[發明專利]一種可調狹縫式擠出頭

在審

• 申請號: 201910071799.6
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109571954A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 牟振如
• 申請（專利權）人: 牟振如
• 主分類號: B29C64/205
• 分類號: B29C64/205;B33Y30/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種可調狹縫式擠出頭，包括：本體，其具有沿軸向延伸的調節滑槽和平衡滑動部；芯體，其具有調節滑塊和平衡適配部，分別與調節滑槽和平衡滑動部形狀配合并液密地滑動結合；入口，用于接受構建材料；流道，其被本體和芯體共同限定形成以容納構建材料；以及被調節滑槽和調節滑塊共同限定的一個狹縫式出口，用于擠出所述構建材料；本體和芯體可操作地相對于彼此沿軸向滑動以調節狹縫式出口的狹縫長度，同時流道具有恒定容積；相對于傳統的點形擠出頭的“點動成線”的線形沉積過程，所述可調狹縫式擠出頭提供了“線動成面”的面形沉積過程，顯著提高成形效率。

技術領域

本公開涉及一種基于擠出的增材制造系統，尤其是,本公開涉及一種基于擠出的增材制造系統中使用的擠出頭組件。

背景技術

基于擠出的增材制造系統(例如美國專利號5121329公開的“Apparatus andmethod for creating three-dimensional objects用于創建三維對象的設備和方法”)用來通過擠出可流動的消耗性構建材料以逐層的方式根據三維(3D)制件的數字化表示構建三維(3D)制件。

現有的基于擠出的增材制造系統,其擠出頭是具有固定孔徑擠出口的點形擠出頭，這種點形擠出頭是以“點動成線”的線形沉積開始，再以線不斷集合填充成面，最后以面不斷集合成體的成形過程，這種“點→線→面→體”的常規成形技術需要解決的問題是：(1)三維(3D)制件成形制造過程耗時長, 成形效率低，擠出頭的材料擠出能力成為制約成形效率提高的瓶頸；(2)三維(3D)制件成形工件孔隙率較高，致密性低，導致三維(3D)制件機械性能難以提高。

中華人民共和國國家知識產權局公布的公告號為CN204222625U的一種可調擠出流量的三維打印機噴頭，公告號為CN205167581U的一種線掃描噴頭，以及公告號為CN107344419A的用于三維物體打印機的擠壓機組合件，均具有通過驅動至少一個擋塊（或稱為擋板或活塞）改變擠出狹縫長度以輸出不同擠出流量的可調擠出口，以有效提高成形效率。但是，上述3個文獻記載的技術方案均存在以下問題需要解決：（1）容納流體材料的流道的容積隨著擋塊（或稱為擋板或活塞）的運動發生改變，這使得擠出流量的精準控制變得復雜和困難，這將引發三維(3D)制件產生過堆積或堆積不足的成形缺陷的風險，嚴重制約三維(3D)制件的成形質量和成形精度；（2）所述擋塊（或稱為擋板或活塞）在減小擠出流量的運動過程中，由于作用在該擋塊（或稱為擋板或活塞）上的驅動力和摩擦力是一對相向的軸向擠壓力，致使該擋塊將產生徑向彎曲變形的風險，尤其是當擠出槽的寬度調節范圍愈大則這種徑向變形的風險和變形量就愈大，從而影響該擋塊（或稱為擋板或活塞）的定位精度進而影響三維(3D)制件的成形精度；（3）流道內存在流動滯止區（死區），構建材料在流道內長時間的滯留將引發構建材料變質（比如高分子粘性流體材料的碳化，或者合金材料的結晶組織粗大）的危害。

發明內容

本公開的目的在于解決上述問題,提供了一種基于擠出的增材制造系統中使用的可調狹縫式擠出頭,一方面，相對于傳統的點形擠出頭的“點動成線”的線形沉積過程，所述可調狹縫式擠出頭提供了“線動成面”的面形沉積過程，顯著提高成形效率，三維(3D)制件密度大、強度高；第二方面，該狹縫式擠出頭具有自平衡流道容積的構造，使得流道具有恒定容積，進而使得擠出流量的控制變得簡單；第三方面，對于細長桿狀的滑動構件，該狹縫式擠出頭被構造成在調節擠出狹縫長度的過程中作用在滑動部件上的驅動力是軸向拉力，顯而易見這種結構能夠避免滑動部件尤其是細長桿狀滑動構件產生徑向彎曲變形的風險；第四方面，該狹縫式擠出頭的流道具有避免形成流動滯止區的環形流道構造，避免構建材料在流道內長時間滯留而變質。

為了實現上述目的，本公開提供如下技術方案：