[發明專利]一種利用PET材料為成型線材的3D打印噴頭

在審

• 申請號: 201710342087.4
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107214956A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 陶孟侖;吳書陪;李少波;劉廣;洪亞威;黃天豪;常李文;楊梓桐;王冬棟
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B29C64/205
• 分類號: B29C64/205;B29C64/321;B33Y30/00;B33Y40/00;B29K67/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 劉秋芳

技術領域

本發明涉及一種利用PET材料為成型線材的3D打印噴頭。

背景技術

當前，3D打印技術(3D-printing)在世界范圍內獲得廣泛關注與重視。在中國，伴隨著當前發展智能制造、創建創新型社會的國家戰略實施，尤其是《中國制造2025戰略》中多次強調指出要培育3D打印產業發展，并將3D打印技術列為我國未來智能制造的重點技術來大力扶持，3D打印技術在中國也迎來新的發展機遇期。

3D打印技術其前身即為起源于美國的快速成型(Rapid prototyping)技術。其基本原理為:數字分層-物理層積，即首先對被打印對象建立數字模型并進行數字分層，獲得每層的、二維的加工路徑或軌跡；然后，選擇合適的材料及相應的工藝方式，在上述獲得的每層、二維數字路徑驅動下，逐層打印，并最終累積制造出被打印的對象。3D打印技術突破傳統切削加工方式，是一種成長式的加工方式，大大提高了材料利用率，是顛覆傳統制造方式的革命性制造技術，國內稱之為“增材制造”。3D打印技術具有很高的加工柔性和很快的市場響應速度，在工業造型、包裝、制造、建筑、藝術、醫學、航空、航天和影視等領域得到良好的應用。

目前FDM打印材料大多為丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物(ABS)、聚乳酸(PLA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯砜(PPSF)和聚對苯二甲酸乙二醇酯－1，4－環己烷二甲醇酯(PETG)，所以打印噴頭也都是根據這幾種材料設計制造的。對于當前大量回收的塑料瓶材料，即PET材料，還沒有相應的噴頭去打印，原因在于PET結晶速率過慢，要設計加入成核劑來提高結晶速率。因此發明設計一種針對PET材料的打印噴頭是很重要的，可以用來解決回收塑料瓶，并且讓3D打印走向普遍化，走向大眾化。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術存在的不足提供一種利用PET材料為成型線材的3D打印噴頭，該打印噴頭可以解決PET材料結晶速率過慢的問題，具有更強的適用性和可靠性。

本發明所采用的技術方案為：一種利用PET材料為成型線材的3D打印噴頭，其特征在于：包括支架，在支架上設有成核劑輸送機構、混合攪拌機構、混合容器、加熱機構、噴嘴，所述成核劑輸送機構的成核劑出料口與混合容器相連通，在混合容器上設有PET進料口，所述混合攪拌機構的攪拌桿伸入混合容器內，對PET材料和成核劑材料進行混合攪拌，所述加熱機構的兩端分別與混合容器和噴嘴相連。

按上述技術方案，所述混合攪拌機構包括攪拌桿，所述攪拌桿的上端設有攪拌驅動裝置，下端連接有攪拌螺桿，所述攪拌螺桿包括交替設置的右旋螺紋和左旋螺紋，交替設置的右旋螺紋和左旋螺紋伸入混合容器內及加熱機構內。

按上述技術方案，所述攪拌驅動裝置包括固設在支架上第一減速馬達，所述第一減速馬達的輸出軸通過聯軸器與攪拌桿相連。

按上述技術方案，所述成核劑輸送機構包括安設在支架上的第二減速馬達、成核劑輸送螺桿、成核劑螺桿套筒，所述第二減速馬達的輸出軸與成核劑輸送螺桿相連，所述成核劑螺桿套筒套裝在成核劑輸送螺桿外，在成核劑螺桿套筒的下端部設有成核劑出料口與混合容器相連。

按上述技術方案，所述加熱機構包括環形加熱塊，在環形加熱塊內設有與混合容器相連通的加熱腔體。

按上述技術方案，所述支架包括上框架和下框架，兩框架通過固定桿相連。

按上述技術方案，在支架上設有驅動支架向X軸向移動的X軸移動機構和驅動支架向Y軸移動的Y軸移動機構。

按上述技術方案，所述攪拌螺桿的前端設有右旋螺紋，中端設有左旋螺紋、末端設有右旋螺紋。

本發明所取得的有益效果為：

1.本發明通過采用螺桿推進的方式向熔融PET材料中加入成核劑，解決了PET材料結晶速率過慢的問題，使得FDM型3D打印機可以使用PET材料作為為打印材料，具有更強的適用性和可靠性。

2.本發明通過設置攪拌螺桿，由前端右旋螺紋、中部左旋螺紋和末端右旋螺紋三部分組成，通過中部左旋螺紋和前端右旋螺紋旋向的不同，保證了成核劑與粘流態PET的充分混合，通過前端和末端右旋螺紋的旋轉，帶動螺紋間距里的混合物向下運動，保證了混合物的穩定擠出。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖；

圖2為本發明的送料螺桿的結構示意圖；

圖3為本發明的送成核劑螺桿套筒結構示意圖。