三维打印机专用的微型蜗轮挤出机的推料机构制造技术

三维打印机专用的微型蜗轮挤出机的推料机构，属机械技术领域。其构造包括：带有管状转轴的推料电机、推料齿轮、支撑构件、驱动涡轮；驱动涡轮就同时驱动2个被支撑的推料齿轮，而2个推料齿轮的轴线彼此平行并垂直于管状转轴的轴心线,且放置在轴线的两侧，携带着推料齿轮的摆臂能绕着摆轴转动，摆轴是一个固定轴，其轴的方向也垂直于管状转轴的轴心线，且恰好穿过推料齿轮与驱动涡轮相齿合的区域，料丝穿过推料电机的管状转轴后，被2个推料齿轮夹紧，当管状转轴的顺时针或逆时针转动带动驱动涡轮就同时驱动这推料齿轮，使得料丝能沿着轴向位移；从挤出喷头的被加热的喷嘴喷出；被广泛应用于小型、简易的FDM

【技术实现步骤摘要】
三维打印机专用的微型蜗轮挤出机的推料机构
[0001][所属领域][0002]本专利技术属于机械
；确切的讲是一种用在FDM
‑
3D打印上的(料丝) 挤出机上的推料机构组件。
[
技术介绍
][0003]一种最为成熟的3D打印技术为：熔融沉积成型(Fused DepositionModeling,FDM)快速成型工艺是将各种丝材(如工程塑料ABS、聚碳酸酯PC等) 加热熔化进而逐层堆积成型方法，简称FDM。大部分FDM快速成型技术可采用的成型材料很多，如改性后的石蜡、(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)、尼龙、橡胶等热塑性材料，以及多相混合材料，如金属粉末、陶瓷粉末、短纤维等与热塑性材料的混合物。其中PLA(聚乳酸)具有较低的收缩率，打印模型更容易塑形，以及可生物降解等优点。
[0004]FDM
‑
3D打印机基本构造与运行原理表述为：
[0005]挤出机包括送料机构及熔融挤出喷头部分；运载挤出机(挤出喷头部分)的 2维或3维(水平X轴Y轴运动及垂直Z轴驱动)运动的机械载台，或挤出机的(Z轴方向)垂直方向保持静止，由Z轴方向的运动由一个独立的载物工作台的升降完成；目前FDM
‑
3D打印机的驱动挤出机寻址的3维机械系统分为：机械臂3维位移系统、皮带或丝杠驱动的(X、Y轴)2维机械传动+(Z轴)升降载物工作台系统、垂直3丝杠驱动(俗称：
る
方式)的使用连杆联接挤出机平台的位移驱动系统等。还有保持上述运动构建的结构壳体等；还有支持机械系统运动的电子控制系统等。
[0006]需要指出：挤出机(的2大组成部分)包括：送料机构及熔融挤出喷头部分，而送料机构及熔融挤出喷头部分可以被近距离的装配在一起(称之为近程送料的挤出机)；也可以分开装配，使用导料软管连接送料机构及熔融挤出喷头部分，这样送料机构就能被静止的固定在打印机壳体的某个部位上，而熔融挤出喷头部分则被2维或3维运动的机械载台承载(称之为远程送料的挤出机，目的之一是减轻运动承载机构的惯性质量)；但远程推料对挤出能力要有一定的影响，这就是由于导料软管的弹性及阻力的缘故。
[0007]目前的技术缺陷：对于FDM
‑
3D打印机的挤出机来说，没有减速设计的电机推料机构，往往是利用电机轴上齿轮的切向推力直接驱动料丝；电机无法相对快速转动，机械效率不高，体积重量较大。
[0008]FDM
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3D打印机的整体工作原理如下：在电子系统的控制下，根据产品零件的截面轮廓信息，挤出机作X
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Y平面运动，载物工作台调整高度，打印开始时工作台平面位于热熔喷头喷口位置，热塑性丝状材料由供丝机构送至热熔喷头，并在喷头中加热和熔化成半液态，然后被挤压出来，有选择性的涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层大约0.1—8mm厚的薄片轮廓。在一层截面成型完成后工作台下降一定高度，再进行下一层的熔覆，好像一层层
″
画出
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截面及轮廓，如此循环，最终形成三维产品零件。往往使用1个专用喷口来铺设支撑材料(支撑材料一般是水溶性的，打印完毕后水洗除掉)；打印过程中，打印头在平面上的位移以及配合打印平台上下位移会形成一个三维空间，打印头和打印平台根据生成的路径
