本发明专利技术涉及3D打印装置技术领域，公开了一种具有热管理功能的高速幅面成型的3D打印装置，包括壳体、嵌入所述壳体内的幅面喷头体、控制所述幅面喷头体沿所述壳体高度方向运动的Z轴运动总成、控制所述幅面喷头体沿所述壳体长度方向或宽度方向运动的XY轴运动总成、电路板，所述幅面喷头体包括金属制成的熔料池、围合于所述熔料池外侧的加热感应线圈、连接于所述熔料池底部的喷嘴总成；所述熔料池内设置有多个金属柱体。其有益效果是：熔料池内设置有密集的柱体，采用加热感应线圈产生交变磁场，利用磁场的交变性和金属材料遇到交变磁场后自身产生涡流并发热的特性，使得熔料池内的空间可以被快速并均匀的加热升温。间可以被快速并均匀的加热升温。间可以被快速并均匀的加热升温。
【技术实现步骤摘要】
一种具有热管理功能的高速幅面成型的3D打印装置
[0001]本专利技术涉及3D打印装置
，特别涉及一种具有热管理功能的高速幅面成型的3D打印装置。
技术介绍
[0002]随着科技水平的不断提高，在传统减材制造的基础上，增材制造以器特有的优势占有了一定的制造市场比例。增材3D打印技术，以其成型速度快，定制性强，易于实现复杂成型等特点占有不可或缺的应用地位。3D打印技术按成型方式的不同主要分为光固化成型、烧结成型、电化学成型、FDM挤出成型等方式。
[0003]其中FDM挤出3D打印成型方式是消费类应用中最为广泛的成型方式，其通过将预制的线性耗材挤入喷头，喷头通过加热将挤入的耗材变为熔融状态，然后在喷头挤出电机的作用下将熔料从直径特定的喷头喷嘴部分挤出，喷嘴直径一般采用0.2mm,0.4mm,0.6mm等。喷头在XY轴运动导轨上通过电机驱动实现特定轨迹的运行，运行中喷头的喷嘴不断挤出熔料，直至完成一层熔料的铺层。完成特定铺层后，Z轴电机驱动Z轴运行，使成型铺层和喷头的喷嘴再次间隔一个层厚的间距位移，而后XY轴电机带动喷头继续完成新的铺层运行，喷嘴亦同时做挤出出料动作，完成新的铺层。周而复始直至喷头完成所有图层铺层，即完成了整个模型的成型打印动作。
[0004]目前市场上的FDM类3D打印设备主要使用的都是线性材料，且打印机普遍使用单一喷头的打印成型工作模式，有部分使用双喷头和多喷头的产品，但仍然是线性耗材，且喷头数量不超过四个。由于FDM的基本打印原理和打印方式，对打印耗材形成了线性耗材的特性局限，同时因为喷头数量的局限及运行机构的物理特性双重限制，打印速度无法实现飞跃式的提升，普遍的高速停留在200～300mm/S之间，所以FDM类3D打印机在应用领域的打印效率问题始终是对该类型3D打印机的主要限制。另外打印机的温度控制系统对打印的速度也有很大的制约，因为无法即时对整个加热区域实现均匀的热穿透，故而受制于热量在加热腔体内的热传递速度，无法实现高效的热升温且确保热均匀，故而热温度管理及效率也是打印速度的重要短板。由此可见，现有的FDM类3D打印设备由于受限于使用线性耗材、喷头数量少、大尺度的机械行程运行、热传递效率，从而使得FDM类3D打印设备的打印速度慢，打印效率低。
[0005]针对于FDM类3D打印设备的打印速度问题，已有的双喷头或四喷头机型在使用的时候，虽然能大大提高打印效率，但是仍然没有摆脱大尺度机械行程运动的设备特性，大尺度的喷头运行虽然能实现大幅面的打印需求，但是这种运动结构特点也局限了打印速度。在专利文献中，如专利公布号为CN201820307907，名称为矩阵式喷头高速3D打印机的技术专利，将单个喷头设计成矩阵式喷头，以及专利公布号为CN201811222400，名称为高点阵3D打印设备、工作方法及应用的专利技术申请，将喷头设计成高点阵喷头组件，均提高了FDM类3D打印设备的打印速度，但公开的两个技术方案均是从喷头数量进行优化，没有考虑耗材的热传递效率。
技术实现思路
[0006]为克服现有技术中FDM类3D打印设备打印速度慢，打印效率低的缺陷，本专利技术提出一种具有热管理功能的高速幅面成型的3D打印装置。具体技术方案如下：
[0007]一种具有热管理功能的高速幅面成型的3D打印装置，包括壳体、嵌入所述壳体内的幅面喷头体、控制所述幅面喷头体沿所述壳体高度方向运动的Z轴运动总成、控制所述幅面喷头体沿所述壳体长度方向或宽度方向运动的XY轴运动总成、电路板，所述幅面喷头体包括金属制成的熔料池、围合于所述熔料池外侧的加热感应线圈、连接于所述熔料池底部的且带有多个喷嘴的喷嘴总成；所述熔料池内设置有多个金属柱体；所述电路板控制所述加热感应线圈流经交变电流以在所述熔料池内产生交变磁场并使得所述熔料池内部空间被同时加热。
[0008]进一步地，所述幅面喷头体还包括安装壳体；所述安装壳体为底部开口、内部带有空腔的矩形阶梯结构；所述熔料池的外侧围合加热感应线圈、底部连接喷嘴总成、并整体嵌入所述安装壳体内部。
