[發明專利]一種旋轉可調式熔融沉積打印支撐裝置

有效

• 申請號: 201911418195.0
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111168993B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 伊國棟;盛紅升;張樹有;徐敬華
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/182;B29C64/20;B29C64/245;B33Y30/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種旋轉可調式熔融沉積打印支撐裝置。支架裝置安裝在移動裝置上；多個支撐桿插裝在支架裝置上，運動到待支撐位置支撐要打印的物理實體模型；支撐運動控制模塊，分別連接于支架裝置和支撐桿，用于控制支架裝置和支撐桿的運動，使得支撐桿在支架裝置上展開、支架裝置移動到移動裝置上的位置以支撐要打印的物理實體模型。本發明的旋轉可調式熔融沉積打印支撐裝置采用機械結構支撐模型待支撐位置，避免打印支撐材料，提高打印效率，降低了打印成本，可重復使用。

技術領域

本發明涉及3D打印快速成形技術領域，尤其是涉及一種旋轉可調式熔融沉積打印支撐裝置。

背景技術

3D打印技術，又稱增材制造，廣泛應用于航空航天、生物醫療等領域，通過產品的三維數據模型，經過切片分層，再通過逐層疊加材料來制造零件，相比于傳統的制造模式，3D打印具有不受零件形狀限制的優點，特別適用于小批量，定制化產品的生產制造。

FDM(Fused Deposition Modeling)打印又稱熔融沉積打印，其是將絲材加熱到熔點成為半液態的熔融狀態，通過噴頭沿零件分層截面輪廓的加工軌跡擠出，冷卻固化成形。成形時，當前層的成形需要前一層材料的支撐，在零件的懸空部位，就需要添加支撐結構用于輔助成形，避免成形失敗。因為材料本身的粘滯特性，可以保持無支撐狀態下的一定長度的材料不變形，稱為材料的臨界打印長度，超過臨界打印長度，就不要添加支撐結構。打印完成后，還需要去除掉這些支撐結構，影響了打印成形效率和打印耗材，提高了零件制造的成本。

目前，很多學者研究了支撐結構設計與生成方法，通過優化支撐結構來節省打印時間和打印材料。也有學者提出支撐裝置用于支撐打印物理的懸空部位，例如申請公布號CN 105711095 A的專利文獻公開了一種FDM打印的支撐裝置，通過可升降的支撐板支撐所要打印的三維模型。但是可升降支撐平板只適用于水平面的懸空部位，對于自由曲面和傾斜平面有較大的應用限制。

綜上所述，為了解決現有方法的局限性，提出一種依靠外部結構用于輔助支撐打印體來提升打印效率和減少打印耗材的支撐裝置。

發明內容

為了克服背景技術中的不足，本發明的目的在于提供一種旋轉可調式熔融沉積打印支撐裝置，通過旋轉可調的支撐桿支撐物理打印實體，進而減少打印時間與耗材，適用于一些需要簡單支撐的不太復雜零件的熔融沉積制造。

本發明所采用的技術方案是包括：

移動裝置；

支架裝置，安裝在移動裝置上；

多個支撐桿，插裝在支架裝置上，運動到待支撐位置支撐要打印的物理實體模型；

支撐運動控制模塊，分別連接于支架裝置和支撐桿，用于控制支架裝置和支撐桿的運動，使得支撐桿在支架裝置上展開、支架裝置移動到移動裝置上的位置以支撐要打印的物理實體模型。

所述的移動裝置為三維移動機構，具體包括機架、z軸移動滑塊、絲杠升降組件；機架為長方體框架，機架長方體框架的兩側均安裝有絲杠升降組件；每個絲杠升降組件包括兩個y軸移動滑塊、z軸定位導桿和z軸絲桿，兩個y軸移動滑塊分別安裝在機架長方體框架的上部和下部上，兩個y軸移動滑塊之間固定連接有豎直布置的z軸定位導桿，兩個y軸移動滑塊和z軸定位導桿固接后形成的整體在機架長方體框架上水平移動；兩個y軸移動滑塊之間鉸接連接有z軸絲桿，z軸絲桿平行于z軸定位導桿，z軸定位導桿上光軸活動套裝有z軸移動滑塊，z軸移動滑塊同時通過螺紋套裝在z軸絲桿上，形成絲杠螺母副，z軸絲桿端部連接電機；兩個絲杠升降組件的z軸移動滑塊之間固定連接有導軌桿，導軌桿上活動套裝有支架移動滑塊，支架裝置固定安裝在移動裝置的支架移動滑塊上。