[發(fā)明專利]一種層間預(yù)熱的3D打印裝置

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• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112659550A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂寧;羅忠潔
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號: B29C64/205
• 分類號: B29C64/205;B29C64/268;B29C64/118;B33Y30/00
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本發(fā)明屬于3D打印領(lǐng)域，具體涉及一種層間預(yù)熱的3D打印裝置，包括激光器，所述激光器與3D打印機X軸固定連接，所屬激光器發(fā)射激光通過反射鏡、擴束鏡、聚焦鏡、導(dǎo)向鏡將激光照射到指定位置，為解決當前FDM型3D打印機存在打印模型內(nèi)部結(jié)合力差以及致密性差的缺陷，可以通過在擠出噴嘴之前對目標進行激光預(yù)熱來改進，較高的界面溫度可改善潤濕性，擴散性和無規(guī)性，使得相互接觸的打印絲之間可以充分融合，從而改善細絲之間以及各層之間的結(jié)合力，并減少最終成品中的各向異性，提高了3D打印材料的致密性以及力學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于3D打印領(lǐng)域，具體涉及一種層間預(yù)熱的3D打印裝置。

背景技術(shù)

3D打印機又稱三維打印機，是一種累積制造技術(shù)，即快速成形技術(shù)的一種機器，它是一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過打印一層層的粘合材料來制造三維的物體，現(xiàn)階段三維打印機被用來制造產(chǎn)品，逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)，隨著該技術(shù)的快速發(fā)展，實際應(yīng)用過程中對成型件表面粗糙度的要求越來越嚴格，困擾FDM零件在嚴格的工程應(yīng)用中大規(guī)模采用的問題之一是FDM零件的特性各向異性。在逐層打印的過程中由于每層之間存在的溫度梯度，導(dǎo)致層間結(jié)合率不高。而溫度梯度的存在，同時導(dǎo)致熱應(yīng)力的存在，以至于打印件發(fā)生收縮、翹曲等問題。為了解決該問題，已經(jīng)進行了先前的努力，例如通過優(yōu)化工藝參數(shù)，制造后的表面處理和制造后的熱處理。然而，現(xiàn)有方法尚未有提高層間性能的有效方法。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足， 本發(fā)明提出了一種層間預(yù)熱的3D打印裝置， 通過在成型過程中對成型區(qū)域的打印材料進行預(yù)熱和溫度維持，使熔融絲擠出后可以與之前已成型的材料部分充分融合，從而提高了3D打印模型成型的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種層間預(yù)熱的3D打印裝置。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種層間預(yù)熱的3D打印裝置，包括3D打印機，所述3D打印機X軸一端固定安裝有激光發(fā)射器，所述固定板位于激光發(fā)射器上方，所述反射鏡組焊接于固定板下方并位于激光發(fā)射器前方，所述反射鏡組由第一反射鏡和第二反射鏡上下相互對應(yīng)組成，所述打印機噴頭位于X軸上與激光發(fā)射器處于同一水平位置，所述打印機噴頭底部裝有擴束鏡、聚焦鏡、導(dǎo)向鏡，所述打印機噴頭下方裝有打印機底板。

優(yōu)選的，所述激光發(fā)射機與X軸固定連接，并隨之移動使之與打印機噴頭處于同一水平位置。

優(yōu)選的，所述激光發(fā)射器發(fā)射的激光能夠隨著打印機噴頭的移動，通過第一反射鏡、第二反射鏡、導(dǎo)向鏡實時照射到指定預(yù)熱位置。

優(yōu)選的，所述第二反射鏡、擴束鏡、聚焦鏡、導(dǎo)向鏡的鏡面中心點位于同一水平線上。

優(yōu)選的，所述激光通過擴束鏡以及聚焦鏡來調(diào)節(jié)激光光束直徑大小。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)向鏡可以轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)方向。

優(yōu)選的，所述激光發(fā)射器可以進行功率調(diào)節(jié)來控制發(fā)射的激光對預(yù)熱區(qū)域的預(yù)熱程度。

本發(fā)明的有益效果是：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果本裝置結(jié)構(gòu)簡單，實用性強，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提出的方法通過在熔融絲成型過程中,隨著打印噴頭的移動實時對打印層表面進行提前預(yù)熱、 溫度維持，使得相互接觸的打印絲之間可以充分融合，提高了3D打印模型的致密性以及力學(xué)性能，從而提高了3D打印模型成型的質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖3為本發(fā)明所述預(yù)熱結(jié)構(gòu)的細節(jié)結(jié)構(gòu)圖；

圖中：1打印機支架、2激光發(fā)射器、3右電機、4 Z軸電機、5第二反射鏡、6打印地板、7第一反射鏡、8擴束鏡、9聚焦鏡、10導(dǎo)向鏡、11打印機噴頭、12耗材、13左電機、14 X軸導(dǎo)軌、15 X軸電機、16 Y軸導(dǎo)軌。