[發(fā)明專利]具有除濕干燥裝置的耗材倉及應(yīng)用該耗材倉的3D打印機(jī)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010132303.4
• 申請日: 2020-02-29
• 公開（公告）號: CN111086122A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)銅
• 申請（專利權(quán)）人: 嚴(yán)銅
• 主分類號: B29B13/06
• 分類號: B29B13/06;B29C64/295;B29C64/321;B33Y30/00;B33Y40/00
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本發(fā)明公開了一種具有除濕干燥裝置的耗材倉及應(yīng)用該耗材倉的3D打印機(jī)，屬于3D打印設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過采用加熱再生干燥裝置對耗材倉內(nèi)空間進(jìn)行深度干燥，使得放置于其內(nèi)部的耗材絲可以維持干燥狀態(tài)。在優(yōu)選方案中，進(jìn)一步采用加熱裝置在深度干燥的空氣中對耗材絲進(jìn)行烘干，這樣就可以使已吸水受潮的耗材絲被充分干燥并維持在干燥狀態(tài)。解決了現(xiàn)有技術(shù)的耗材倉無法使耗材達(dá)到或長時(shí)間維持干燥狀態(tài)的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于3D打印設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有除濕干燥裝置的3D打印機(jī)耗材倉、一種可存放打印耗材的干燥儲存箱以及應(yīng)用該耗材倉的3D打印機(jī)。

背景技術(shù)

在3D打印行業(yè)，塑料耗材熔融前需要先讓其處于干燥狀態(tài)。未經(jīng)干燥的塑料原料直接用于打印會出現(xiàn)氣泡孔，部分塑料甚至?xí)a(chǎn)生分解，導(dǎo)致機(jī)械性能下降，嚴(yán)重影響成型的效果。

一般而言，一種物料中的含水量可分為自由含水量與平衡含水量兩部分。自由含水量是可以被脫除的水分，而平衡含水量與物料本身的吸水性、環(huán)境溫度以及空氣中的水氣分壓相關(guān)，無法完全去除。因此為降低物料中的含水量，則必須設(shè)法降低其平衡含水量。進(jìn)一步講，物料儲存時(shí)需要環(huán)境空氣中的水氣分壓盡量低，使其平衡含水量控制在極低水平，這樣物料才不會從空氣中吸收過多的水分。對于多數(shù)塑料材料來說，要確保塑料原料中的含水量在可接受的范圍，至少需要環(huán)境濕度保持在700PPM以下，并最好能將濕度控制在100PPM以內(nèi)。

在3D打印行業(yè)，為保證耗材在運(yùn)輸過程中不會受潮，廠商會將耗材干燥后密封保存，并在其中置入干燥劑。但目前多數(shù)打印機(jī)均不具備除濕干燥能力，當(dāng)打印耗材拆封并安裝到耗材絲盤支架上后，其就一直曝露在潮濕的空氣之中，加之3D打印成型時(shí)間較長，因此打印耗材會在數(shù)小時(shí)內(nèi)吸濕受潮。為解決耗材在打印過程中易受潮的問題，Polymaker推出了外置的小型打印耗材干燥儲存箱PolyBox，該儲存箱提供一個(gè)密封腔體來存放打印耗材，并在密封腔體內(nèi)置入干燥劑袋。使其保持干燥。這種干燥箱結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但需要定期手工更換干燥劑，使用麻煩，并且易出現(xiàn)由于未及時(shí)更換干燥劑而導(dǎo)致干燥失效的問題。而且據(jù)其產(chǎn)品資料介紹僅能將相對濕度控制在10%RH左右，打印耗材在該濕度下長時(shí)間存放同樣會受潮。

在工業(yè)3D打印機(jī)方面，美國Stratasys公司推出的Fortus系列3D打印機(jī)則裝備有內(nèi)設(shè)干燥劑的全密封耗材盒以及采用無熱再生干燥原理的干燥機(jī)向耗材管中持續(xù)輸送濕度不超過120PPM的干燥氣體，以確保打印耗材全程處于干燥狀態(tài)。其在公告號為CN1216726C的發(fā)明專利《絲料盒及裝載系統(tǒng)》中公布了詳細(xì)的技術(shù)方案。該方案解決了耗材絲受潮的問題。但由于其耗材盒中干燥劑為一次性使用，耗材盒無法讓其再生，因此其存放時(shí)長取決于盒體的密封效果，存在干燥有效期問題，當(dāng)耗材用盡重新裝填耗材后，也需要同時(shí)更換干燥劑；同時(shí)，無熱再生原理的干燥機(jī)也必須依賴于壓縮氣源。而當(dāng)前多數(shù)3D打印機(jī)均不配置有壓縮機(jī)，因此不便于采用該方案。

現(xiàn)有技術(shù)中，申請?zhí)枮镃N201710089738.3的發(fā)明專利《一種3D打印機(jī)的絲盤盒及其使用方法》和申請?zhí)枮镃N201920101035.2的實(shí)用新型專利《一種控制打印耗材環(huán)境的3D打印機(jī)》提供了兩種相似的技術(shù)方案。兩者的相同點(diǎn)均是通過在密封耗材倉中增加加熱裝置，通過提高耗材絲所處的環(huán)境溫度來使耗材干燥，區(qū)別在于前者僅僅通過提高溫度來降低耗材倉內(nèi)的相對濕度。而后者除了采用熱風(fēng)干燥外，還在耗材倉內(nèi)設(shè)置了硅膠干燥劑，用于吸收密閉空間中的水分。兩個(gè)方案均通過熱風(fēng)加熱來烘干耗材，但由于處在密閉空間中，耗材中的部分水分由于溫度升高而被除去，這部分水分會增加密閉空間中的水汽分壓，從而導(dǎo)致其干燥能力有限。后者雖然在耗材倉內(nèi)加入了硅膠干燥劑，可以吸收部分水分，但由于硅膠干燥劑吸水飽和后就無法再吸收水分了，同時(shí)硅膠干燥劑加熱后吸水能力也會迅速下降，在無法將水分排出耗材倉外的條件下，實(shí)際能起到的干燥效果十分有限。并且由于耗材倉內(nèi)空氣無法被深度干燥，通過加熱方式烘干后的耗材待冷卻后會再次吸濕受潮。

從以上分析可以看出，幾種現(xiàn)有技術(shù)方案雖然有一定的耗材干燥或防潮效果，但受限于無法持續(xù)將耗材倉內(nèi)的水分排出倉外，導(dǎo)致實(shí)際效果有限。