[發(fā)明專利]熔融擠出裝置、3D打印機(jī)、3D打印機(jī)控制方法及應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011206514.4
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112406099A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏青松;南亞琪;孫殷昊;李繼康;馮琨皓;李遼毅;曹子怡
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/209;B29C64/295;B29C64/232;B29C64/236;B29C64/336;B29C64/343;B29C64/314;B29C64/393;B33Y30/00;B33Y40/10;B33Y50/02
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

1.一種熔融擠出裝置，用于3D打印機(jī)的原料熔融擠出，其特征在于，該熔融擠出裝置(2)包括螺桿組件(2A)、與螺桿組件(2A)連接的噴頭組件(2B)，所述螺桿組件(2A)包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的至少兩個螺桿(2C)，相鄰螺桿(2C)的螺紋相互嚙合，通過螺桿(2C)的同向轉(zhuǎn)動將原料混合均勻并熔融，通過噴頭組件(2B)將熔融原料擠出。

2.如權(quán)利要求1所述的熔融擠出裝置，其特征在于，所述螺桿(2C)為等徑漸變式螺桿，按照從原料進(jìn)入至離開殼體的方向，螺桿(2C)螺槽深度逐漸減小；所述螺桿組件(2A)還包括設(shè)置在殼體外壁上的加熱組件和面向所述加熱組件設(shè)置的冷卻組件。

3.如權(quán)利要求2所述的熔融擠出裝置，其特征在于，所述螺桿(2C)包括進(jìn)料段、壓縮段和計(jì)量段，所述加熱組件包括3個加熱圈(212，214，215)，該3個加熱圈(212，214，215)設(shè)置在分別與進(jìn)料段、壓縮段和計(jì)量段相對應(yīng)的殼體外壁上，在該3個加熱圈(212，214，215)之間設(shè)置散熱片(213)；所述冷卻組件包括面向所述3個加熱圈設(shè)置的三個冷卻風(fēng)扇(219)。

4.如權(quán)利要求1所述的熔融擠出裝置，其特征在于，所述螺桿組件(2A)還包括用于帶動該至少兩個螺桿(2C)同向同相位轉(zhuǎn)動的動力組件；所述動力組件包括輸入電機(jī)(21)、與該輸入電機(jī)連接的傳動軸(237)、設(shè)置在傳動軸(237)上的主動齒輪和固定在螺桿(2C)上的傳動齒輪，所述主動齒輪與傳動齒輪嚙合。

5.一種3D打印機(jī)，其特征在于，包括進(jìn)料混料裝置(1)、如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的熔融擠出裝置(2)、熱床裝置(3)、運(yùn)動裝置(4)和用于支撐固定以上裝置的機(jī)架(6)；

其中，所述進(jìn)料混料裝置(1)與熔融擠出裝置(2)連接，該進(jìn)料混料裝置(1)能夠?yàn)樗鋈廴跀D出裝置(2)提供混合的至少兩種原料；所述熱床裝置(3)設(shè)置在噴頭組件(2B)下方，所述運(yùn)動裝置(4)用于帶動熱床裝置(3)在X軸、Y軸和Z軸方向上移動。

6.如權(quán)利要求5所述的打印機(jī)，其特征在于，所述進(jìn)料混料裝置(1)包括至少兩個進(jìn)料組件(1A)和與該至少兩個進(jìn)料組件(1A)連通的混料組件(1B)；

所述進(jìn)料組件(1A)包括原料桶(111)、設(shè)置在原料桶(111)底部的轉(zhuǎn)動撥盤(12)、與轉(zhuǎn)動撥盤(12)連接的步進(jìn)電機(jī)(16)；所述轉(zhuǎn)動撥盤(12)外圈為齒梳結(jié)構(gòu)，所述原料桶(111)底部與齒梳結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的位置開有進(jìn)料孔，該進(jìn)料孔與所述混料組件(1B)連通；所述原料桶(111)內(nèi)有設(shè)置在進(jìn)料孔上方的半圓傾斜面(117)，通過步進(jìn)電機(jī)(16)控制轉(zhuǎn)動撥盤(12)的轉(zhuǎn)動，以此控制原料桶(111)中原料進(jìn)入混料組件(1B)的量；

所述混料組件(1B)包括混料漏斗(17)和與該混料漏斗(17)連接的出料螺桿(19)；該出料螺桿(19)用于將進(jìn)入混料漏斗(17)的原料混合后通入熔融擠出裝置(2)。

7.如權(quán)利要求6所述的打印機(jī)，其特征在于，所述進(jìn)料組件(1A)還包括設(shè)置在所述原料桶(111)底部的重量傳感器(116)和設(shè)置在混料漏斗(17)出口處的激光對射傳感器(18)；在所述原料桶(111)的側(cè)壁上安裝有透明窗(118)。

8.如權(quán)利要求5所述的打印機(jī)，其特征在于，所述運(yùn)動裝置(4)包括X軸運(yùn)動結(jié)構(gòu)、Y軸運(yùn)動結(jié)構(gòu)和Z軸運(yùn)動結(jié)構(gòu)；所述熱床裝置(3)與所述Y軸運(yùn)動結(jié)構(gòu)固定連接，所述X軸運(yùn)動結(jié)構(gòu)和Y軸運(yùn)動結(jié)構(gòu)用于驅(qū)動熱床裝置(3)做水平運(yùn)動，所述Z軸運(yùn)動結(jié)構(gòu)用于驅(qū)動熱床裝置(3)做上下運(yùn)動；

所述打印機(jī)還包括設(shè)置在熱床裝置(3)上的CCD相機(jī)(5)和激光調(diào)平傳感器(34)。