[實(shí)用新型]風(fēng)冷一體式并聯(lián)臂三維打印機(jī)的冷卻打印裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520685572.8
• 申請日: 2015-09-07
• 公開（公告）號: CN204914368U
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳永方;王震虎;劉揚(yáng);陳幫軍
• 申請（專利權(quán)）人: 黃河科技學(xué)院
• 主分類號: B29C35/16
• 分類號: B29C35/16
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于三維成型技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)冷一體式并聯(lián)臂三維打印機(jī)的冷卻打印裝置。

背景技術(shù)

三維打印技術(shù)，是以計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)模型為藍(lán)本，通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng)，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細(xì)胞組織等特殊材料進(jìn)行逐層堆積黏結(jié)，最終疊加成型，制造出實(shí)體產(chǎn)品。三維打印將三維實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€(gè)二維平面，通過對材料處理并逐層疊加進(jìn)行生產(chǎn)，大大降低了制造的復(fù)雜度。這種數(shù)字化制造模式直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中便可生成任何形狀的零件。熔融沉積造型(FDM)技術(shù)是三維打印技術(shù)中的一個(gè)主流技術(shù)，F(xiàn)DM技術(shù)是將CAD模型分為一層層極薄的截面，生成控制三維打印機(jī)噴嘴移動軌跡的二維幾何信息。三維打印機(jī)的加熱頭把熱熔性材料（ABS樹脂、尼龍、蠟等）加熱到臨界狀態(tài)，呈現(xiàn)半流體性質(zhì)，在計(jì)算機(jī)控制下，沿CAD確定的二維幾何信息運(yùn)動軌跡，擠出頭將半流動狀態(tài)的材料擠壓出來，凝固形成輪廓形狀的薄層。當(dāng)一層完畢后，通過垂直升降系統(tǒng)降下新形成層，進(jìn)行固化。這樣層層堆積粘結(jié)，自下而上形成該模型的三維實(shí)體。

應(yīng)用FDM技術(shù)的三維打印機(jī)的關(guān)鍵問題之一是成型精度問題，影響成型精度的因素有很多，包括機(jī)架強(qiáng)度、傳動穩(wěn)定性以及對熱熔性材料進(jìn)行冷卻的問題等。機(jī)架強(qiáng)度不足會導(dǎo)致打印機(jī)在工作過程中出現(xiàn)裝配尺寸的變化，對成型精度造成影響；強(qiáng)度不足還會導(dǎo)致傳動穩(wěn)定性不高，打印頭行走過程中機(jī)架出現(xiàn)震動，使打印精度降低；熱熔性材料經(jīng)擠出頭擠出后冷卻太慢，會出現(xiàn)熱熔性材料被重力自然拉長，導(dǎo)致打印出來的模型出現(xiàn)變形的問題。所以，為提高打印精度，亟需對現(xiàn)有的三維打印機(jī)進(jìn)行改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、強(qiáng)度高、傳動穩(wěn)定性好、縮短熱熔性材料冷卻時(shí)間、提升打印精度的風(fēng)冷一體式并聯(lián)臂三維打印機(jī)的冷卻打印裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：風(fēng)冷一體式并聯(lián)臂三維打印機(jī)的冷卻打印裝置，其特征在于：包括呈正三角形結(jié)構(gòu)的底座，底座上在三個(gè)頂角處分別垂直設(shè)有三根支撐柱，三根支撐柱頂部水平設(shè)有安裝板，安裝板上設(shè)有原料擠出機(jī)，每根支撐柱內(nèi)側(cè)沿垂直方向滑動設(shè)有滑車，每個(gè)滑車內(nèi)側(cè)均鉸接有相同結(jié)構(gòu)的并聯(lián)臂，并聯(lián)臂的下端鉸接有擠出工作臺，擠出工作臺的中心處設(shè)有擠出頭，擠出頭的進(jìn)口端通過原料管與原料擠出機(jī)的出料口連接，擠出頭外部包裹有加熱器；擠出工作臺底部一側(cè)通過連接板連接有冷風(fēng)發(fā)生器；

冷風(fēng)發(fā)生器包括渦輪風(fēng)機(jī)、殼體和半導(dǎo)體制冷片，半導(dǎo)體制冷片設(shè)在殼體內(nèi)，半導(dǎo)體制冷片的制冷面連接有位于殼體內(nèi)的內(nèi)散熱片，半導(dǎo)體制冷片的制熱面連接有伸出殼體的外散熱片，殼體外設(shè)有對外散熱片進(jìn)行散熱的散熱風(fēng)扇，殼體的一側(cè)與渦輪風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口連接，殼體的另一側(cè)連接有導(dǎo)風(fēng)罩，導(dǎo)風(fēng)罩的出口連接有冷卻噴嘴，冷卻噴嘴的出風(fēng)口朝向擠出頭的出口，冷卻噴嘴上部與連接板固定連接；

底座側(cè)部設(shè)有電控裝置，電控裝置分別與原料擠出機(jī)、加熱器、渦輪風(fēng)機(jī)和半導(dǎo)體制冷片連接。

采用上述技術(shù)方案，風(fēng)冷一體式并聯(lián)臂三維打印機(jī)的支撐柱與滑車之間設(shè)有直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，支撐柱中部沿垂直方向設(shè)有滑道，支撐柱內(nèi)側(cè)沿垂直方向設(shè)有與滑道連通的導(dǎo)向孔，直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括與滑車連接的連接座，連接座上設(shè)有位于滑道內(nèi)的永磁鐵和光柵讀數(shù)頭，支撐柱上沿滑道內(nèi)壁自上而下設(shè)有與光柵讀數(shù)頭對應(yīng)的光柵標(biāo)尺以及與永磁鐵位置對應(yīng)的感應(yīng)線圈；電控裝置還與直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接。所述底座上設(shè)有位于三根支撐柱之間的固定板。

風(fēng)冷一體式并聯(lián)臂三維打印機(jī)的以上技術(shù)方案具有以下有益效果：

1、每根支撐柱與對應(yīng)滑車之間設(shè)置的直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)采用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動，滑車上下移動更平穩(wěn)，從而確保并聯(lián)臂帶動擠出工作臺運(yùn)行更加平穩(wěn)，另外采用光柵讀數(shù)頭與光柵標(biāo)尺對應(yīng)的定位讀數(shù)結(jié)構(gòu)，打印結(jié)果更精準(zhǔn)。

2、冷風(fēng)發(fā)生器與擠出工作臺之間采用一體式結(jié)構(gòu)，使得整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，使得產(chǎn)生的冷氣很快能吹到擠出頭出口部位，并且省去了風(fēng)管，冷風(fēng)不會通過較長的風(fēng)管與外界進(jìn)行熱交換，從而提高冷卻效率和效果。半導(dǎo)體制冷片的制冷面產(chǎn)生的冷氣通過內(nèi)散熱片進(jìn)行擴(kuò)散，經(jīng)渦輪風(fēng)機(jī)的吹拂，冷氣依次通過導(dǎo)風(fēng)罩和冷卻噴嘴噴向擠出頭的出口處，擠出頭將半流動狀態(tài)的材料擠壓出來，經(jīng)冷風(fēng)的強(qiáng)力冷卻，迅速凝固形成輪廓形狀的薄層。這樣就避免冷卻時(shí)間過長，導(dǎo)致熱熔型材料由于自身重力作用產(chǎn)生變形的情況發(fā)生。半導(dǎo)體制冷片的制熱面所產(chǎn)生的熱量經(jīng)外散熱片的散熱并經(jīng)散熱風(fēng)扇的吹拂，散熱效果大大增強(qiáng)。