[發明專利]一種鏡像3D打印擠出裝置及其工作方法

有效

• 申請號: 202110622716.5
• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113370523B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 王肇貴;殷秀增;劉熙睿
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/182;B29C64/20;B29C64/209;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 徐華燊;李洪福

1.一種鏡像3D打印擠出裝置，其特征在于，包括：與打印設備滑軌相連接的第一電機（1）、橫梁（2）以及對稱置于橫梁（2）兩側的兩個擠出機構，每個擠出機構的下方對應配置一個打印基板，第一電機（1）與橫梁（2）相連，用于驅動橫梁（2）轉動，調整橫梁（2）位置；打印基板固定在打印設備上；

擠出機構由固定在橫梁（2）上的冷卻裝置和料盒以及具有加熱且擠出材料功能的材料擠出加熱模塊（6）組成，冷卻裝置為循環冷卻水系統，內部通入循環冷卻水，與材料擠出加熱模塊（6）相連，對材料擠出加熱模塊（6）內未進入加熱區域的打印材料進行降溫；料盒與材料擠出加熱模塊（6）內設置的進料管（13）相連，進料管（13）與材料擠出加熱模塊（6）端部設置的噴頭相連，料盒內存儲的打印材料輸送至進料管（13），經材料擠出加熱模塊（6）加熱熔融后通過噴頭擠出，并在對應的打印基板上打印產品，實現單一材料打印或鏡像雙材料打印；

兩側打印基板分別為主打印基板和副打印基板，分別為第一打印基板（9）和第二打印基板（10），主打印基板上打印的產品為與初始設置參數相同的打印產品；

兩側打印基板的初始水平位置一致，雙材料打印在主打印基板和副打印基板上打印的產品形狀和特征完全相同，但兩個產品中每個位置打印的材料對應相反；

單一材料打印時，在主打印基板對應的第一料盒（4）中填裝所需打印材料，第一電機（1）驅動橫梁（2）將第一料盒（4）對應的噴頭調整到主打印基板上方進行打印，主打印基板上方的噴頭進行打印工作，保證耗材與熔融工作同步進行；

雙材料打印時，兩個料盒分別填裝兩種不同的耗材，兩個噴頭進行相同的打印工作，保證材料進絲和沉積過程同步進行，且保證耗材與熔融工作同步進行；當目標件需要切換材料時，通過將橫梁（2）旋轉180°以實現兩噴頭的快速切換；

雙材料打印中，在調平噴頭與打印基板相對位置時，兩個噴頭與其對應的打印基板的位置為同時調平，實現鏡像3D打印。

2.根據權利要求1所述的鏡像3D打印擠出裝置，其特征在于，所述冷卻裝置由固定在橫梁（2）上的蓄水盒（3）、與蓄水盒（3）相連通的進水管（11）、與進水管（11）相連通的冷卻腔（15）和與冷卻腔（15）相連通的出水管（12），進水管（11）的上部和出水管（12）的上部均置于橫梁（2）內部，進水管（11）的下部和出水管（12）的下部均置于材料擠出加熱模塊（6）內部；

冷卻腔（15）的上部和下部分別與進水管（11）的出水口和出水管（12）的進口相連，進水管（11）的進水口與蓄水盒（3）的出水口相連，出水管（12）的出口與蓄水盒（3）側壁開口相連，出水管（12）的管路上外接水泵，驅動冷卻水依次經蓄水盒（3）、進水管（11）、冷卻腔（15）、出水管（12）循環至蓄水盒（3）內；

冷卻腔（15）密封包裹在進料管（13）的外壁，通過冷卻腔（15）內的循環冷卻水對進料管（13）內未進入加熱區域的打印材料進行降溫。

3.根據權利要求1所述的鏡像3D打印擠出裝置，其特征在于，所述材料擠出加熱模塊（6）還包括第二電機（19）、齒輪機構（14）和加熱裝置，齒輪機構（14）、加熱裝置和進料管（13）均置于材料擠出加熱模塊（6）的殼體內部，進料管（13）的上部延伸出材料擠出加熱模塊（6）并貫穿橫梁（2）的端部與料盒相連；

齒輪機構（14）設置在進料管（13）的管路中，由外殼和置于外殼內的兩個齒輪組成，兩個齒輪間隔設置，中間留有使打印材料通過的空隙，通過兩個齒輪的擠壓輸送，將打印材料向加熱裝置的方向輸送；第二電機（19）用于驅動齒輪機構（14）的一個齒輪轉動。

4.根據權利要求3所述的鏡像3D打印擠出裝置，其特征在于，所述加熱裝置為加熱銅塊（16），包裹在靠近噴頭處進料管（13）的外部。