一种用于多组分环氧体系制备的3D打印装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于多组分环氧体系制备的3D打印装置及方法，装置包括机架、X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构、加热板、固化室、滑动注料头、静态混料器、装有A固化剂的A固化剂桶、装有B固化剂的B固化剂桶以及装有环氧树脂料的基体料桶；滑动注料头位于固化室的上方；A固化剂桶、B固化剂桶以及基体料桶均通过静态混料器与滑动注料头连接。采用本发明专利技术，能够实现两种固化剂(A固化剂、B固化剂)与环氧树脂料进行多组分环氧体系共混，从而构建多组分环氧复合网络，优化了传统的环氧树脂工件的制备工艺，有效提高环氧工件的机械强度，减小介电损耗。电损耗。电损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种用于多组分环氧体系制备的3D打印装置及方法


[0001]本专利技术属于环氧树脂加工
，具体涉及一种用于多组分环氧体系制备的3D打印装置及方法。

技术介绍

[0002]环氧树脂是良好的电工绝缘材料，常被用于制备电力设备中的绝缘支撑件。现有技术中的环氧工件制备，一般为利用环氧树脂基体和固化剂在3D打印装置中通过逐层打印的方式构造。但是，单一固化剂的环氧树脂体系构造的环氧工件不但机械强度较低，难以满足应用需求，而且介损较大，容易导致环氧件的工件老化严重，难以应对电力设备中复杂的机械载荷情况，综合性能较差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种多组分环氧体系制备的3D打印装置及方法，能够解决利用单一环氧体系为物料进行3D打印的环氧工件机械强度不足，介质损耗高的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的一个方面提供了一种多组分环氧体系制备的3D打印装置，其包括机架、X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构、加热板、固化室、滑动注料头、静态混料器、装有A固化剂的A固化剂桶、装有B固化剂的B固化剂桶以及装有环氧树脂料的基体料桶；
[0005]所述固化室通过所述Y轴移动机构和所述Z轴移动机构连接到所述机架上，且所述固化室能由所述Y移动机构驱动沿Y轴方向前后移动以及由所述Z轴移动机构驱动沿Z轴方向上下移动；所述加热板固设在所述固化室的底部；
[0006]所述滑动注料头通过所述X轴移动机构连接到所述机架上，且所述滑动注料头位于所述固化室的上方，所述滑动注料头能由所述X轴移动机构驱动沿X轴方向左右移动；所述A固化剂桶、所述B固化剂桶以及所述基体料桶均通过所述静态混料器与所述滑动注料头连接。
[0007]作为上述多组分环氧体系制备的3D打印装置的优选方案，所述基体料桶通过基体进料管与所述静态混料器连接，所述A固化剂桶通过第一固化剂进料管与所述静态混料器连接，所述B固化剂桶通过第二固化剂进料管与所述静态混料器连接；所述第一固化剂进料管上设有第一常闭式选料开关，所述第二固化剂进料管上设有第二常闭式选料开关。
[0008]作为上述多组分环氧体系制备的3D打印装置的优选方案，所述静态混料器为螺旋式混料器，所述第一固化剂进料管的进料口和所述第二固化剂进料管的进料口均设置在所述静态混料器的顶部，所述基体进料管的进料口设置在所述静态混料器的侧部中间位置。
[0009]作为上述多组分环氧体系制备的3D打印装置的优选方案，所述X轴移动机构包括X轴电机，所述X轴电机为单步旋转角为1.8
°
的步进电机。
[0010]作为上述多组分环氧体系制备的3D打印装置的优选方案，所述Y轴移动机构包括Y轴电机，所述Y轴电机为转速可达300r/min的直流无刷电机。
[0011]作为上述多组分环氧体系制备的3D打印装置的优选方案，所述Z轴移动机构包括Z轴电机，和所述Z轴电机为转速可达300r/min的直流无刷电机。
[0012]作为上述多组分环氧体系制备的3D打印装置的优选方案，所述固化室的材质为聚四氟乙烯。
[0013]作为上述多组分环氧体系制备的3D打印装置的优选方案，所述加热板为陶瓷加热板，所述陶瓷加热板的额定加热功率为500W。
[0014]另外，本专利技术的另一个方面还提供了一种多组分环氧体系制备的3D打印方法，其包括如下步骤：
[0015]步骤S1：清理固化室的内壁残留的环氧树脂料；
[0016]步骤S2：设定3D打印的起点位置，并使滑动注料头位于所述固化室的上方；
[0017]步骤S3：利用加热板对所述固化室进行加热，并使所述固化室的温度升至80℃；
[0018]步骤S4：当所述固化室的温度稳定在80℃后，根据3D打印的工艺要求设定程序，打开基体料桶，并在不同的空间位置打开A固化剂桶和/或B固化剂桶，环氧树脂料、A固化剂以及B固化剂在静态混料器中混合形成多组分共混环氧物料并通过所述滑动注料头流出至所述固化室中，在X轴移动机构、Y轴移动机构以及Z轴移动机构的作用下实现三维空间结构下的多组分共混环氧工件打印；
