具有压力平衡功能的3D打印装置制造方法及图纸

提供了一种具有压力平衡功能的3D打印装置。该装置包括：物料挤出部，包括容纳熔融态物料的物料容腔及挤出口，挤出口包括与物料容腔连通的多个孔道，用于将熔融态的物料挤出至当前打印层；物料储箱，与物料挤出部的物料容腔连通；气压输送管路，与物料储箱气体连通；以及控制腔室，内部设置有与多个孔道耦合的开关组件，用于对多个孔道进行通断控制，控制腔室为气密腔室且与气压输送管路气体连通。该装置采用气压送料系统送料，并将开关组件所在的控制腔室中的气压设置为与气压送料系统的气压相同，从而可使控制腔室中的开关组件借助气压送料系统提供的气压进行通断控制，降低了开关组件自身需要提供的压力，降低了控制的难度。降低了控制的难度。降低了控制的难度。

【技术实现步骤摘要】
具有压力平衡功能的3D打印装置


[0001]本申请涉及3D打印领域，具体涉及一种具有压力平衡功能的3D打印装置。

技术介绍

[0002]基于材料挤出的3D打印技术，如熔融沉积成型(fused deposition modeling，FDM)技术，作为一种常用的3D打印技术，通常需要将物料加热至熔融态(或半流动态)，并将融融态的物料从3D打印装置的挤出口挤出到成型台上，以使物料在成型台上逐层沉积并凝固在一起形成3D打印件。
[0003]传统的基于材料挤出的3D打印技术中，3D打印装置的挤出口通常是口径固定的，这类打印装置无法兼顾打印精度和打印效率。因此，逐渐出现了一种改进3D打印装置，其具有包括多个孔道的挤出口，并可通过对该多个孔道进行通断控制而调节挤出口的尺寸，以兼顾打印效率和打印精度。
[0004]然而，该3D打印装置仍然存在进一步地提升空间。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种3D打印装置。下面对本申请实施例所涉及的各个方面进行介绍。
[0006]第一方面，提供一种3D打印装置，包括：物料挤出部，包括物料容腔以及挤出口，所述物料容腔用于容纳熔融态的物料，所述挤出口包括与所述物料容腔连通的多个孔道，所述多个孔道用于将所述熔融态的物料挤出至当前打印层，且所述多个孔道中的相邻孔道挤出的物料在所述当前打印层相互融合在一起；物料储箱，与所述物料挤出部的所述物料容腔连通；气压输送管路，与所述物料储箱气体连通；以及控制腔室，内部设置有开关组件，所述开关组件与所述多个孔道耦合，以对所述多个孔道进行通断控制，所述控制腔室为气密腔室，且所述控制腔室与所述气压输送管路气体连通。
[0007]第二方面，提供一种3D打印装置，包括：物料挤出部，包括物料容腔以及挤出口，所述物料容腔用于容纳熔融态的物料，所述挤出口包括与所述物料容腔连通的多个孔道，所述多个孔道用于将所述熔融态的物料挤出至当前打印层；物料储箱，与所述物料挤出部的所述物料容腔连通；气压输送管路，与所述物料储箱气体连通；以及控制腔室，内部设置有开关组件，所述开关组件与所述多个孔道耦合，以对所述多个孔道进行通断控制，所述控制腔室为气密腔室，且所述控制腔室与所述气压输送管路气体连通。
附图说明
[0008]图1为本申请实施例提供的一种3D打印装置的结构示意图。
[0009]图2为本申请实施例提供的3D打印装置的俯视结构示意图。
[0010]图3为本申请实施例提供的另一3D打印装置的俯视结构示意图。
[0011]图4为本申请实施例中的打印层的结构示意图。
[0012]图5为图1中的3D打印装置在一种打印状态时的结构示意图。
[0013]图6为图1中的3D打印装置在另一种打印状态时的结构示意图。
[0014]图7为本申请实施例提供的3D打印装置在对图4中的打印层进行打印时的结构示意图。
[0015]图8为本申请实施例提供的一种3D打印装置中的开关组件的结构示意图。
[0016]图9为本申请实施例提供的另一种3D打印装置中的开关组件的结构示意图。
[0017]图10为本申请实施例提供的又一种3D打印装置中的开关组件的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。应理解，在附图中使用相同或相似的附图标记来表示相同或相似的构件。
[0019]基于材料挤出的3D打印技术(如FDM技术)中，3D打印装置可以适应的打印材料的种类非常宽，且其所打印的打印件的尺寸范围也可以具有很大的跨度，因此被广泛的应用于3D打印领域中。该类3D打印装置需要将熔融态的物料通过其挤出口(或称出料口)挤出至成型台上，以使熔融态物料在成型台上逐层沉积并凝固而形成3D打印件，因此，该3D打印装置通常需要对3D打印件进行分层打印。
