[發明專利]對流雙循環3D打印機

有效

• 申請號: 201610339605.2
• 申請日: 2016-05-19
• 公開（公告）號: CN105818391B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 關雷;史子木;蔡承宇
• 申請（專利權）人: 浙江工貿職業技術學院
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/20;B29C64/321;B22F3/00;B29C35/16;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 溫州名創知識產權代理有限公司33258
• 代理人: 陳加利

技術領域

本發明涉及一種打印設備，具體涉及一種對流雙循環3D打印機。

背景技術

3D打印機又稱三維打印機，是一種累積制造技術，即快速成形技術的一種機器，它是一種以數字模型文件為基礎，運用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過打印一層層的粘合材料來制造三維的物體，現階段廣泛應用于制造產品。

現有的3D打印機包括安裝架、擠出裝置、移位裝置及加工平臺，移位裝置設置于安裝架并驅動擠出裝置相對安裝架沿橫向、縱向及豎向移動，加工平臺設置于安裝架并位于擠出頭下方，其中，擠出裝置包括擠出支架、加熱機構及擠出管道，擠出管道豎向設置于擠出支架，擠出管道內設置有供線形打印材料通過的擠出通道，加熱機構圍繞設置于擠出管道的下端，線形打印材料從擠出管道上端進入擠出通道并到達擠出管道下端時被加熱機構所融化至膠狀，被后方的線形打印材料繼續擠壓至擠出管道外，由于線形打印材料與擠出通道之間存在間隙，部分融化呈膠狀的打印材料會從該間隙內逆流，在逆流過程中逐漸冷卻形成較長的圍繞線形打印材料的廢料層，該廢料層與后方進入擠出通道的線形打印材料產生摩擦阻礙正常進料；而采用風機冷卻時，單方向的氣流影響出料口的準確出料，影響加工精度。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種充分冷卻且不影響加工精度的對流雙循環3D打印機。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：包括安裝架、擠出裝置、移位裝置及加工平臺，所述的移位裝置設置于安裝架并驅動擠出裝置相對安裝架沿橫向、縱向及豎向移動，所述的加工平臺設置于安裝架并位于擠出頭下方，所述的擠出裝置包括擠出支架、加熱機構及擠出管道，所述的擠出管道豎向設置于擠出支架，所述的擠出管道內設置有供線形打印材料通過的擠出通道，所述的加熱機構圍繞設置于擠出管道的下端，其特征在于：還包括冷卻裝置，所述的冷卻裝置包括內冷卻機構、外冷卻機構及風扇，所述的擠出支架包括安裝板，所述的擠出管道的下端穿過安裝板并與安裝板的下端面呈對齊設置，所述的外冷卻機構包括固定于安裝板上方并圍繞擠出管道及加熱機構設置的外循環套，所述的外循環套與加熱機構及擠出管道之間設置有環狀的外循環腔，該外循環腔延伸至安裝板下端面將外循環腔的底部與外界相聯通，所述的風扇相對擠出管道的中心軸分別對稱設置于外循環套壁內，所述風扇將外循環腔的頂部與外界相聯通，所述的內冷卻機構包括位于外循環套內并圍繞擠出管道設置的內循環套，所述的內循環套固定于加熱機構上方，所述的內循環套與擠出管道之間設置有內循環腔，所述的內循環套開設還有將外循環腔與內循環腔聯通的循環氣孔，所述的風扇與循環氣孔相對設置。

通過采用上述技術方案，將擠出管道移位至安裝板上面，使下方噴料的高度更高，所打印產品的加工范圍更大，外循環腔相當于靜壓箱，使給予出料管道下端冷卻的氣流相對擠出管道平行且穩定，風扇在冷卻逆流的打印材料的同時也用于加速冷卻需要成型的打印材料，保證風扇形成的氣流不會直接沖擊呈半膠狀的打印材料，導致打印成品精度下降，同時，氣流從外循環腔底部流出，經外界冷卻，重新從外循環腔頂部流入，而內循環腔合理利用進入其內的氣流，迅速冷卻形成最小長度的廢料層，從而降低廢料層與線狀打印材料之間的接觸面積，即降低兩者之間的摩擦力，避免由于摩擦力過大造成阻塞，從而保證擠出管道的進料舒暢，由于氣流呈螺旋狀，循環氣孔兩側的半圓形使氣流更利于進入及排除，且該種結構的循環氣孔在保證盡可能大的開口面積的同時也保證了內循環套的強度，一部分熱量由內循環套進行傳導，另一部分由風扇產生的氣流在氣流腔循環傳導，兩者配合進行快速傳導，加速冷卻效果。

本發明進一步設置為：所述的內循環腔內沿豎向等距設置有若干個傳熱隔板，該傳熱隔板將內循環腔沿豎向等分為若干個氣流分腔，所述的循環氣孔與各氣流分腔對應設置。

通過采用上述技術方案，傳送隔板縮小氣流腔的體積，增加氣流分腔的氣流循環效率，且增加金屬傳導熱量的面積，單位時間內金屬能散發更多熱量。

本發明進一步設置為：所述的內循環套相對各氣流分腔的內周面的豎向截面為呈向外側凸起的弧形面。

通過采用上述技術方案，弧形面可以讓氣流腔內形成螺旋狀氣流，使氣流單位面積接觸熱交換面積更大，進一步增加熱交換的效率。

本發明進一步設置為：所述的循環氣孔的形狀由中部的矩形及兩側的半圓形組成，所述的循環氣孔沿內循環套周向等距設置于內循環套外周面。

通過采用上述技術方案，由于氣流呈螺旋狀，循環氣孔兩側的半圓形使氣流更利于進入及排除，且該種結構的循環氣孔在保證盡可能大的開口面積的同時也保證了套環的強度。