[發明專利]一種用于線材多組分梯度成形增材制造的擠出噴頭機構

在審

• 申請號: 202011602603.0
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112873828A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 王從軍;鐘凱;江浩
• 申請（專利權）人: 武漢惟景三維科技有限公司;華中科技大學
• 主分類號: B29C64/112
• 分類號: B29C64/112;B29C64/118;B29C64/209;B22F12/53;B22F12/55;B33Y30/00
• 代理公司: 武漢紅觀專利代理事務所(普通合伙) 42247
• 代理人: 陳凱

本發明提出了一種用于線材多組分梯度成形增材制造的擠出噴頭機構，包括平板、若干組擠出送料部件、加熱部件、打印噴頭、導線管和傳動機構，安裝平臺或成形平臺在水平面上自由平移，每次有且僅有一個打印噴頭擠出線材用于增材制造，且每次線材被任一打印噴頭擠出時的末端沿鉛垂線投影至水平面的位置始終保持不變，加熱部件用于對導線管內流經的線材進行加熱，使線材熔化后從打印噴頭擠出，并隨安裝平臺或成形平臺的平移而噴涂于成形平臺上表面；實現了多組分梯度材料進行增材制造的目的，同時設置每次線材被任一打印噴頭擠出時的末端沿鉛垂線投影至水平面的位置始終保持不變，無需擴大安裝平臺或成形平臺的平移范圍。

技術領域

本發明涉及增材制造技術領域，尤其涉及一種用于線材多組分梯度成形增材制造的擠出噴頭機構。

背景技術

增材制造廣泛應用在各個領域，產生了多種具有不同成型工藝的設備。然而，這些設備大部分只能用于制造單材料均質零件，不能用于加工多材料零件。多材料零件是指由多種材料在零件內部連續或非連續分布而構成的功能性零件，主要包括多材料裝配體、功能梯度材料零件和多相材料零件。

目前，增材制造除了采用激光選區燒結技術，還可以采用線材擠出噴涂的方式進行。其設備包括擠出送料部件、加熱部件和打印噴頭。其工作原理是，將一成卷的線材通過擠出送料部件向打印噴頭進行送料，在送料過程中利用加熱部件對線材進行加熱升溫使材料熔化，后將熔化的材料從打印噴頭適量擠出，并據打印軌跡噴涂于成形平面，通過層層噴涂最終完成增材制造。

而本發明的目的，則是設計一種能夠利用多組分梯度材料進行增材制造，且適用于采用線材擠出噴涂的制造方式的增材制造設備。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種能夠利用多組分梯度材料進行增材制造，且對工作空間需求較小的用于線材多組分梯度成形增材制造的擠出噴頭機構。

本發明的技術方案是這樣實現的：本發明提供了一種用于線材多組分梯度成形增材制造的擠出噴頭機構，包括安裝平臺和成形平臺，成形平臺在增材制造過程中沿鉛垂線的上下升降，安裝平臺設置于成形平臺正上方，還包括平板、若干組擠出送料部件、加熱部件、打印噴頭、導線管和傳動機構；傳動機構具有一活動端，安裝平臺或成形平臺安裝于傳動機構的活動端上，使安裝平臺或成形平臺在水平面上自由平移；平板固定連接于安裝平臺；若干擠出送料部件固定安裝于平板上表面；若干導線管固定安裝于平板下表面且與擠出送料部件一一對應的連通；打印噴頭固定連接于導線管底端，每次有且僅有一個打印噴頭擠出線材用于增材制造，且每次線材被任一打印噴頭擠出時的末端沿鉛垂線投影至水平面的位置始終保持不變；加熱部件固定安裝于平板下表面且包裹于導線管外，加熱部件用于對導線管內流經的線材進行加熱，使線材熔化后從打印噴頭擠出，并隨安裝平臺或成形平臺的平移而噴涂于成形平臺上表面。

在以上技術方案的基礎上，優選的，成形平臺安裝于傳動機構的活動端上。

更進一步優選的，導線管底端向成形平臺方向延伸，并使若干打印噴頭彼此抵近，最終使若干打印噴頭的末端沿鉛垂線投影至水平面的位置彼此重合。

更進一步優選的，還包括旋轉電機，旋轉電機固定安裝于安裝平臺，平板固定連接于旋轉電機輸出軸。

在以上技術方案的基礎上，優選的，安裝平臺安裝于傳動機構的活動端上。

更進一步優選的，還包括轉筒，轉筒活動連接安裝平臺，且轉筒圍繞鉛垂線做順時針或逆時針運動，轉筒頂端穿過安裝平臺上表面并固定連接于平板下表面。

更進一步優選的，還包括旋轉電機、齒圈和主齒輪，齒圈固定連接于轉筒底端且位于平板正下方，旋轉電機固定安裝于安裝平臺，主齒輪固定連接于旋轉電機輸出軸，且主齒輪與齒圈彼此嚙合。

在以上技術方案的基礎上，優選的，若干擠出送料部件內裝填的線材互不相同。

本發明的一種用于線材多組分梯度成形增材制造的擠出噴頭機構相對于現有技術具有以下有益效果：