储能回抽行星齿轮双色三维打印推料装置制造方法及图纸

储能回抽行星齿轮双色三维打印推料装置，属于机械构造领域；构造包括：推料电机、太阳齿轮、行星支架、行星齿轮、定轴推料轮、行星轴推料轮、摩擦板、储能弹簧、弹簧固定端；摩擦板与行星齿轮之间摩擦力矩的获得是通过：在行星轴上加装推力弹片或是在摩擦板与行星齿轮之间加装摩擦片来实现；还使用了2个独立弹力的储能弹簧来顺时针及反时针推动摩擦板限位柱，使得储能弹簧的行程，被限制在行星架对称轴线的半区之内，2根弹力反向的储能弹簧会同时约束其处于平衡位置状态，可以被广泛用于双色FDM‑3D打印机中。

【技术实现步骤摘要】

[]本专利技术属机械制造领域，特别涉及一种单一电机驱动的双通道fdm--3d打印机挤出装置。

技术介绍

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技术介绍
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1、本专利技术是针对fdm-3d打印技术：详称熔融沉积成型(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。

2、fdm-3d打印机基本构造与运行原理表述为：

3、主要包括送料机构，运载挤出机的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。工作情况如下：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-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"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。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arduino mega 2560主控板，ramps 1.4拓展板以及步进电机驱动板。打印机的软件部分包括：下位机软件和切片软件(上位机)marlin固件为自由软件，可以直接用来做软件开发，只需要在arduino ide软件中下载完固件，找到marlin固件中的configuration.h文件，可根据自己的需要来修改相关的代码内容。

4、挤出机核心的部件，包括挤出部分及供料器；

5、挤出部分结构为：喉管、加热金属体、加热棒及温度传感器等部件，将塑料丝经过喉管的入口端挤入导向，到达金属块喷口区域加热，在后续进丝的(活塞)压力下从喷口挤出到打印台上,挤出机的喉管由导热性能差的不锈钢制造，喉管内部衬铁氟龙管或涂层，散热片和风扇是为了降低喉管的温度，能大大改善堵头问题。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。喷口直径常见有：0.2mm，0.3mm，0.4mm，0.5mm。挤出机也发展出了有2进1出、3进1出，甚至5进1出机型，由于融料腔相对简单且较大，导致换色缓慢；且对于混合色挤出时，混色都不够均匀。代表性的尝试先驱是richardhorne，他是通过修改挤出机的脉冲当量来完成混合挤出的。例如一个正常的挤出机是90个脉冲为一毫米。如果是三组混合总量就是原先总量的3倍。richardhorne通过将挤出机1的脉冲设置为45个脉冲每毫米，挤出机2的脉冲设置为45个脉冲每毫米，挤出机3的脉冲设置为45个脉冲每毫米；而且richard horne使用的repetier固件可以在eeprom中修改脉冲当量。通过红色、黄色和蓝色塑料丝，通过融合黄色和蓝色产生绿色，融合红色和蓝色产生紫色。richrap的工作原理更像是扎染(织物在染色时部分结扎起来使之不能着色的一种染色方法)，颜色并不是真正意义上的混合，而是以一种颜色之间是有距离的“牙膏效应”混合(主动混色尽管有效，但结构及止漏料一直困扰)。

6、供料器部分也是挤出机总成的核心之一：常用的结构是由送料电机直接驱动齿轮，配合惰轮或齿轮，利用齿的摩擦推力将料丝挤入喉管，的单路推料结构。对于多路选择供料器的发展，近些年来，为实现多材料的fdm-3d切换打印，包括由加拿大及josefpra创建的prusa 3d团队进行了产品尝试，2家都使用了机械料丝切换的概念，加拿大团队的是4选1并进行热熔焊接连接，机械结构相对复杂；prusa 3d团队的则是5选1冷对接，是将5路独立的送丝电机排成1排送丝，另一个在丝杠驱动下直线移动的选丝口选择性的对接各路料丝的出口，同时离移前还需要择机切断料丝；prusa 3d团队在2019年fdm多色3d打印机综述中名列前茅，随后也根据大量prusa用户的反馈而进行了一些升级：如新prusa i3 mk3s 3d打印机和mmu2s多材料挤出机的设计改进型；加拿大团队于2019年淡出中国市场(广州总代理：稻楚科技主动退出)。

7、加拿大及prusa 3d团队的2款类似的选料机构都有2大缺点：首先是换料时间无法准确，需要很长的过度时间来更换物料，造成打印时间的严重拖长；加拿大机构的热熔焊接的连接处往往庞大，超出1.75的料丝的直径而堵塞通道，prusa 3d团队的料丝切面问题导致卡料，为此在2020年还进行了改进；其实，机构复杂及可靠性很差，才更是原理性的共同问题。

8、目前双通道挤出机现状及缺陷:

9、目前的双通道挤出机都是使用各自独立的电机驱动独立的料丝(要么是独立2套单喷头的挤出机；要么是2进一出)，进入融料腔混合挤出。对于非混合的切换使用的情况下，2路电机轮流工作，就器件的工作效率而言：驱动电机的效能没有被充分发挥。

