[發(fā)明專利]帶有多路摩擦送料系統(tǒng)的彩色FDM-3D打印機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610292930.8
• 申請(qǐng)日: 2016-05-04
• 公開（公告）號(hào): CN106696253B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市人彩科技有限公司
• 主分類號(hào): B29C64/118
• 分類號(hào): B29C64/118;B29C64/321;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

帶有多路摩擦送料系統(tǒng)的彩色FDM?3D打印機(jī),屬于機(jī)械領(lǐng)域,供料主軸轉(zhuǎn)動(dòng)使得加于在滑輪(6)劈尖夾角內(nèi)的料絲被推出,料絲的摩擦力由滑輪劈尖角度、膠質(zhì)滑輪(9)的壓力因素決定；當(dāng)某一料絲物料擠出機(jī)組件的存儲(chǔ)物料已經(jīng)滿時(shí),熔融存儲(chǔ)腔的飽和壓力促使料絲無法繼續(xù)進(jìn)入,料絲停止移動(dòng)(送料停止),其結(jié)果是:要么料絲相對(duì)于滑輪劈尖產(chǎn)了相對(duì)滑動(dòng),要么2片摩擦片對(duì)滑輪之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)；與物料擠出機(jī)組件的協(xié)同工作過程為:設(shè)定參數(shù)最好是選擇2片摩擦片對(duì)滑輪之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)；由于摩擦片可以常態(tài)摩擦運(yùn)動(dòng)；符合使用壽命要求。

[所屬領(lǐng)域]

本發(fā)明屬于機(jī)械領(lǐng)域，確切的講是一種利用摩擦片允許滑差的絲狀耗材產(chǎn)生推力的供料裝置及其彩色FDM-3D打印機(jī)。

[技術(shù)背景]

熔融沉積成型(Fused Deposition Modeling,FDM)快速成型工藝是將各種絲材(如工程塑料ABS、聚碳酸酯PC等)加熱熔化進(jìn)而堆積成型方法，簡(jiǎn)稱FDM。大部分FDM快速成型技術(shù)可采用的成型材料很多，如改性后的石蠟、(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)、尼龍、橡膠等熱塑性材料，以及多相混合材料，如金屬粉末、陶瓷粉末、短纖維等與熱塑性材料的混合物。其中PLA(聚乳酸)具有較低的收縮率，打印模型更容易塑形，以及可生物降解等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)今大多數(shù)桌面FDM型3D打印機(jī)均采用這種材料。

FDM：熔融沉積成型技術(shù)是，熔融沉積成型工藝(Fused Deposition Modeling，F(xiàn)DM)是繼LOM工藝和SLA工藝之后發(fā)展起來的一種3D打印技術(shù)。該技術(shù)由Scott Crump于1988年發(fā)明，隨后Scott Crump創(chuàng)立了Stratasys公司。1992年，Stratasys公司推出了世界上第一臺(tái)基于FDM技術(shù)的3D打印機(jī)——“3D造型者(3D Modeler)”，這也標(biāo)志著FDM技術(shù)步入商用階段。

FDM成型原理相對(duì)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)部分包括:XOY軸平面尋址行走機(jī)械系統(tǒng)、Z軸垂直尋址行走機(jī)械系統(tǒng)、擠出機(jī)組件、送料系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、打印物件承載臺(tái)及操作面板等部分.

打印之前FDM 3D打印機(jī)內(nèi)置軟件自動(dòng)讀取3D模型數(shù)據(jù)并將其分層,分層之后，經(jīng)過高溫熔化的液態(tài)通過擠出機(jī)的噴口擠出，擠出后遇冷迅速凝結(jié)固化，然后通過擠出機(jī)在平面上的擺動(dòng)以及打印板向下位移形成立體實(shí)物。

3D打印需要經(jīng)過3D掃描、3D建模的過程，最終完成3D打印成品。當(dāng)然，基于FDM成型技術(shù)的3D打印機(jī)也不例外。除去3D掃描、3D建模過程，就3D打印本身而言，F(xiàn)DM成型技術(shù)一般經(jīng)過以下環(huán)節(jié)。首先FDM軟件對(duì)3D模型數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、分層，生成打印路徑以及支撐路徑。其次，擠出機(jī)和打印平臺(tái)會(huì)升至3D模型設(shè)置的溫度。

最后，打印過程中，擠出機(jī)在平面上的位移以及打印平臺(tái)上下位移會(huì)形成一個(gè)三維空間，擠出機(jī)和打印平臺(tái)根據(jù)生成的路徑進(jìn)行打印。在打印過程中，擠出機(jī)完成一個(gè)平面上的打印任務(wù)后，打印平臺(tái)自動(dòng)下降一層，擠出機(jī)繼續(xù)打印。循環(huán)往復(fù)直至成品的完成。

在打印過程中，插入擠出機(jī)的線材會(huì)迅速融化，通過擠出機(jī)擠出瞬間凝結(jié)。擠出機(jī)溫度較高，根據(jù)材料的不同以及模型設(shè)計(jì)溫度的不同，擠出機(jī)的溫度相對(duì)也不同。為了防止打印物體翹邊等問題的出現(xiàn)打印平臺(tái)一般為加熱，打印平臺(tái)上一般覆蓋粘貼紙以便于打印成品的剝離。

熔融沉積成型的原理如下：先是向計(jì)算機(jī)輸入切片文件(截面輪廓信息),切片的厚度一般選取為:0.1-0.6毫米之間；加熱噴頭在計(jì)算機(jī)的控制下，根據(jù)產(chǎn)品零件的(切片)截面輪廓信息，作X-Y平面運(yùn)動(dòng)，熱塑性絲狀材料由供絲機(jī)構(gòu)送至熱熔噴頭，并在噴頭中加熱和熔化成半液態(tài)，然后被擠壓出來，有選擇性的涂覆在工作臺(tái)上，快速冷卻后形成一層大約0.127mm厚的薄片輪廓。一層截面成型完成后工作臺(tái)下降一定高度，再進(jìn)行下一層的熔覆，好像一層層畫出截面輪廓，如此循環(huán)，最終形成三維產(chǎn)品零件。

目前的FDM-3D技術(shù)與精雕技術(shù)(CNC)的結(jié)合還沒有一個(gè)在成本，效果能盡善盡美的方案。

下面通過,以開源軟件的版本為例對(duì)切片的程序操作進(jìn)行說明: