[發明專利]一種面向仿生功能結構的4D打印裝置與方法

在審

• 申請號: 202011535862.6
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112606383A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 司靚
• 申請（專利權）人: 司靚
• 主分類號: B29C64/106
• 分類號: B29C64/106;B29C64/314;B29C64/336;B29C64/209;B29C64/295;B29C64/20;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y40/10;B33Y40/00
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 張炳楠;呂少楠

1.一種4D打印裝置，所述裝置包括：并聯臂打印機構、儲料單元、進料單元、混料單元、打印單元和固化單元；所述儲料單元、進料單元、混料單元、打印單元和固化單元均設置在所述并聯臂打印機構上；

所述儲料單元包括儲料盒，所述儲料盒包括N個獨立存儲不同組分的區域；

所述進料單元包括進液管和蠕動泵，所述進液管包括進液端和進液管路；其中，進液端的頭部分別置于不同的組分區，通過管路與蠕動泵的進液口連接，實現原基液態組分的抽取；

所述蠕動泵的出液口通過管路與混液單元連接；

N選自2以上的整數。

2.根據權利要求1所述的4D打印裝置，其特征在于，所述混料單元包括電動攪拌器、真空泵、真空攪拌室；優選地，電動攪拌器置于框架頂部，攪拌頭位于真空攪拌室內；真空泵置于真空攪拌室外側，通過管路與攪拌室內部相連；真空攪拌室出口處經由電磁閥與膠液流體管路的一端相連接，以控制混合膠液的流出；膠液流體管路的另一端與打印單元連接。

3.根據權利要求1或2所述的4D打印裝置，其特征在于，所述并聯臂打印機構包括框架、三對并聯臂、三個滑輪組和三個步進電機。

4.根據權利要求1-3任一項所述的4D打印裝置，其特征在于，所述進料單元中的蠕動泵設置在儲料盒與混料單元之間，用于將料液從儲料盒內抽取至混液單元；

優選地，所述儲料盒設置在框架頂端的中間位置處；

優選地，所述進料單元可以包括N個進液管與N個蠕動泵的組合。

5.根據權利要求1-4任一項所述的4D打印裝置，其特征在于，所述真空攪拌室還包括電磁閥，電磁閥安裝于真空攪拌室底部的出口處，控制混合膠液流出。

6.根據權利要求1-5任一項所述的4D打印裝置，其特征在于，所述打印單元包括熱端、打印噴頭及打印噴頭固定座；打印噴頭包括膠液流動加注器及噴嘴。所述噴頭的一端經由膠液流體管路與真空攪拌室的出口連接，經膠液流動加注器的螺旋狀槽道對混合膠液進行進一步混勻與除泡；所述熱端設置于噴頭外壁，位于膠液流動加注器的末端，從而對混合料液進行預固化，降低料液的流動性；所述噴頭組件及熱端固定在噴嘴固定座上。

7.根據權利要求1-6任一項所述的4D打印裝置，其特征在于，所述第一連桿的一端與第二連桿的一端分別設置在對應的滑輪組的滑輪的左右兩側，所述第一連桿的另一端與第二連桿的另一端相鄰地設置在所述噴頭固定座的并聯臂安裝點上；

所述4D打印裝置還包括控制器和與控制器連接的操控面板。

8.根據權利要求1-7任一項所述的4D打印裝置，其特征在于，所述4D打印裝置包括：并聯臂打印機構、儲料單元、進料單元、混料單元、打印單元和固化單元；所述儲料單元、進料單元、混料單元、打印單元和固化單元均設置在所述并聯臂打印機構上；

所述儲料單元包括雙組分儲料盒，所述雙組分儲料盒包括獨立存儲第一組分的第一區域和獨立存儲第二組分的第二區域；

所述進料單元包括第一進液管、第二進液管、第一蠕動泵和第二蠕動泵；

所述第一進液管包括第一進液端和第一流體管，第一進液端的頭部置于第一組分區，尾部經由第一流體管與第一蠕動泵的進液口連通；

所述第二進液管包括第二進液端和第二流體管，第二進液端的頭部置于第二組分區，尾部經由第二流體管與第二蠕動泵的進液口連通；

所述第一蠕動泵和第二蠕動泵的出液口分別經由流體管與真空攪拌室連接；

所述第一蠕動泵和第二蠕動泵分別設置在儲料單元和混料單元之間，用于將不同組分區域的料液從儲料盒內抽取經由膠液流體管路進入真空攪拌室；

所述打印單元包括熱端、膠液流動加注器、噴嘴和打印噴頭固定座；所述熱端置于膠液流動加注器的末端外圍；所述膠液流動加注器、噴嘴及熱端固定在噴頭固定座上。