一种针对颗粒材料的熔混3D打印系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种针对颗粒材料的熔混3D打印系统，该系统包括用于人机交互操作的上位机（1），用于打印与成型的打印机本体（2），用于原料的熔化、混合及药浆推进的熔混装置（3），用于为打印机本体（2）和混溶装置（3）提供高温加热、常温保温、高压气及真空环境的辅助装置（4）以及用于接收上位机（1）的指令并控制打印机本体（2）、熔混装置（3）和辅助装置（4）动作的控制器（5）。本实用新型专利技术提供的3D打印系统利用熔混装置对颗粒材料进行混溶，在控制器和上位机的作用下在打印机本体内进行打印成型，通过辅助装置的高温加热、常温保温、高压气及真空环境保证了打印机本体有效地的打印成型，保证了产品的稳定性。

A fusion 3D printing system for granular materials

【技术实现步骤摘要】
一种针对颗粒材料的熔混3D打印系统
本技术涉及一种3D打印系统，尤其是涉及一种针对颗粒材料的熔混3D打印系统。
技术介绍
3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。3D打印技术的原理与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。3D打印过程包括三维设计、切片处理和完成打印三大步骤，主要应用于海军舰艇、航天技术和医学领域等。将3D打印成型技术应用于颗粒材料，对颗粒材料成型工艺具有较好的改善作用，具有成型快、高精度以及对复杂产品结构具有成型的优点，保证颗粒材料成型的稳定性，是3D打印在颗粒材料中的成型关键，故研究3D打印在颗粒材料中到的成型具有重要意义。
技术实现思路
本技术在此的目的在于提供一种能够对颗粒材料进行有效地3D打印，保证颗粒材料成型的稳定性的针对颗粒材料的熔混3D打印系统。为实现本技术的目的，在此所提供的3D打印系统包括：上位机，用于人机交互操作；打印机本体，用于打印与成型，与所述熔混装置连通；熔混装置，用于原料的熔化、混合及药浆推进；辅助装置，用于为所述打印机本体和所述熔混装置提供高温加热、常温保温、高压气及真空环境；以及控制器，用于接收所述上位机的指令并控制所述打印机本体、所述熔混装置和所述辅助装置动作。在一些实施方式中，所述打印机本体包括XYZ三轴平台、打印喷头、成型箱和托盘，所述XYZ三轴平台安装于所述成型箱内，所述打印喷头通过喷头支撑杆安装于所述XYZ三轴平台上，所述托盘通过托盘支撑杆安装于所述XYZ三轴平台上，所述XYZ三轴平台带动所述打印喷头和所述托盘运动。利用XYZ三轴平台实现了X、Y、Z三个方向的移动，更好地保证了打印的有效性。本技术的有益效果是：本技术提供的3D打印系统利用熔混装置对颗粒材料进行混溶，在控制器和上位机的作用下在打印机本体内进行打印成型，通过辅助装置的高温加热、常温保温、高压气及真空环境保证了打印机本体有效地的打印成型，保证了产品的稳定性。附图说明图1为本技术所提供的3D打印系统的系统图；图2为本技术所提供的打印机本体的结构示意图；图3为本技术所提供的XYZ三轴平台的结构示意图；图4为本技术所提供的Z向运动机构的结构示意图；图5为本技术所提供的X向运动机构的结构示意图；图6为本技术所提供的Y向运行机构的结构示意图；图7为本技术提供的打印喷头的结构示意图之一；图8为本技术提供的打印喷头的结构示意图之二；图9为本技术提供的带红外LED的打印喷头的结构示意图之一；图10为本技术提供的带红外LED的打印喷头的结构示意图之二；图11为本技术提供的熔混装置的结构示意图；图12为本技术所提供的加热装置的原理图；图13为本技术所提供的高压惰性气体装置向成型箱通入惰性气体的原理图；图中：1-上位机，2-打印机本体，3-熔混装置，4-辅助装置，5-控制器，6-红外LED组，7-滑轨，8-螺丝，9-管道，10-节流减压阀，11-压力传感器，12-泄漏阀，21-XYZ三轴平台，22-打印喷头，23-成型箱，24-托盘，25-喷头支撑杆，26-托盘支撑杆，211-上支撑架，212-下支撑架，213-Z向传动杆，214-Z向电机，215-同步带，216-前X向基座，217-后X向基座，218-Y向基座，219-X向电机，220-X向同步带，221-第一固接件，222-Y向电机，223-Y向同步带，224-第二固接件，225-Z向导向杆，226-左滑轨，227-右滑轨，228-左滑块，229-右滑块，231-温控室，232-传动室，2311-保温板，31-不对称转箱，32-加热管，33-旋转轴，34-旋转接头，35-安装底座，36-支撑杆，37-电机，311-加热口，312-进气口，313-齿轮，314-轴承，315-进料口，316-出料口，411-液体介质箱，412-第一球阀，413-液位液温计，414-空气滤清器，415-第二球阀，416-驱动电机，417-泵，418-软管，419-安全阀，420-过滤器，421-单向阀，422-蓄能器，423-温度传感器，424-耐震压力表，425-散热器。具体实施方式在此结合附图和具体实施例对本技术所要求保护的技术方案作进一步详细的介绍说明。本技术在此要求保护的技术方案是一种针对颗粒材料的熔混3D打印系统，如图1所示，该系统包括：上位机1，用于人机交互操作；打印机本体2，用于打印与成型；熔混装置3，用于原料的熔化、混合及药浆推进；辅助装置4，用于为打印机本体2和熔混装置3提供高温加热、常温保温、高压气及真空环境；以及控制器5，用于接收上位机1的指令并控制打印机本体2、熔混装置3和辅助装置4动作。熔混装置3和辅助装置4与打印机本体2之间设置有阀门。其中，为了实现了打印过程中的精密打印，本技术所采用的打印机本体2包括XYZ三轴平台21、打印喷头22、成型箱23和用于支撑产品成型的托盘24，XYZ三轴平台21安装于成型箱22内，打印喷头22通过喷头支撑杆25安装于XYZ三轴平台21上，托盘24通过托盘支撑杆26安装于XYZ三轴平台21上，XYZ三轴平台21带动打印喷头22和托盘24运动，如图2所示。三轴平台实现了XYZ三个方向的精密运动，在上位机和控制器的控制下XYZ三轴平台21控制打印喷头22精确移动进行喷洒，可以采用仅仅控制打印喷头22在XYZ三个方向上运动实现精密运动，也可以采用打印喷头和托盘复合运动实现XYZ三个方向的精密运动。本技术在此采用的是打印喷头和托盘复合运动实现XYZ三个方向的精密运动，两者的运动方式可以是多种，如表1所示。表1XYZ三个方向上的运动配置序号托盘运动打印喷头运动备注方案一Z向XY向本方案采用方案二XY向Z向方案三X向Yz向而本技术在此则以方案一为例对控制原理进行说明，即z向运动由托盘24完成、XY两向的运动由打印喷头22完成，具体的结构是如图3-6所示：XYZ三轴平台包括Z向运动机构、X向运动机构和Y向运行机构，Z向运动机构包括上支撑架211、下支撑架212、Z向运动杆213和Z向电机214；Z向运动杆213的两端分别安装于上支撑架211和下支撑架212上，托盘24通过托盘支撑杆26安装于Z向运动杆213上，Z向电机2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对颗粒材料的熔混3D打印系统，其特征在于，该系统包括：/n上位机（1），用于人机交互操作；/n打印机本体（2），用于打印与成型，与熔混装置（3）连通；/n熔混装置（3），用于原料的熔化、混合及药浆推进；/n辅助装置（4），用于为所述打印机本体（2）和所述熔混装置（3）提供高温加热、常温保温、高压气及真空环境；以及/n控制器（5），用于接收所述上位机的指令并控制所述打印机本体、所述熔混装置和所述辅助装置动作。/n

