[實用新型]一種多工位聚合物熔體微滴堆疊3D打印裝置

有效

• 申請號: 201721728631.0
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN207579101U
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 楊衛民;馬昊鵬;李輝;廖超群;焦志偉;謝鵬程;閻華;譚晶;李好義;丁玉梅
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/209;B29C64/182;B33Y30/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開一種多工位聚合物熔體微滴堆疊3D打印裝置，主要由擠出單元、微滴噴射單元和成型單元組成。螺桿驅動電機通過聯軸器將扭矩傳遞給擠出機螺桿，聚合物高分子粒料在螺桿擠出裝置內熔融塑化，以粘流態通過分流板分別進入四個熔腔內，在噴嘴處受到頂針向下突然施加的壓力作用，以微滴狀態從噴頭噴嘴處噴出，并迅速在成型平臺上冷卻固化；成型單元中，三維滾珠絲杠滑臺在多臺聯動控制絲杠驅動電機的驅動下，按照預定軌跡和速度運動完成打印過程。本實用新型打印裝置提供多個加工工位，對單一實體進行區域微分實現多區域同時打印，從而在一定程度上提高加工速度和精度；多個噴頭亦可同時加工多個相同實體，可進一步提高熔融沉積3D打印制品成型效率。

技術領域

本發明涉及3D打印快速成型領域，具體涉及一種微滴堆疊3D打印設備。

背景技術

3D打印為一種增材制造技術，應用于研發過程可大幅提高研發進度，有利于產品快速更新換代，并且相比于傳統車銑刨磨的減材制造可節約開發成本。目前，3D打印技術雖然在加工精度方面有了一定程度的進步，但還難及傳統加工方式的加工效率，現有一機一工位的加工模式極大的限制了生產效率，無法實現快速成型制品的批量生產。并且打印期間物料在平臺上冷卻成型，單一噴頭的打印過程導致打印制品易出現翹曲變形現象，影響打印品質。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，改變目前3D打印加工方式，設計一種內置多條流道的分流板裝置，連接在螺桿擠出機機頭。高分子聚合物粒料為耗材進入螺桿擠出機后，電機驅動螺桿將高分子聚合物粒料在機筒內熔融塑化，分流板內部設置多條相同長度和直徑的流道，各個流道之間夾角相等。熔融物料在擠出機的擠壓推動作用下進入分流板入口，熔融物料均勻分流進入多條流道中，在與流道相通的熔腔內等待擠出成型。擠出動作由微滴噴射裝置完成，每個熔腔內裝有頂針，頂針在其上方的電磁驅動器作用下給物料施加向下外力，控制物料以球狀液滴的形式從噴嘴噴出，最終在成型平臺上冷卻固化成型。本發明設備提供多個加工工位，可對一個實體進行區域微分，多區域同時打印，能將打印過程中的翹曲變形現象平均分配到若干個打印單元，從而在一定程度上提高加工速度和加工精度；亦可同時加工多個相同實體，實現3D打印制品的批量化生產。

本發明的技術方案是：一種多工位聚合物熔體微滴堆疊3D打印裝置，由擠出單元、微滴噴射單元和成型單元構成，其中擠出單元是進料斗、螺桿驅動電機、螺桿擠出裝置；微滴噴射單元包括分流板和微滴噴射裝置，分流板有多個分流道，每個分流道連接一個微滴噴射裝置，每個微滴噴射裝置具有獨立的開閉控制系統；成型單元包括三維滾珠絲杠滑臺組件、絲杠驅動電機。

本發明一種多工位聚合物熔體微滴堆疊3D打印設備的加工成型方式是 (以下均以四流道為例)：利用四流道的分流板，安裝在擠出機機頭部位，將由螺桿擠出機擠出的熔融物料平均分為四部分穿過四個流道通入相同的容腔，在分流板出口處安裝微滴噴射裝置，采用電磁式驅動。利用電磁感應現象實現對物料擠出的控制，對電磁線圈通電，線圈中的針閥向上移動，針閥上方的彈簧被壓縮蓄能。當線圈突然斷電時，彈簧勢能釋放，使針閥迅速向下運動，將針閥頭與噴嘴間的熔融狀態高分子材料從噴嘴處噴射出來，生成聚合物微滴。該設備可同時加工成型多個相同實體，也可對一個實體進行單獨加工。