技术实现思路

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技术实现思路
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1、本专利技术目的：本专利技术的目的是克服现有技术中的料丝的回抽动力不足，在建立在单电机的行星齿轮驱动的基础上，开发可靠而简单的回抽构造。

2、本专利技术特点：构造简单成熟、回抽运行可靠。

3、本专利技术的技术方案：

4、储能回抽行星齿轮双色三维打印推料装置包本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.储能回抽行星齿轮双色三维打印推料装置，构造包括：推料电机、太阳齿轮、行星支架、行星齿轮、定轴推料轮、行星轴推料轮、摩擦板、储能弹簧、弹簧固定端；基本安装关系：结构板是用于连接包括定轴推料轮及推料电机部件连接件；推料电机轴直接连接着太阳齿轮、行星支架；而行星齿轮、行星轴推料轮、摩擦板、储能弹簧、弹簧固定端均被安装在行星支架上；具体为：推料电机的轴作为太阳轴，直接驱动安装在轴端上的太阳齿轮；行星支架被太阳轴的回转中心约束着，行星齿轮被装配在行星支架上，与太阳齿轮齿合，并能绕着行星轴自由转动；2个推料轮被安装在结构体上，并被安装在导料孔的通道路经上，行星轴推料轮被同轴且刚性连接安装在行星齿轮上，太阳齿轮齿的转动将使得2个行星轴推料轮轮流靠紧2个推料轮，用以夹紧并推送料丝；行星轴推料轮是行星齿轮与行星轴推料轮同轴刚性复合而成，行星轴推料轮与推料轮之间靠摩擦力加紧并驱动料丝的；一般来说，行星轴推料轮被带有动力，而推料轮被作为惰轮，起到辅助压紧料丝的作用，不带有动力，该定轴推料轮上是单一的压料丝的压紧轮或复合有同轴刚性连接的与行星齿轮齿合的齿轮；加装同轴并刚性连接的同轴齿轮，与行星齿轮齿合；基本工作原理：当推料电机顺时针转动时，也将带动行星支架进行顺时针转动，使得行星轴推料轮逆时针转动，并靠向左侧的推料轮，而夹注2轮之间的料丝，向下推料；在向下推料的过程中，摩擦板与行星齿轮或行星轴推料轮之间摩擦力矩的获得是通过，在行星轴上加装推力弹片，推力弹片的一面接触行星支架，另一面接触摩擦板，或是在摩擦板与行星齿轮或行星轴推料轮之间加装摩擦片来实现，或者使用摩擦片的自身弹性来省略推力弹片；而逆时针转动，将迫使储能弹簧产生形变，而存储并保持势能；当推料电机改变转动方向，突然反时针转动时，就是FDM-3D打印的回抽动作，所存储的将被释放，储能弹簧的弹力将通过摩擦板顺时针方向推行星轴推料轮动反向转动，同时还将保持行星支架的顺时针方向旋转力矩，在储能弹簧产生形变被恢复之前，行星轴推料轮将继续靠紧推料轮，以配合完成回抽过程，之后推料电机继续顺时针转动，接续推料，储能弹簧具有预应力，这样回抽过程才稳定一致；另外，当左侧料丝的打印完毕需要切换到右侧料丝的打印时，就将推料电机由顺时针转动变为逆时针转动，在储能弹簧产生形变被恢复之后，将进行右侧料丝的打印；

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【技术特征摘要】

1.储能回抽行星齿轮双色三维打印推料装置，构造包括：推料电机、太阳齿轮、行星支架、行星齿轮、定轴推料轮、行星轴推料轮、摩擦板、储能弹簧、弹簧固定端；基本安装关系：结构板是用于连接包括定轴推料轮及推料电机部件连接件；推料电机轴直接连接着太阳齿轮、行星支架；而行星齿轮、行星轴推料轮、摩擦板、储能弹簧、弹簧固定端均被安装在行星支架上；具体为：推料电机的轴作为太阳轴，直接驱动安装在轴端上的太阳齿轮；行星支架被太阳轴的回转中心约束着，行星齿轮被装配在行星支架上，与太阳齿轮齿合，并能绕着行星轴自由转动；2个推料轮被安装在结构体上，并被安装在导料孔的通道路经上，行星轴推料轮被同轴且刚性连接安装在行星齿轮上，太阳齿轮齿的转动将使得2个行星轴推料轮轮流靠紧2个推料轮，用以夹紧并推送料丝；行星轴推料轮是行星齿轮与行星轴推料轮同轴刚性复合而成，行星轴推料轮与推料轮之间靠摩擦力加紧并驱动料丝的；一般来说，行星轴推料轮被带有动力，而推料轮被作为惰轮，起到辅助压紧料丝的作用，不带有动力，该定轴推料轮上是单一的压料丝的压紧轮或复合有同轴刚性连接的与行星齿轮齿合的齿轮；加装同轴并刚性连接的同轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴小平，罗天珍，吴艳丽，
申请(专利权)人：深圳唯创技术发展有限公司，
类型：新型
国别省市：