进行打印，打印头完成一个平面上的打印任务后，打印平台自动下降一层，打印头继续打印，循环往复直至成品的完成。或者不使用Z轴电机驱动打印物件平台升降，打印物件平台保持Z轴方向静止，使用Z轴电机驱动挤出机上下移动；或者利用3根垂直丝杠驱动3个垂直移动的滑块，3个滑块都与挤出机进行铰轴链接，通过算法(3个滑块的Z轴方向的位置坐标来决定挤出机的3维空间位置)而同样达到三维位移寻址的目的。打印头温度较高，根据材料的不同以及模型设计温度的不同，打印头的温度相对也不同。为了防止打印物体翘边等问题的出现打印平台一般为加热，打印平台上一般覆盖粘贴纸以便于打印成品的剥离。
[0009]其结构细节阐述为：
[0010]挤出机是FDM快速成型技术的核心的部件是挤出机，而挤出机的构件为：喉管、加热铝体、加热棒及温度传感器等部件，多数采用加热棒对铝块进行加热, 将塑料丝经过喉管的入口端挤入，再通过喉管导向，到达铝块加热部位熔化后进入喷口区域，融化后的塑料丝在后续进丝的(活塞)压力的作用下从喷口挤出，并挤到打印台上,挤出机中的喉管由不锈钢制造，是为了降低其导热性能，不锈钢喉管有些内部还衬有铁氟龙，由于挤出机长期加热打印致使吼管内部温度升高，导致管内料也处在熔融状态，当停止打印冷却后，材料就黏结在管内，下次重新开机打印时，管内黏着料不能马上融化，使喉管出现堵料现象，喉管内部衬铁氟龙，使喉管内料都不会熔融黏着，能大大改善堵头问题。同时作者在挤出机外加散热片和风扇，主要也是为了降低喉管上部的温度，防止堵头问题，也可以为挤出机散热。加热熔化后的塑料丝由喷嘴挤到打印台上，如果为了减少塑料因温度骤减而发生翘边和收缩等不良现象，如果为了减少塑料因温度骤减而发生翘边和收缩等不良现象，可以使用热床打印台。位于挤出机最下端喷头的喷口直径常见有四种类型：0.2mm，0.3mm，0.4mm，0.5mm，市场上应用最广的是0.4mm 的喷口，选定好喷口直径后，也要在打印时软件中设置好相应的参数，如切片软件中的打印层高、打印速度等，使打印的质量和精度更高。
[0011]与单挤头相比较，双挤头采用两个挤出机并列排列，打印速度更快效率也更高，由于其质量更大，运行时产生的惯性更大，对导轨的刚度要求也更高。，这样会降低打印的精度。单挤头相比较，双挤头采用两个挤出机并列排列，并将相对位置固定，由于有两个喷头，双挤头安装在滑块上，由滑块与导轨连接，位于挤出机最下端喷头的喷嘴直径有四种类型：0.2mm，0.3mm，0.4mm，0.5mm，市场上应用最广的是0.4mm的喷嘴，当然根据实际需要可以购买不同直径的喷嘴，这里值得提出注意的是，选定好喷嘴直径后，也要在打印时软件中设置好相应的参数，如切片软件中的打印层高、打印速度等，使打印的质量和精度更高。
[0012]近端送丝就是将挤出机安装在打印头上，材料由齿轮直接挤入喉管，在铝块中融化由喷口喷出打印。这种安装方式由于挤出机与打印头一起运动，打印头质量大，打印时惯性也大，容易使打印不精确，采用近端送丝对导轨的刚度要求也比较高。而远端送丝是将挤出机安装在离挤出机较远位置，驱动电机一般安装在打印机框架上，由导管送入料丝；而不是安装在挤出机上，与近端送丝相比较，远端送丝需要较大扭矩，才能将材料挤入打印头中。
[0013]或者使用使用的材料不再是线材；如粉状、胶状或粒状材料,由机械压力或气压压入喉管,也是一种送料机构.它可以直接使用ABS/PLA等颗粒原料，倒入进料舱，高温融化后变为液态，然后在气动系统的控制下，实现3D打印材料的挤出。
[0014]电路部分包括：电路部分包括：3D打印机电路部分在打印机中起的作用是控制整
个打印过程协调、有序、完整的运行。FDM型3D打印机一种典型电路部分主要包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.三维打印机专用的微型蜗轮挤出机的推料机构，其构造包括：带有管状转轴的推料电机、推料齿轮、支撑构件、驱动涡轮；基本装配关系：支撑构件支撑着推料电机也支撑着推料齿轮，同时推料电机的管状转轴的端部被安装有驱动涡轮，驱动涡轮的轴心线与推料电机的管状转轴的轴心线重合；其特征就在于：驱动涡轮就同时驱动2个被支撑的推料齿轮，而2个推料齿轮的轴线彼此平行并垂直于管状转轴的轴心线,且放置在轴线的两侧，携带着推料齿轮的摆臂能绕着摆轴转动，摆轴是一个固定轴，其轴的方向也垂直于管状转轴的轴心线，且恰好穿过推料齿轮与驱动涡轮相齿合的区域，料丝穿过推料电机的管状转轴后，被2个推料齿轮夹紧，当管状转轴的顺时针或逆时针转动带动驱动涡轮就同时驱动这推料齿轮，使得料丝能沿着轴向位移；在远程送料方式...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴小平，罗天珍，
申请(专利权)人：罗天珍，
类型：发明
国别省市：