一种3D粘土打印机的挤出头局部加热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种3D粘土打印机的挤出头局部加热装置，包括喷嘴、连接头、挤出料筒、挤出螺杆、控制装置，挤出螺杆套在挤出料筒中间；挤出料筒一端作为进料口与外接粘土泵连接，挤出料筒另一端作为出料口并通过连接头和喷嘴连接，所述挤出料筒内从进料口到出料口依次设置三级加热装置、二级加热装置、一级加热装置，挤出料筒的出料口处设有温度传感器，温度传感器、一级加热装置、二级加热装置、三级加热装置分别与控制装置连接。本实用新型专利技术在挤出料筒内从进料口到出料口依次设置三级、二级、一级加热装置，且一级、二级、三级加热装置设定的加热温度依次降低，从而能够保证在工作过程中材料能够保持在熔融状态，提高了打印效率。

A local heating device for extrusion head of 3D clay printer

【技术实现步骤摘要】
一种3D粘土打印机的挤出头局部加热装置
本技术涉及一种3D粘土打印机的挤出头局部加热装置。
技术介绍
3D打印技术作为一种新型的快速增材技术近几年发展极为迅猛，对于该技术在各种不同领域的探讨也逐渐增多，粘土打印就是这一发展方向。随着陶瓷市场的竞争，人们消费取向也向色彩更丰富、图案更精细的方向发展。而3D粘土打印机很好得填补了这块市场，3D粘土打印机采用增材制造的方式将设计好的纹饰分层打印嵌入至粘土坯体中，与坯体融为一体，经烧结打磨后会具有很好得3D效果，并能制作出传统工艺无法实现或很难作出的陶艺作品。3D粘土打印过程中，往往粘土配比不能太干或太湿，太高摩擦力大不易挤出，太湿不能堆砌成型，不能选择合适的粘土挤出头温度无形中降低了打印效率。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供一种结构简单、打印效率高的3D粘土打印机的挤出头局部加热装置。本技术解决上述问题的技术方案是：一种3D粘土打印机的挤出头局部加热装置，包括喷嘴、连接头、挤出料筒、挤出螺杆、温度传感器、一级加热装置、二级加热装置、三级加热装置、控制装置，所述挤出螺杆套在挤出料筒中间；挤出料筒一端作为进料口与外接粘土泵连接，通过粘土泵将粘土压入挤出料筒，挤出料筒另一端作为出料口并通过连接头和喷嘴连接，所述挤出料筒内从进料口到出料口依次设置三级加热装置、二级加热装置、一级加热装置，挤出料筒的出料口处设有温度传感器，温度传感器、一级加热装置、二级加热装置、三级加热装置分别与控制装置连接。上述3D粘土打印机的挤出头局部加热装置，所述挤出螺杆由步进电机带动旋转，步进电机与控制装置连接。上述3D粘土打印机的挤出头局部加热装置，所述控制装置包括主控制器、液晶显示器、按键、时钟电路、电源电路、XYZ轴电机驱动模块，所述主控制器分别与液晶显示器、按键、时钟电路、电源电路、XYZ轴电机驱动模块、温度传感器、一级加热装置、二级加热装置、三级加热装置连接。上述3D粘土打印机的挤出头局部加热装置，所述一级加热装置、二级加热装置、三级加热装置设定的加热温度依次降低。本技术的有益效果在于：1、本技术的挤出料筒一端作为进料口与外接粘土泵连接，通过粘土泵将粘土压入挤出料筒，挤出料筒另一端作为出料口并通过连接头和喷嘴连接，其中步进电机带动挤出螺杆旋转，将挤出料筒中的材料从喷嘴挤出，并且能控制挤出速度和挤出量，具有控制精度高的优点。2、本技术在挤出料筒内从进料口到出料口依次设置三级加热装置、二级加热装置、一级加热装置，且一级加热装置、二级加热装置、三级加热装置设定的加热温度依次降低，从而能够保证在工作过程中材料能够保持在熔融状态，提高了打印效率。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术的电路控制原理框图。图3为本技术主控制器原理图。图4为本技术的三级加热装置电路图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。如图1所示，一种3D粘土打印机的挤出头局部加热装置，包括喷嘴1、连接头2、挤出料筒3、挤出螺杆4、温度传感器5、一级加热装置6、二级加热装置7、三级加热装置8、控制装置，所述挤出螺杆4套在挤出料筒3中间，挤出螺杆4由步进电机带动旋转，将挤出料筒3中的材料从喷嘴1挤出，步进电机与控制装置连接，通过控制装置能控制挤出速度和挤出量；挤出料筒3一端作为进料口与外接粘土泵连接，通过粘土泵将粘土压入挤出料筒3，挤出料筒3另一端作为出料口并通过连接头2和喷嘴1连接，所述挤出料筒3内从进料口到出料口依次设置三级加热装置8、二级加热装置7、一级加热装置6，挤出料筒3的出料口处设有温度传感器5，温度传感器5、一级加热装置6、二级加热装置7、三级加热装置8分别与控制装置连接；一级加热装置6、二级加热装置7、三级加热装置8设定的加热温度依次降低。