[實(shí)用新型]一種FDM?3D打印機(jī)外接混色器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720215880.3
• 申請(qǐng)日: 2017-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN206536839U
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊樹崗;姜啟龍;薛森;鮑培瑋;于直;李青山;王嶺松;齊文婧;寧婭硼;張志芳;周美玲;李康;楊佩然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院
• 主分類號(hào): B29C64/118
• 分類號(hào): B29C64/118;B29C64/336;B29C64/295;B29C64/30;B33Y30/00
• 代理公司: 天津?yàn)I海科緯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司12211
• 代理人: 張峻

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于FDM-3D打印機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種FDM-3D打印機(jī)外接混色器。

背景技術(shù)

目前3D打印機(jī)正逐步走入人們的視野和生活，其發(fā)展速度和計(jì)算機(jī)的發(fā)展一樣驚人。3D打印機(jī)向著家用化與工業(yè)化兩個(gè)方向發(fā)展，其中家用桌面級(jí)3D打印機(jī)有望成為像手機(jī)、電腦一樣的普及的產(chǎn)品，影響人們的日常生活。目前來(lái)說(shuō)，桌面級(jí)3D打印機(jī)主要面向設(shè)計(jì)師、醫(yī)學(xué)院、大中小學(xué)教育培訓(xùn)單位和創(chuàng)客使用。提升人們的設(shè)計(jì)水平。

隨著3D打印機(jī)逐漸進(jìn)入大眾消費(fèi)，對(duì)3D打印機(jī)的性能要求越來(lái)越高。但大多數(shù)現(xiàn)有桌面打印機(jī)都是單一顏色，單一材料的設(shè)計(jì)模式。打印過(guò)程中必須通過(guò)換絲實(shí)現(xiàn)換色的目的，操作復(fù)雜，并且打印中斷使噴頭堵絲的風(fēng)險(xiǎn)增加。目前解決方案通常有兩種，一種是增加噴頭數(shù)量，從不同噴頭打印不同顏色，其缺點(diǎn)是噴頭容易發(fā)生剮蹭；另一種是將多種顏色在噴頭出經(jīng)調(diào)解后打印，其缺點(diǎn)是容易發(fā)生溢料，形成打印缺陷。以上兩種設(shè)計(jì)方案，都是對(duì)打印機(jī)整體結(jié)構(gòu)改進(jìn)，改進(jìn)后噴頭和送料管等部件都極大地占據(jù)了打印機(jī)上層有限的空間，不利于打印進(jìn)一步向多材打印發(fā)展。目前設(shè)計(jì)思路大多是直接改進(jìn)打印機(jī)整體結(jié)構(gòu)，從而提高市場(chǎng)對(duì)整機(jī)的銷量。不利于對(duì)打印機(jī)模塊化的發(fā)展。造成了桌面級(jí)FDM打印機(jī)市場(chǎng)產(chǎn)品同質(zhì)化，低價(jià)惡性競(jìng)爭(zhēng)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，設(shè)計(jì)一種與現(xiàn)有打印機(jī)直接對(duì)接的外接混色裝置。在現(xiàn)有單噴頭打印機(jī)基礎(chǔ)上能實(shí)現(xiàn)多彩工件的直接打印，與多噴頭打印機(jī)相比，不僅節(jié)約了打印機(jī)所占空間，同時(shí)也完成了現(xiàn)有設(shè)備的升級(jí)，節(jié)約成本。其中包括混色器機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制電路硬件設(shè)計(jì)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種FDM-3D打印機(jī)外接混色器，包括箱架、送絲裝置、融室、出絲裝置和冷卻裝置，所述送絲裝置、融室、出絲裝置和冷卻裝置均設(shè)于箱架內(nèi)，融室的入料流道連接入料喉管，送絲裝置通過(guò)送絲導(dǎo)管連接入料喉管，融室的出料流道通過(guò)出料喉管連接出絲導(dǎo)管，融室通過(guò)固定裝置固定于箱架內(nèi)；

