[發(fā)明專利]一種基于螺桿旋轉連續(xù)擠出的3D打印機

無效

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• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN103978691A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設計）人: 余金文;凌毅
• 申請（專利權）人: 余金文;凌毅
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳燕嫻

技術領域

本發(fā)明涉及3D打印機，具體涉及一種基于螺桿旋轉連續(xù)擠出的3D打印機。

背景技術

3D打印是目前一種被廣泛應用的快速成型技術，其成型工藝原理是：首先建立目標零件的計算機三維模型，然后用軟件將三維模型進行分層切片處理，得到每一個加工層面的數(shù)據(jù)信息，在計算機控制下，根據(jù)切片層面信息進行疊層增材制造，完成目標加工的制造。3D打印的優(yōu)勢在于不受零件形狀復雜程度的限制，不需要任何的工裝模具，速度快，效率高，能夠實現(xiàn)自由形狀實體的自動化制造，正在受到越來越廣泛的重視。

3D打印目前有幾種不同的主要技術，分別是FDM(熔融沉積成型)、SLA(立體光固化成型法)、SLS(選擇性激光燒結)、LOM(疊層實體制造)、3DP(三維打印)。FDM使用的打印材料是ABS、PLA熱熔性線材，SLA使用的打印材料是液態(tài)光敏樹脂，SLS使用的打印材料是熱熔性粉末材料，如尼龍12及其復合材料及金屬粉末材料，LOM使用的打印材料是紙張或金屬箔材，3DP使用的打印材料主要是石膏粉及著色劑。上述的這幾種3D打印機雖然可以完成打印工作，但存在以下缺陷：1、當使用上述的打印機進行打印作業(yè)時，打印材料的選擇局限性比較大，且用戶自己無法對打印材料進行改進，如無法添加抗菌劑等改進材料，這將達不到用戶的特定需求；2、上述的3D打印技術中的FDM打印機，輸送打印材料的穩(wěn)定性差及連續(xù)性差，造成擠出材料時不穩(wěn)定，打印效果差；3、同一臺3D打印機不能使用多種不同的材料，如FDM只能使用熱熔性線材，SLS只能使用熱熔性粉末材料，而無法使用粘稠狀液態(tài)熱固性材料，故材料的通用性差，無法滿足用戶的不同需求。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了克服以上現(xiàn)有技術存在的不足，提供了一種結構簡單、合理，可使用多種打印材料，穩(wěn)定性好的基于螺桿旋轉連續(xù)擠出的3D打印機。

本發(fā)明的目的通過以下的技術方案實現(xiàn)：本基于螺桿旋轉連續(xù)擠出的3D打印機，包括殼體、擠出機構、升降機構、工作平臺和滑軌，所述工作平臺通過滑軌安裝于殼體內的下部，所述擠出機構通過升降機構安裝于殼體內，且所述擠出機構位于工作平臺上方；

所述擠出機構包括機筒、電機、加料斗和至少一根螺桿，所述機筒包含輸送部、過渡部和擠出部，所述輸送部、過渡部和擠出部自物料移動方向依次連接；所述輸送部和電機均安裝于升降機構，所述螺桿安裝于輸送部的內腔，且所述螺桿的一端與電機的轉軸連接，所述加料斗安裝于輸送部上。利用螺桿旋轉穩(wěn)定的特性，這可提高輸送打印材料的穩(wěn)定性和連續(xù)性。

優(yōu)選的，為提高穩(wěn)定性和可靠性，所述輸送部呈直線狀，所述輸送部內設有與螺桿匹配的內腔，且所述輸送部水平安裝于殼體內；所述過渡部呈彎曲狀；所述擠出部呈倒圓錐狀，且所述擠出部相對于殼體底面垂直設置。輸送部呈現(xiàn)直線狀，且水平設置，這有利于保證輸送打印材料的穩(wěn)定性，保證打印的質量；而過渡部用于改變打印材料的運動方向，即將水平方向移動的打印材料轉變成垂直方向移動的打印材料；而擠出部呈倒圓錐狀，即類似漏斗結構，擠出部的內腔尺寸上大下小，這有利于打印材料被準確、穩(wěn)定的擠出至工作平臺上。

優(yōu)選的，所述擠出部的噴頭出口呈圓形、橢圓形或扁平形。噴頭出口的形狀可根據(jù)客戶的需求而決定。同時擠出部與過渡部的連接采用可拆式連接，如擠出部與過渡部使用螺紋連接，則可根據(jù)打印作業(yè)時的需求隨時更換具有不同形狀噴頭出口的擠出部。

優(yōu)選的，為更進一步增加打印材料的使用范圍及為讓打印材料混合更均勻，所述輸送部、過渡部和擠出部均套有加熱圈。將打印材料加熱至熔融狀態(tài)，可保證打印材料混合均勻，提高打印質量；同時如果向打印材料中加入了添加劑，加熱可使添加劑更均勻的混入打印材料中，進一步提高打印質量。

優(yōu)選的，所述加熱圈的數(shù)量有5個，其中3個所述加熱圈均勻套于輸送部，剩下2個加熱圈分別套于過渡部和擠出部。使用多個加熱圈，這保證打印材料被均勻加熱，避免局部受熱。

優(yōu)選的，所述螺桿的數(shù)量為一根。

優(yōu)選的，為使打印材料混合更充分，輸送更穩(wěn)定，所述螺桿的數(shù)量為2根，2根所述螺桿具體為主動螺桿和從動螺桿，所述主動螺桿的一端與電機的轉軸連接，所述主動螺桿和從動螺桿嚙合。

優(yōu)選的，為了同時打印不同顏色或者不同類型的材料，所述擠出機構和升降機構均有2套，且2套所述擠出機構分別通過2套升降機構對稱安裝于殼體內。