3呈圆盘形，周围均布三个相同的凸台，每个凸台设有一个通孔，用于安装链杆4-1，链杆的两侧均螺旋连接有一个直径略大的小球，防止3D打印机的球型铰链滑落，通孔的直径允许小球通过。风扇固定座5通过螺栓固定在动平台支架4-3的下面，排风扇6通过螺栓固定在风扇固定座5的外侧，风扇固定座5凹进去一块用于安装散热片7,散热片7与动平台支架4-3采用间隙配合，排风扇6与散热片7结合给内部装置散热，加热块和喷头8设计成一体式，加热块通过电感线圈进行加热，其前后方向有一个通孔，用于安装电源，盲孔用于固定加热块，经过螺旋通道下来的金属粉末经过加热块以后熔融成液体，然后流动到打印喷头的下部，打印喷头的底部开有一小孔，熔融的液体过这个喷头流出，送料系统完成。本专利技术的工作过程大致如下：在工作之前，调节感应线圈的电流频率，将送料柱塞拧到合适的位置确定粉末的流速，人工将金属粉末放到进料口，将排风扇和散热片打开使之处于工作状态，开启电源和阀门，金属粉末通过送料柱塞下端的螺旋通道向下流动，排风扇与散热片结合给内部装置散热，加热块对流经的金属粉末进行加热使之熔融成液体，然后供料到打印喷头，送料完成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属零件3D打印机送料系统，其特征在于：所述金属零件3D打印机送料系统包括送料柱塞、柱塞固定管、进料装置、动平台、排风扇、散热片、加热块及打印喷头、风扇固定座，所述的柱塞固定管通过内螺纹与送料柱塞相连接，所述的柱塞固定管设置在动平台中间开设的盲孔上，所述的进料装置固定安装在动平台上，所述的风扇固定座通过螺栓固定在动平台的下面，所述的排风扇设置在风扇固定座的外侧，所述的散热片设置在风扇固定座的内侧，所述的加热块及打印喷头设置在散热片下面。

【技术特征摘要】
1.一种金属零件3D打印机送料系统，其特征在于：所述金属零件3D打印机送料系统包括送料柱塞、柱塞固定管、进料装置、动平台、排风扇、散热片、加热块及打印喷头、风扇固定座，所述的柱塞固定管通过内螺纹与送料柱塞相连接，所述的柱塞固定管设置在动平台中间开设的盲孔上，所述的进料装置固定安装在动平台上，所述的风扇固定座通过螺栓固定在动平台的下面，所述的排风扇设置在风扇固定座的外侧，所述的散热片设置在风扇固定座的内侧，所述的加热块及打印喷头设置在散热片下面。2.根据权利要求1所述的金属零件3D打印机送料系统，其特征在于：所述的送料柱塞上部有旋拧螺纹，它的上下移动主要靠旋拧螺纹来实现；下部形成螺旋通道，螺旋通道可以自由伸缩，送料柱塞的上下移动可以加大金属粉末的流动行程，实现对金属粉末的变温调节以及变速调节，送料柱塞采用熔点较高的陶瓷材料。3.根据权利要求1所述的金属零件3D打印机送料系统，其特征在于：所述的进料装置，包括进料口、阀门、固定座...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕知清，钱丽华，王薇，周宇，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：新型
国别省市：河北,13