加热装置是粘土材料熔融的必备装置之一，可以保证在工作过程中材料能够保持在熔融状态，粘土容易受空气温度影响，温度低将粘土中水份冻结而不能正常打印，而粘土打印的速度是比较慢的，为了解决气温较低环境中正常打印粘土，增加粘土挤出头局部分级温度加热装置，一级加热装置6选择当前环境粘土熔融的温度，由主控制器通过PID进行控制，二级加热装置7设定温度稍稍比一级加热装置6低一点，使粘土保持流动性，而三级加热装置8设定温度由比二级加热装置7低一点，保证粘土中水份不会冷凝，使粘土持续不断得从挤出头挤出。如图2所示，所述控制装置包括主控制器、液晶显示器、按键、时钟电路、电源电路、XYZ轴电机驱动模块，所述主控制器分别与液晶显示器、按键、时钟电路、电源电路、XYZ轴电机驱动模块、温度传感器5、一级加热装置6、二级加热装置7、三级加热装置8连接。主控制器主要控制系统运行，接收粘土打印数据文件，完成3D粘土打印的路径规划，通过步进电机驱动模块控制X轴、Y轴和Z轴在三维空间的运动轨迹，通过步进电机实现将挤出头中的材料从喷嘴1挤出，同时为保证粘土挤出的流畅性主控制器会逐步驱动一级加热装置6、二级加热装置7、三级加热装置8，使三个位置的温度按0.5度递减，让粘土材料能够保持在熔融状态。如图3所示，本技术采用ATMEGA2560为主控制器，它能通过24、25、42、46、51、52脚对LCD液晶进行显示控制，可以显示粘土打印机挤出头XYZ轴位置、三级加热装置温度等信息；本控制器33、34脚采用16M晶振，保证主控制能正常工作；71、72、73、74、75、76、77、78脚为XYZ轴电机驱动引脚，它可以使主控制器可以通过A4988电机驱动模块对XYZ轴电机进行控制；选用1、5、6脚作为一二三级加热装置的PWM控制引脚，主控制器通过PWM占空比对一二三级加热装置打开关闭状态进行控制。如图4所示，其电路图为一二三级加热装置模块，其中CON1接口为和主控制器通讯接口，接收由主控制器发过来对Q1、Q2、Q3三个MOSFET的PWM控制信号。LED1、LED2、LED3可以指示三级加热装置加热状态，即MOS管的打开和关闭状态，方便用户通过LED灯判断MOS管是否处于正常工作状态。主控制器可以按照程序内容对一级加热装置6、二级加热装置7、三级加热装置8进行分时操作。本技术的工作过程为：步骤1、3D粘土打印机初始化完毕，开始准备挤出头粘土动作。步骤2、主控制器开始启动一级加热装置6。步骤3、主控制器开始启动二级加热装置7。步骤4、主控制器开始启动三级加热装置8。步骤5、从温度传感器5获取喷头位置温度，判断是否达到粘土熔融点，是则进入步骤6，否则返回执行步骤2。步骤6、启动挤出螺杆4对应步进电机，步进电机使粘土持续不断得从挤出头挤出，在平台上构建3D粘土模型。步骤7、主控制器判断是否进行暂停或者停止作业，是则进入步骤7，否则返回执行步骤6。步骤8、主控制器关闭三级加热装置8。步骤9、主控制器关闭二级加热装置7。步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D粘土打印机的挤出头局部加热装置，其特征在于：包括喷嘴、连接头、挤出料筒、挤出螺杆、温度传感器、一级加热装置、二级加热装置、三级加热装置、控制装置，所述挤出螺杆套在挤出料筒中间；挤出料筒一端作为进料口与外接粘土泵连接，通过粘土泵将粘土压入挤出料筒，挤出料筒另一端作为出料口并通过连接头和喷嘴连接，所述挤出料筒内从进料口到出料口依次设置三级加热装置、二级加热装置、一级加热装置，挤出料筒的出料口处设有温度传感器，温度传感器、一级加热装置、二级加热装置、三级加热装置分别与控制装置连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种3D粘土打印机的挤出头局部加热装置，其特征在于：包括喷嘴、连接头、挤出料筒、挤出螺杆、温度传感器、一级加热装置、二级加热装置、三级加热装置、控制装置，所述挤出螺杆套在挤出料筒中间；挤出料筒一端作为进料口与外接粘土泵连接，通过粘土泵将粘土压入挤出料筒，挤出料筒另一端作为出料口并通过连接头和喷嘴连接，所述挤出料筒内从进料口到出料口依次设置三级加热装置、二级加热装置、一级加热装置，挤出料筒的出料口处设有温度传感器，温度传感器、一级加热装置、二级加热装置、三级加热装置分别与控制装置连接。


2.根据权利要求1所述的3D粘土打印机的挤出头...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨龙云，徐谦，黎颂，
申请(专利权)人：湘潭点构三维技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43