[0019]步骤S5：当所述步骤S4的多组分共混环氧工件打印结束后，利用所述加热板将所述固化室的温度升至110℃，并持续固化5h；
[0020]步骤S6：所述加热板停止加热，待温度降至室温后，取出所述多组分共混环氧工件。
[0021]作为上述多组分环氧体系制备的3D打印方法的优选方案，所述步骤S4中，所述A固化剂为聚醚胺固化剂，所述B固化剂为芳香胺固化剂。
[0022]实施本专利技术提供的一种多组分环氧体系制备的3D打印装置，与现有技术相比，其有益效果在于：
[0023]本专利技术通过X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构的有机结合，能够实现三维空间结构下多组分共混环氧工件的打印，并能够利用3D打印技术实现两种固化剂(A固化剂、B固化剂)与环氧树脂料进行多组分环氧体系共混，从而构建多组分环氧复合网络，优化了传统的环氧树脂工件的制备工艺，有效提高环氧工件的机械强度，减小介电损耗。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
[0025]图1是本专利技术实施例提供的一种多组分环氧体系制备的3D打印装置的结构示意图；
[0026]图2是静态混料器的结构示意图。
[0027]图中标记：
[0028]1、X轴移动机构；2、Y轴移动机构；3、Z轴移动机构；4、加热板；5、固化室；6、滑动注料头；7、静态混料器；8、A固化剂桶；9、B固化剂桶；10、基体料桶；11、多组分共混环氧工件；12、第一固化剂进料管；13、第二固化剂进料管；14、基料进料管；15、第一常闭式选料开关；
16、第二常闭式选料开关。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0030]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。应当理解的是，本专利技术中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本专利技术范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
[0031]如图1和图2所示，本专利技术优选实施例提供了一种多组分环氧体系制备的3D打印装置，其包括机架(未图示)、X轴移动机构1、Y轴移动机构2、Z轴移动机构3、加热板4、固化室5、滑动注料头6、静态混料器7、装有A固化剂的A固化剂桶8、装有B固化剂的B固化剂桶9以及装有环氧树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多组分环氧体系制备的3D打印装置，其特征在于，包括机架、X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构、加热板、固化室、滑动注料头、静态混料器、装有A固化剂的A固化剂桶、装有B固化剂的B固化剂桶以及装有环氧树脂料的基体料桶；所述固化室通过所述Y轴移动机构和所述Z轴移动机构连接到所述机架上，且所述固化室能由所述Y移动机构驱动沿Y轴方向前后移动以及由所述Z轴移动机构驱动沿Z轴方向上下移动；所述加热板固设在所述固化室的底部；所述滑动注料头通过所述X轴移动机构连接到所述机架上，且所述滑动注料头位于所述固化室的上方，所述滑动注料头能由所述X轴移动机构驱动沿X轴方向左右移动；所述A固化剂桶、所述B固化剂桶以及所述基体料桶均通过所述静态混料器与所述滑动注料头连接。2.根据权利要求1所述的多组分环氧体系制备的3D打印装置，其特征在于，所述基体料桶通过基体进料管与所述静态混料器连接，所述A固化剂桶通过第一固化剂进料管与所述静态混料器连接，所述B固化剂桶通过第二固化剂进料管与所述静态混料器连接；所述第一固化剂进料管上设有第一常闭式选料开关，所述第二固化剂进料管上设有第二常闭式选料开关。3.根据权利要求2所述的多组分环氧体系制备的3D打印装置，其特征在于，所述静态混料器为螺旋式混料器，所述第一固化剂进料管的进料口和所述第二固化剂进料管的进料口均设置在所述静态混料器的顶部，所述基体进料管的进料口设置在所述静态混料器的侧部中间位置。4.根据权利要求1所述的多组分环氧体系制备的3D打印装置，其特征在于，所述X轴移动机构包括X轴电机，所述X轴电机为单步旋转角为1.8
°
的步进电机。5.根据权利要求1所述的多组分环氧体系制备的3D打印装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚聪伟，孙帅，庞小峰，李兴旺，赵晓凤，王增彬，李盈，邰彬，李健俊，陈祖伟，蔡玲珑，刘建明，李端姣，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：