本发明专利技术公开了一种高固相含量浆料直写成型3D打印装置及方法，包括基座，所述基座上安装有导轨组件和打印平台，所述导轨组件上通过固定夹具安装有料筒，所述料筒设置在预热组件内；所述料筒的进料口处设有密封盖，所述密封盖上开设有进气口。本发明专利技术创新地设计了一种高固相含量浆料3D打印装置及方法，该装置可根据浆料粘温特性定制浆料变温方案，浆料挤出前，对浆料进行加热处理，使浆料中分子间范德华力降低，分子缔合作用减弱，削弱浆料挤出时的剪切屈服应力，实现降低浆料粘度，改善浆料挤出状态的效果，待浆料挤出后，对挤出的浆料进行冷却处理，增强分子缔合能力，从而使其粘度升高，增强其粘结成型能力，以改善目标构件的打印质量。印质量。印质量。
【技术实现步骤摘要】
一种高固相含量浆料直写成型3D打印装置及方法
[0001]本专利技术涉及直写成型3D打印
，具体为一种高固相含量浆料直写成型3D打印装置及方法。
技术介绍
[0002]3D打印，即增材制造，是当今工业体系中一种重要制造技术。其原理是利用数字化技术按照设计的目标零件模型将材料通过逐层堆叠的成型方式构造零件实体，具有制备复杂几何结构的能力且成型精度高。
[0003]直写成型3D打印技术，是重要的增材制造技术手段之一。其可采用半流体浆料作为打印原料，具有浆料固相含量高、材料利用率高、结构简单、环境适应性强等特点，广泛用于制备航空航天、生物医疗、国防军工等领域中尖端装备的关键零部件。为满足此类零部件较高的机械强度要求，通常需采用具有高固相含量的打印浆料，而高固相含量打印浆料通常伴随有极高的粘度。打印浆料的粘度过高易使浆料在喷嘴处团聚，堵塞喷嘴、导致浆料挤出状态不稳定，无法按照设定层高打印、打印拉丝等影响打印连续性与零件制备精度的问题，难以满足工程及科研领域使用高固相含量浆料进行3D打印关键零部件的生产应用需求。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供了一种高固相含量浆料直写成型3D打印装置及方法，实现降低高固相含量浆料的粘度，保证浆料挤出时具有较好的挤出效果，同时在堆叠成型时仍具有较强的粘结能力。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高固相含量浆料直写成型3D打印装置，包括基座，所述基座上安装有三维导轨组件和打印平台，所述导轨组件上通过固定夹具安装有料筒，所述料筒设置在预热组件内；所述料筒的底部设有喷嘴；
[0006]所述料筒的进料口处设有密封盖，所述密封盖上开设有进气口。
[0007]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0008]高固相含量浆料在使用过程中，由于其分子缔合作用强、粘度高，导致其易粘结在料筒、管道或喷嘴的内壁，造成浆料团聚、浆料流速和打印层高不均匀等影响打印连续性和成型精度等问题。本专利技术设计了一种高固相含量浆料3D打印装置及方法，该装置可根据浆料粘温特性定制浆料变温方案，浆料挤出前，对浆料进行加热处理，使浆料中分子间范德华力降低，分子缔合作用减弱，削弱浆料挤出时的剪切屈服应力，实现降低浆料粘度，改善浆料挤出状态的效果，待浆料挤出后，对挤出的浆料进行冷却处理，增强分子缔合能力，从而使其粘度升高，增强其粘结成型能力，以改善目标构件的打印质量。
附图说明
[0009]图1为本专利技术的整体结构示意图。
[0010]图2为本专利技术的拆分后结构示意图。
[0011]图3为本专利技术的固定夹具处结构示意图。
[0012]图4为本专利技术的加热组件处结构示意图。
[0013]图5为本专利技术的加热组件处结构示意图。
[0014]图6为本专利技术的加热组件处结构示意图。
[0015]图7为本专利技术的加热组件处结构示意图。
[0016]图8为本专利技术的测温组件处示意图。
[0017]图9为本专利技术的螺旋线圈处示意图。
[0018]1、加热组件；11、螺旋线圈；12、导热片；13、电磁加热控制器；14、散热组件；141、散热片；142、散热风扇；2、测温组件；21、保温壳体；22、第二温度传感器；3、密封盖；4、料筒；5、喷嘴；6、固定夹具；7、导轨组件；8、控制系统；9、基座；91、打印平台；92、制冷组件；921、导热板；922、半导体制冷器。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]请参阅图1
‑
9，本专利技术提供一种技术方案：一种高固相含量浆料直写成型3D打印装置，包括基座9，所述基座9上安装有导轨组件7和打印平台91，所述导轨组件7包括相互安装的X导轨、Y导轨和Z导轨。所述导轨组件7上通过固定夹具6安装有料筒4，所述料筒4设置在预热组件内，且预热组件包括测温组件2和加热组件1。如图1所示，料筒4间接安装在X导轨上，且X导轨、Y导轨和Z导轨上均设有驱动结构，用于实现带动料筒4活动。在打印过程中，驱动电机驱动导轨完成控制系统8设定的三维方向移动程序。
