[發明專利]一種3D打印設備的正負壓供墨系統及其工作方法

在審

• 申請號: 201710039079.2
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106853689A
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 杜文軍
• 申請（專利權）人: 寧夏共享模具有限公司
• 主分類號: B29C64/20
• 分類號: B29C64/20;B29C64/321;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司32102
• 代理人: 徐素柏

技術領域

本發明涉及3D打印技術領域，特別涉及一種3D打印設備的正負壓供墨系統及其工作方法。

背景技術

近年來，3D打印技術蓬勃發展，其中以3DP即三維打印工藝技術為基礎的打印機，因其成形速度快、成形材料價格低、成形過程不需要支撐等優勢，極具大規模工業應用的潛力。

3DP打印技術與傳統噴墨打印技術類似，打印設備最關鍵的部件在于打印頭，打印頭影響著打印效率、打印質量等。與傳統噴墨打印不同的是，工業級3DP三維打印設備的打印頭打印環境惡劣，打印過程容易發生堵塞。

現有技術中，與本發明最接近的3D打印設備的供墨系統記載的名稱為“3D打印機供墨系統”的一項實用新型專利。該專利申請日期為2014年11月4日，公開（公告）號為204196455U。其公開了一種3D打印機供墨系統，它包含墨袋、水性電磁閥、二級墨盒、液位傳感器、蝶形過濾器、噴頭、墨管、氣管以及負壓。由負壓系統和二級墨盒相連對其提供一定的負壓從而控制二級墨盒內墨水的流量，來完成噴頭在工作時對墨水的需求。墨袋放在打印機的墨架上，墨水靠自重通過水性電磁閥流向二級墨盒，再通過蝶形過濾器到達噴頭。當到一定液位時，二級墨盒中的液位傳感器傳給控制板卡信號，控制板卡發出信號到水性電磁閥，水性電磁閥關閉，墨水將不會流向二級墨盒。隨著二級墨盒中墨水用量逐漸減少，液位傳感器發給板卡復位信號，控制水性電磁閥打開，墨水再次流經水性電磁閥流向二級墨盒，以此往復循環供墨。該專利提供了一種負壓供墨系統，但其忽略了長時間負壓可能造成打印頭吸附塵埃堵塞的問題，同時其敘述的墨水靠自重通過水性電磁閥流向二級墨盒的技術方案，由于未考慮墨水的粘度及液管中的氣泡等因素，無法滿足環境惡劣的工業化大規模生產需求。

發明內容

本發明針對現有技術中3DP三維打印設備中打印環境惡劣，打印頭容易堵塞的問題，提供一種3D打印設備的正負壓供墨系統，實現3D打印過程中穩定供墨的同時可對噴頭進行定期清洗，防止噴頭堵塞，延長噴頭的使用壽命。

本發明的目的是這樣實現的，一種3D打印設備的正負壓供墨系統，包括通過供墨管依次連接的液體箱、供墨泵、一級過濾器、二級過濾器、墨盒和噴頭，所述墨盒內設有液位傳感器，所述液位傳感器與供墨泵連接用于控制供墨泵的啟停以保證墨盒內供打印的墨量，所述墨盒通過兩位三通閥連接有正負壓系統，所述正負壓系統分時段為墨盒提供噴頭打印時的負壓和噴頭清洗時的正壓。

本發明的3D打印設備的正負壓供墨系統，液位傳感器適時檢測墨盒內的液位信號，并將該信號及時反饋給供墨泵，控制供墨泵適時向墨盒內加墨，以保證墨盒內打印的墨量；并且墨盒通過兩位三通閥與正壓系統和負壓系統分時段連通，以便于提供噴頭打印時的負壓和噴頭清洗時的正壓，從而保證3D打印設備的穩定供墨和適時清洗功能，以防止噴頭堵塞，提高打印質量，延長噴頭的使用壽命。

為便于實現和清洗功能，所述噴頭打印時，兩位三通閥的輸入端與負壓系統連通，所述噴頭清洗時，兩三通閥與正壓系統連通。

為便于實現墨盒對多路噴頭的供墨，所述墨盒與噴頭之間還設有分油器。

本發明的另一個目的是提供一種3D打印設備的正負壓供墨系統的工作方法，包括正壓供墨過程、負壓打印過程、正壓清洗過程；

所述正壓供墨過程中，供墨泵啟動，墨水經一級過濾器、二級過濾器向墨盒供墨，此時墨盒處于常壓下，墨水在液體輸送壓力和自重力的作用下從噴頭自動滴墨并逐步排空墨盒及管道中的氣體，直至液位傳感器檢測墨盒中的墨量達到高液位時，供墨泵停止供墨，開始負壓打印過程；

所述負壓打印過程中，兩位三通閥與負壓系統連通，為墨盒提供負壓，當負壓值達到噴頭工作的負壓值時，噴頭與墨盒之間壓力平衡，噴頭停止滴墨同時噴頭與墨盒之間的供墨管無回墨，噴頭啟動，噴頭在自身內部激勵電壓的作用下開始噴墨打印工作；當液位傳感器檢測到墨盒內的墨量達到下限量時，供墨泵再次開啟，向墨盒供墨直至達到高液位，供墨泵停止，同時噴頭持續噴墨打印，如此供墨泵反復供墨，噴頭持續噴墨打?。?/p>

正壓清洗過程，當噴頭工作一段時間需要清洗時，噴頭停止工作，兩位三通閥切換至與正壓系統連通，向墨盒內通正壓，使墨盒內的墨水在壓力作用下從噴頭噴出，同時沖洗出噴頭內的堵塞物實現噴頭的清洗。

本發明的D打印設備的正負壓供墨系統的工作方法，可以實現3D打印設備正常穩定的供墨過程以保證噴頭持續打印的需要，同時根據打印工作量和噴頭的工作時間，適時對噴頭進行清洗，以防止噴頭堵塞而影響打印質量，降低噴頭使用壽命。