【技术特征摘要】
1.一种针对颗粒材料的熔混3D打印系统，其特征在于，该系统包括：
上位机（1），用于人机交互操作；
打印机本体（2），用于打印与成型，与熔混装置（3）连通；
熔混装置（3），用于原料的熔化、混合及药浆推进；
辅助装置（4），用于为所述打印机本体（2）和所述熔混装置（3）提供高温加热、常温保温、高压气及真空环境；以及
控制器（5），用于接收所述上位机的指令并控制所述打印机本体、所述熔混装置和所述辅助装置动作。


2.根据权利要求1所述的针对颗粒材料的熔混3D打印系统，其特征在于：所述打印机本体（2）包括XYZ三轴平台（21）、打印喷头（22）、成型箱（23）和托盘（24），所述XYZ三轴平台（21）安装于所述成型箱（23）内，所述打印喷头（22）通过喷头支撑杆（25）安装于所述XYZ三轴平台（21）上，所述托盘（24）通过托盘支撑杆（26）安装于所述XYZ三轴平台（21）上，所述XYZ三轴平台（21）带动所述打印喷头（22）和所述托盘（24）运动。


3.根据权利要求2所述的针对颗粒材料的熔混3D打印系统，其特征在于：所述XYZ三轴平台（21）包括Z向运动机构、X向运动机构和Y向运行机构，所述Z向运动机构包括上支撑架（211）、下支撑架（212）、Z向运动杆（213）和Z向电机（214）；所述Z向运动杆（213）的两端分别安装于所述上支撑架（211）和所述下支撑架（212）上，所述托盘（24）通过所述托盘支撑杆（26）安装于所述Z向运动杆（213）上，所述Z向电机（214）的输出端通过同步带（215）驱动所述Z向运动杆（213）转动，所述托盘支撑杆（26）在所述Z向运动杆（213）的带动下上下运动；
所述X向运动机构包括前X向基座（216）、后X向基座（217）、Y向基座（218）、X向电机（219）和X向同步带（220）；所述X向同步带（220）横跨于所述前X向基座（216）和所述后X向基座（217）之间，所述Y向基座（218）通过第一固接件（221）安装于所述X向同步带（220）上，所述X向电机（219）带动所述X向同步带（220）沿X向运动；所述打印喷头（22）通过喷头支撑杆（25）安装于所述Y向基座（218）上；
所述Y向运行机构包括Y向电机（222）和Y向同步带（223），所述喷头支撑杆（25）通过第二固接件（224）安装于所述Y向同步带（223）上，所述Y向电机（222）带动所述Y向同步带（223）沿Y向运动。


4.根据权利要求3所述的针对颗粒材料的熔混3D打印系统，其特征在于：所述Z向运行机构还包括两端安装于所述上支撑架（211）和所述下支撑架（212）上且位于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈武，任锐，杨金伟，
申请(专利权)人：成都元泽环境技术有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51