[0009]进一步地，所述熔料池为上下开口的矩形结构，内部设置有多个呈矩阵排列的柱体；所述柱体内部嵌装有与所述电路板连接的热电偶感应头。
[0010]进一步地，所述熔料池内还设置有均匀排列的横条，所述横条连接于所述熔料池的内表面两侧；所述柱体均匀布置于所述横条上。
[0011]进一步地，所述喷嘴总成包括喷嘴、电磁阀和基座；所述基座的边沿向上弯折形成翻边，所述翻边用于卡合所述熔料池的底部；所述基座上开设有多个贯穿孔，所述贯穿孔的底部连接所述喷嘴；所述喷嘴在所述基座的底部呈矩阵排列，且每个喷嘴连接有对应的电磁阀。
[0012]进一步地，所述Z轴运动总成包括滑轨、带有丝杠的第一驱动电机、第一滑块；所述滑轨和所述第一驱动电机均固定于所述壳体的内侧、所述第一滑块由所述丝杠穿过并位于所述滑轨上且与所述幅面喷头体固定连接；所述丝杠的轴线方向与所述壳体的高度方向平行。
[0013]进一步地，所述XY轴运动总成包括多组丝杠轴线方向平行于X方向或Y方向的微型丝杠电机；所述微型丝杠电机包括带有丝杠的第二驱动电机和第二滑块，所述第二驱动电机固定于所述安装壳体的内侧，所述第二滑块固定于所述喷嘴总成的外侧并沿丝杠轴线方向直线运动。
[0014]进一步地，所述电路板包括控制电路板，所述控制电路板分别与所述Z轴运动总成和所述XY轴运动总成电路连接。
[0015]进一步地，所述电路板还包括PID热温控制电路板，所述PID热温控制电路板与所述柱体内的热电偶感应头相连，用于实时获取熔料池的温度；所述PID热温控制电路板还与所述控制电路板相连，用于反馈PID热温控制电路板的工作状态。
[0016]进一步地，所述3D打印装置还包括显示面板，所述显示面板与所述电路板连接，用于接收电路板数据并进行实时显示。
[0017]本专利技术的有益效果是：在熔料池内设置有密集的柱体，采用加热感应线圈产生交变磁场，利用磁场的交变性和金属材料遇到交变磁场后自身产生涡流并发热的特性，使得熔料池内的空间可以被快速并均匀的加热升温。
[0018]采用大幅面多喷头的喷嘴总成结构和在XY幅面内的小行程运动结构，在大幅面高速打印应用上大大提高了打印的可行性打印效率；省去了传统幅面3D打印时一个喷头满幅面跑的局面，因为减少了运动干扰，层与层之间的层纹控制更为易于实现；
[0019]幅面喷头体的熔料池采用开放式熔料，可以针对线性耗材和颗粒耗材实现兼容。打印成型过程中的耗材选择更为宽泛，耗材成本也大大降低。
附图说明
[0020]其中：
[0021]图1是本专利技术3D打印装置的结构示意图。
[0022]图2是本专利技术壳体的结构示意图。
[0023]图3是本专利技术Z轴运动总成的结构示意图。
[0024]图4是本专利技术Z轴总动总成的连接示意图。
[0025]图5是本专利技术XY轴运动总成的连接示意图。
[0026]图6是本专利技术幅面喷头体的结构示意本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有热管理功能的高速幅面成型的3D打印装置，包括壳体、嵌入所述壳体内的幅面喷头体、控制所述幅面喷头体沿所述壳体高度方向运动的Z轴运动总成、控制所述幅面喷头体沿所述壳体长度方向或宽度方向运动的XY轴运动总成、电路板，其特征在于，所述幅面喷头体包括金属制成的熔料池、围合于所述熔料池外侧的加热感应线圈、连接于所述熔料池底部的且带有多个喷嘴的喷嘴总成；所述熔料池内设置有多个金属柱体；所述电路板控制所述加热感应线圈流经交变电流以在所述熔料池内产生交变磁场并使得所述熔料池内部空间被同时加热。2.根据权利要求1所述的具有热管理功能的高速幅面成型的3D打印装置，其特征在于，所述幅面喷头体还包括安装壳体；所述安装壳体为底部开口、内部带有空腔的矩形阶梯结构；所述熔料池的外侧围合加热感应线圈、底部连接喷嘴总成、并整体嵌入所述安装壳体内部。3.根据权利要求1所述的具有热管理功能的高速幅面成型的3D打印装置，其特征在于，所述熔料池为上下开口的矩形结构，内部设置有多个呈矩阵排列的柱体；所述柱体内部嵌装有与所述电路板连接的热电偶感应头。4.根据权利要求3所述的具有热管理功能的高速幅面成型的3D打印装置，其特征在于，所述熔料池内还设置有均匀排列的横条，所述横条连接于所述熔料池的内表面两侧；所述柱体均匀布置于所述横条上。5.根据权利要求1所述的具有热管理功能的高速幅面成型的3D打印装置，其特征在于，所述喷嘴总成包括喷嘴、电磁阀和基座；所述基座的边沿向上弯折形成翻边，所述翻边用于卡合所述熔料池的底部；所述基座上开设有多个贯穿孔，所述贯穿孔的底部连接所述喷...
【专利技术属性】
技术研发人员：李峰斌，陈晓海，
申请(专利权)人：深圳市极光创新科技股份有限公司，
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。