[0020]一般而言，在使用3D打印装置进行每一层的打印时，相当于对每一层的填充区域进行填充。由于传统的3D打印装置通常设置有口径固定的挤出口，在使用该打印装置对多个分层中的其中一层进行打印时，通常需要将该层的填充区域划分为紧密排布的多个道次(其每个道次的尺寸与挤出口的口径匹配)，并控制打印装置按照一定的顺序依次填充该多个道次。也就是说，使用该打印装置对其中一层进行打印时，一般需要往返多次才能实现对该层填充区域的完整填充。
[0021]如果3D打印装置的挤出口的口径较小，则其在单位时间内挤出的物料量少，在对其中一层进行打印时，需要填充的道次就会越多，打印精度相对较高的同时打印效率会相对较小。反之，如果3D打印装置的挤出口的口径较大，则其在单位时间内挤出的物料量多，在对同一个其中一层进行打印时，需要填充的道次就会越少，的打印效率相对较高同时打印精度会相对较低。因此，传统的3D打印装置无法兼顾打印精度和打印效率。
[0022]为了满足工业对于高效率和高精度打印的需求，一种可行的实现方式是将3D打印装置的挤出口改进为可变宽度的挤出口。这种3D打印装置的挤出口具有一维条带特征，即，挤出口在一维方向的宽度远大于其在另一维度上的宽度，并且挤出口可以在该一维方向上随着当前打印层的填充区域的轮廓的变化而改变宽度，以形成可变宽度的挤出口。
[0023]例如PCT/CN2020/120405中所描述的实现方式：该3D打印装置的挤出口被分割为多个孔道，且该3D打印装置可通过其控制部分对多个孔道进行通断控制，以动态改变多个孔道中能够挤出熔融态的物料的孔道的数量，从而改变挤出口的宽度。具体内容可参见PCT/CN2020/120405。
[0024]针对多个孔道的方案，可以设置一包含开关组件的控制腔室，然后利用该开关组件对多个孔道进行通断控制。该开关组件例如可以包括多个片状开关，且该多个片状开关在温度和/或电压的控制下产生形变，从而对所述挤出口所在的区域进行通断控制。
[0025]但是，对于基于材料挤出的3D打印技术而言，熔融态的物料本身具有一定的粘稠
度，粘稠的物料会对开关组件的控制路径产生比较大的阻力，增加控制的难度。
[0026]有鉴于此，本申请实施例提供一种3D打印装置。下面结合图1对本申请实施例中的3D打印装置1进行详细的说明。应理解，本申请实施例提及的3D打印装置指的是用于3D打印的装置。该3D打印装置可以指整个3D打印系统，也可以指3D打印系统中的部分组件。例如该3D打印装置可以指3D打印头。
[0027]参见图1，3D打印装置1可包括气压送料系统2、物料挤出部3和控制腔室4。
[0028]气压送料系统2包括气压输送管路21和与气压输送管路21连通的物料储箱22。物料储箱22用于储存加热的熔融态物料。气压输送管路21用于将压力气体(例如，高压气体)输送至物料储箱22内，以对熔融态物料施加挤压力。压力气体例如可以通过气源装置提供。气压送料系统2可与下文中的物料容腔31连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印装置，其特征在于，所述装置包括：物料挤出部，包括物料容腔以及挤出口，所述物料容腔用于容纳熔融态的物料，所述挤出口包括与所述物料容腔连通的多个孔道，所述多个孔道用于将所述熔融态的物料挤出至当前打印层，且所述多个孔道中的相邻孔道挤出的物料在所述当前打印层相互融合在一起；物料储箱，与所述物料挤出部的所述物料容腔连通；气压输送管路，与所述物料储箱气体连通；以及控制腔室，内部设置有开关组件，所述开关组件与所述多个孔道耦合，以对所述多个孔道进行通断控制，所述控制腔室为气密腔室，且所述控制腔室与所述气压输送管路气体连通。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开关组件包括与所述多个孔道一一对应的多个片状开关，所述多个片状开关在温度和/或电压的控制下产生形变，从而对所述挤出口所在的区域进行通断控制。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述多个片状开关分别与多个传动件相连，并通过所述多个传动件对所述多个孔道进行通断控制。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述多个片状开关包括以下中的一种或多种：压电双晶片、双金属片、受热膨胀的金属电阻、记忆合金。5.根据权利要求1所述的装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄卫东，
申请(专利权)人：苏州美梦机器有限公司，
类型：新型
国别省市：