[實(shí)用新型]一種可控式靜電紡絲三維打印裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320735276.5
• 申請(qǐng)日: 2013-11-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203637190U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊衛(wèi)民;遲百宏;劉兆香;解利楊;丁玉梅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B29C67/00
• 分類(lèi)號(hào): B29C67/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種可控式靜電紡絲三維打印裝置，屬于快速成型領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著高新技術(shù)的發(fā)展，最近三維打印技術(shù)得到了研究者們的急切關(guān)注，在部份國(guó)家或地區(qū)非常火爆。三維打印技術(shù)，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。無(wú)需機(jī)械加工或任何模具，就能直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的零件，從而極大地縮短產(chǎn)品的研制周期，提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。在三維打印技術(shù)中，生產(chǎn)出的零件更加精細(xì)輕盈，并且同樣堅(jiān)固。然而，三維打印技術(shù)的打印材料不光種類(lèi)少，價(jià)格也相對(duì)較貴，打印速度相對(duì)比較慢，和成熟的工業(yè)流水線生產(chǎn)相比，不具優(yōu)勢(shì)，因此這種技術(shù)并未得到普及。

如今，靜電紡絲技術(shù)正不斷走向成熟，紡絲速度快，紡絲材料多樣且價(jià)格便宜，通過(guò)靜電紡絲法獲得纖維直徑一般在幾十納米至幾十微米之間，最小直徑可達(dá)1nm，不斷深入應(yīng)用于各行各業(yè)。因此，結(jié)合靜電紡絲技術(shù)和三維打印技術(shù)，將可獲得速度快且可控、材料多樣易得且價(jià)格便宜、可達(dá)微納米級(jí)的高精度三維模型，克服了三維打印技術(shù)的速度慢、材料貴的缺點(diǎn)，同時(shí)也開(kāi)啟了靜電紡絲技術(shù)的三維時(shí)代，兩者結(jié)合可有效制備三維模型，讓制造業(yè)供應(yīng)鏈鏈條縮短，使得設(shè)計(jì)、打印、應(yīng)用更好的整合。

針對(duì)以上分析，本實(shí)用新型提出了一種可控式靜電紡絲三維打印裝置，采用微分疊層理念，連續(xù)可控地制備精度高、材料多樣的三維立體模型，且把靜電紡絲技術(shù)和三維打印技術(shù)相結(jié)合的研究，目前還沒(méi)有見(jiàn)到有公開(kāi)的報(bào)道。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提出的一種可控式靜電紡絲三維打印裝置，結(jié)合靜電紡絲方法和三維打印理念，通過(guò)過(guò)程控制制備三維立體模型，不僅操作簡(jiǎn)單可控，還具有高精度、可多物料混合使用的優(yōu)點(diǎn)，具有很好的應(yīng)用前景。

本實(shí)用新型提供了一種可控式靜電紡絲三維打印裝置，其裝置主要包括靜電紡絲裝置、支架、豎直導(dǎo)軌、左右導(dǎo)軌、前后導(dǎo)軌、導(dǎo)軌電機(jī)、紡絲電機(jī)、運(yùn)作臺(tái)、控制系統(tǒng)、PVC基板和高壓靜電發(fā)生器，靜電紡絲裝置固定于支架上，并可左右移動(dòng)，在高壓靜電發(fā)生器所加高壓電的作用下進(jìn)行紡絲，整套裝置與外部控制系統(tǒng)相連，可以通過(guò)控制導(dǎo)軌電機(jī)使得PVC基板隨運(yùn)作臺(tái)在支架空間中沿豎直導(dǎo)軌、左右導(dǎo)軌和前后導(dǎo)軌做三維運(yùn)動(dòng)，同時(shí)調(diào)節(jié)紡絲電機(jī)使靜電紡絲裝置交替或同時(shí)運(yùn)行并調(diào)整左右距離，精確控制紡絲射流不斷層層疊加于PVC基板上，整個(gè)裝置間歇、交錯(cuò)、協(xié)調(diào)地進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，精確控制和協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，從而獲得較高精度且材質(zhì)多樣的三維立體模型。

本實(shí)用新型提供了一種可控式靜電紡絲三維打印裝置，其中靜電紡絲裝置包括柱塞、料筒、加熱圈、溫度傳感器和噴頭，整個(gè)裝置固定于支架上，將聚合物加到料筒中，加熱圈直接固定到料筒外壁，由溫度傳感器控制溫度，紡絲噴頭為單噴頭，利于單根纖射流下落路徑的控制，射流不斷下落堆積，控制系統(tǒng)適時(shí)在線控制PVC基板作三維運(yùn)動(dòng)，并保持紡絲堆積面和噴頭之間的距離約為2mm，從而精確控制紡絲射流處于半固化狀態(tài)，能夠不斷層層疊加粘結(jié)于一體，形成三維立體模型。

本實(shí)用新型提供了一種可控式靜電紡絲三維打印裝置，其靜電紡絲裝置為兩臺(tái)，也可為一臺(tái)或多臺(tái)，每臺(tái)所用材質(zhì)不同或顏色不同，所有材料能夠很好地粘結(jié)融合于一體，從而可獲得多材質(zhì)復(fù)合式模型。

本實(shí)用新型一種可控式靜電紡絲三維打印裝置，其運(yùn)作臺(tái)一方面作為靜電紡絲裝置的電極板，另一方面作為PVC基板的承載臺(tái)。運(yùn)作臺(tái)為導(dǎo)電銅板，前后導(dǎo)軌、左右導(dǎo)軌和支架的豎直部分均為絕緣耐高溫材質(zhì)做成，支架的上平板部分為耐高溫材質(zhì)做成。運(yùn)作臺(tái)可在控制系統(tǒng)的控制下沿前后導(dǎo)軌、左右導(dǎo)軌和豎直導(dǎo)軌運(yùn)轉(zhuǎn)，完成XYZ方向的三維運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，高壓靜電發(fā)生器和靜電紡絲裝置由控制系統(tǒng)控制其開(kāi)停，配合完成不同部位成型。

本實(shí)用新型一種可控式靜電紡絲三維打印裝置具有靜電紡絲高效潔凈特性，結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單，同時(shí)由控制系統(tǒng)控制整個(gè)裝置的協(xié)調(diào)運(yùn)作，操作穩(wěn)定，控制精度高，實(shí)現(xiàn)了三維立體模型的可控式快速成型，本實(shí)用新型推動(dòng)了靜電紡絲技術(shù)與其他技術(shù)的有效結(jié)合，具有很好的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型一種可控式靜電紡絲三維打印裝置的結(jié)構(gòu)示意圖的軸測(cè)圖。

圖2是本實(shí)用新型一種可控式靜電紡絲三維打印裝置的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

圖3是本實(shí)用新型中靜電紡絲裝置的剖面示意圖。