[0021]所述料筒4的进料口处设有密封盖3，所述密封盖3上开设有进气口，用于与空压机连接，输送压缩空气，同时也用于保证料筒气密性，便于输入气压稳定调控。所述料筒4的底部设有喷嘴5，与料筒4底部出料口紧密连接，用于浆料挤出。
[0022]所述打印平台91的底面设有制冷组件92。所述制冷组件92包括导热板921和半导体制冷器922，所述打印平台91与半导体制冷器922间安装有导热板921。通过持续地进行冷热交换，实现对挤出浆料的辅助冷却效果。
[0023]为了降低挤出物的粘度，所述加热组件1包括螺旋线圈11、导热片12、电磁加热控制器13和散热组件14，所述螺旋线圈11设置在导热片12外，用于产生感应电流。所述导热片12设置在料筒4外，用于在感应电流作用下发热，并向料筒4传导热量。所述螺旋线圈11的两端连接电磁加热控制器13，用于控制螺旋线圈11的电流通量和启停。所述散热组件14设置于电磁加热控制器13外侧壁，用于电磁加热控制器13的散热。
[0024]具体地，螺旋线圈11与料筒4呈同心轴排列，两者间存在一定间隙；导热片12与料筒4呈间隙配合；所述电磁加热控制器13安装在固定夹具6的外侧壁，且螺旋线圈11的两端穿过固定夹具6。电磁加热控制器13与控制系统8连接，可通过计算机程序设定电磁加热功率、电流通量等参数。
[0025]具体地，散热组件14包括散热片141和散热风扇142；散热片141与电磁加热控制器13紧密贴合；散热风扇142与散热片141紧密贴合。
[0026]所述测温组件2包括保温壳体21，所述保温壳体21设置在螺旋线圈11、导热片12和料筒4的外侧，且保温壳体21内设有第一温度传感器。所述第二温度传感器22安装在密封盖3下端，且第二温度传感器22置于料筒4内。第一温度传感器和第二温度传感器22均与控制系统8连接，可将升温情况及时反馈至控制系统8，实现对温度的动态监测。
[0027]工作步骤：
[0028]1、首先配置所需的高固相含量浆料。其次，取适量浆料装入烧杯，置于水浴加热装置中。最后进行浆料粘温特性的定性试验，即利用粘度计测量浆料粘度随温度变化关系，得到适合浆料挤出的温度范围。同一成分浆料不必进行重复的定性试验。
[0029]2、另取高固相含量浆料装入料筒4。
[0030]3、根据浆料的粘温特性的不同，需在控制系统8中设定加热组件的预热温度和升温曲线，此过程由保温壳体21中的第一温度传感器对导热片升温情况实时监测并通过控制系统8及时反馈。
[0031]4、因导热片12本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高固相含量浆料直写成型3D打印装置，其特征在于：包括基座(9)，所述基座(9)上安装有导轨组件(7)和打印平台(91)，所述导轨组件(7)上通过固定夹具(6)安装有料筒(4)，所述料筒(4)设置在预热组件内；所述料筒(4)的底部设有喷嘴(5)；所述料筒(4)的进料口处设有密封盖(3)，所述密封盖(3)上开设有进气口。2.根据权利要求1所述的高固相含量浆料直写成型3D打印装置，其特征在于：所述预热组件包括测温组件(2)和加热组件(1)。3.根据权利要求2所述的高固相含量浆料直写成型3D打印装置，其特征在于：所述加热组件(1)包括螺旋线圈(11)、导热片(12)和电磁加热控制器(13)，所述导热片(12)设置在料筒(4)外，所述螺旋线圈(11)设置在导热片(12)外，所述螺旋线圈(11)的两端连接电磁加热控制器(13)；所述电磁加热控制器(13)安装在固定夹具(6)的外侧壁，且螺旋线圈(11)的两端穿过固定夹具(6)；所述电磁加热控制器(13)外设有散热组件(14)。4.根据权利要求3所述的高固相含量浆料直写成型3D打印装置，其特征在于：所述测温组件(2)包括保温壳体(21)，所述保温壳体(21)设置在螺旋线圈(11)、导热片(12)和料筒(4)的外侧，且保温壳体(21)内设有第一温度传感器；所述测温组件(2)还包括第二温度传感器(22)，所述第二温度传感器(22)安装在密封盖(3)下端。5.根据权利要求1所述的高固相含量浆料直写成型3D打印装置，其特征在于：所述打印平台(91)的底面设有制冷组件(92)。6.根据权利要求5所述的高固相含量浆料直写成型3D打印装置，其特征在于：所述制冷组件(92)包括导热板(921)和半导体制冷器(922)，所述打印平台(91)与半导体制冷器(922)间安装有导热板(921)。7.根据权利要求1所述的高固相含量浆料直写成型3D打印装置，其特征在于：所述导轨组件(7)包括相互安装的X导轨、Y导轨和Z导轨。8.一种如权利要求1所述的高固相含量浆料直写成型3D打印装置使用方法，其特征在于：1)、首先配置所需的高固相含量浆料；其次，取适量浆料装入烧杯，置于水浴加热装置中；最后进行浆料粘温特性的定性试验，即利用粘度计测量浆料粘度随温度变化关系，得到适合浆料挤出的温度范围；同一成分浆料...
【专利技术属性】
技术研发人员：王照智，王凯龙，赵晶，焦志彬，李云龙，吴臣亮，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。