所述冷卻裝置包括水泵、送水管、冷卻管、上水箱和下水箱，上水箱設(shè)于箱架上方，下水箱設(shè)于箱架下方，上水箱、下水箱與兩側(cè)的送水管之間形成閉合回路，水泵設(shè)于送水管和下水箱的連接處，冷卻管纏繞連接于出絲裝置，冷卻管的兩端分別連通水泵和下水箱，水泵將下水箱的水運(yùn)送到冷卻管內(nèi)，且?guī)?dòng)下水箱的水與上水箱的水循環(huán)。

進(jìn)一步，所述送絲裝置包括步進(jìn)電機(jī)、齒輪、輔助輪、控制板、導(dǎo)管和風(fēng)扇，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)電機(jī)支撐架固定于箱架上，風(fēng)扇安裝在電機(jī)支撐架上，控制板和輔助輪安裝在控制板安裝座上，齒輪安裝于步進(jìn)電機(jī)的電機(jī)軸上，齒輪和輔助輪之間擠壓絲材，絲材經(jīng)過(guò)齒輪和輔助輪擠壓實(shí)現(xiàn)對(duì)送絲速度及送絲量的控制，絲材從導(dǎo)管經(jīng)過(guò)送絲導(dǎo)管傳送到融室中，導(dǎo)管接頭連接于導(dǎo)管的朝外一端。

進(jìn)一步，所述步進(jìn)電機(jī)設(shè)有5個(gè)，均布于控制板安裝座的周邊。

進(jìn)一步，所述箱架上設(shè)有顯示屏座，顯示屏座外側(cè)設(shè)有顯示屏。

進(jìn)一步，所述融室內(nèi)設(shè)有若干個(gè)加熱頭槽和若干個(gè)溫度傳感器槽，加熱頭槽內(nèi)插有加熱頭，溫度傳感器槽內(nèi)插有溫度傳感器。

進(jìn)一步，所述融室的縱截面為六邊形，圍繞融室外部固定有支撐環(huán)，融室上連接入料喉管的端面通過(guò)三個(gè)支撐散熱片連接支撐架，支撐架固定于箱架上，融室內(nèi)設(shè)有相連通的入料流道和出料流道，入料流道與入料喉管連通，出料流道與出料喉管連通，入料流道的外端和出料流道的外端均設(shè)有喉管連接處。

進(jìn)一步，所述入料喉管和出料喉管外均布有散熱片，冷卻管纏繞設(shè)于出料喉管的散熱片外。

進(jìn)一步，所述入料喉管設(shè)有五個(gè)，分別通入五種顏色的絲材，出料喉管設(shè)有一個(gè)。

進(jìn)一步，所述融室的外緣處固定有連接支撐片，連接支撐片固定連接于支撐架和融室之間。

進(jìn)一步，所述融室溫度控制范圍為190～280℃，出絲速率為30～60mm/s。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型所述的FDM-3D打印機(jī)外接混色器具有以下優(yōu)勢(shì)：(1)通過(guò)送絲裝置控制每種顏色絲材的送絲速度，實(shí)現(xiàn)對(duì)三原色與黑、白色五種顏色絲材的不同送絲量，混合后的五種絲材經(jīng)過(guò)導(dǎo)管送入到融絲與出絲裝置經(jīng)過(guò)加熱融化，實(shí)現(xiàn)共混調(diào)色，由此形成不同的混合色。然后熔融態(tài)材料經(jīng)過(guò)裝置的出絲部分。在冷場(chǎng)的作用下，凝固成具有一定色彩順序的絲材。外接到3D打印機(jī)，可以打印出多彩的作品；

(2)確保打印過(guò)程中不出現(xiàn)斷絲、堆絲現(xiàn)象；

(3)混色裝置出料口裝溫度傳感器，監(jiān)測(cè)出口溫度，當(dāng)出口溫度偏高不足以實(shí)現(xiàn)絲材快速晶體化時(shí)，接通水泵繼電器和散熱風(fēng)扇，使得出口快速降溫；