[發(fā)明專利]一種分段加熱的聚合物3D打印輕量化螺桿擠出裝置在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202310041470.1 | 申請日： | 2023-01-13 |
| 公開（公告）號： | CN116118178A | 公開（公告）日： | 2023-05-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 趙丹陽;段飛 | 申請（專利權(quán)）人： | 大連理工大學(xué) |
| 主分類號： | B29C64/106 | 分類號： | B29C64/106;B29C64/209;B29C64/295;B29C64/20;B29C64/393;B28B1/00;B33Y30/00;B33Y50/02 |
| 代理公司： | 大連理工大學(xué)專利中心 21200 | 代理人： | 關(guān)慧貞 |
| 地址： | 116024 遼*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 分段 加熱 聚合物 打印 量化 螺桿 擠出 裝置 | ||
1.一種分段加熱的聚合物3D打印輕量化螺桿擠出裝置，其特征是，該裝置由螺桿擠出組件、儲料倉組件和轉(zhuǎn)接頭組件組成；
所述螺桿擠出組件中，步進(jìn)電機(jī)(1)下端安裝有上隔熱墊(2)，通過4個中空的隔熱定位套(3)與上端安裝的下隔熱墊(9)的料腔(10)相連，并用上隔熱螺釘(4)緊固；料腔(10)與擠出螺桿(12)為間隙配合，通過料腔(10)頂端的自潤滑軸承(11)對二者進(jìn)行同軸度定位；步進(jìn)電機(jī)傳動軸通過聯(lián)軸器部分與擠出螺桿(12)連接，聯(lián)軸器部分由同軸的上法蘭(5)、隔熱環(huán)(6)和下法蘭(7)構(gòu)成，通過中隔熱螺釘(8)緊固；上、下法蘭(5、7)與電機(jī)軸和擠出螺桿(12)間設(shè)置有防松頂絲，將步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳遞給擠出螺桿(12)；料腔(10)下端設(shè)有定位孔，通過同軸的過渡套(14)與熱端板(15)裝配，并用下隔熱螺釘(18)緊固；集成了加熱電阻和熱敏電阻的料腔加熱片(13)包覆在料腔(10)中部外表面上，熱端板(15)上加工有安裝孔，用來安裝加熱棒(19)和熱敏電阻(20)；通過3D打印機(jī)PID溫控系統(tǒng)實現(xiàn)料腔(10)和熱端板(15)的獨立加熱；熱端板(15)下端通過螺紋與擠出頭(16)連接，其周向裝有保溫套(17)；
所述儲料倉組件由氣管(21)、氣動接頭(22)、針筒蓋(23)、活塞(24)、魯爾口不銹鋼針筒(25)和針筒加熱片(26)組成，針筒蓋(23)與針筒(25)間設(shè)置有氟膠墊(30)，確保兩者間的氣密性；針筒加熱片(26)集成了加熱電阻和熱敏電阻包覆在針筒(25)外圓上，通過3D打印機(jī)PID溫控系統(tǒng)，實現(xiàn)儲料倉組件的獨立加熱；
所述轉(zhuǎn)接頭組件由魯爾轉(zhuǎn)接頭(27)、90°轉(zhuǎn)接頭(28)和轉(zhuǎn)接頭加熱片(29)組成，魯爾轉(zhuǎn)接頭(27)與90°轉(zhuǎn)接頭(28)為螺紋連接；轉(zhuǎn)接頭加熱片(29)集成了加熱電阻和熱敏電阻包覆在90°轉(zhuǎn)接頭(28)外表面上，通過3D打印機(jī)PID溫控系統(tǒng)，實現(xiàn)儲料倉組件的獨立加熱；其中，魯爾轉(zhuǎn)接頭(27)與魯爾口不銹鋼針筒(25)密封連接，90°轉(zhuǎn)接頭(28)通過螺紋與料腔(10)表面的進(jìn)料口連接，將儲料倉組件與螺桿擠出組件裝配成一體。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分段加熱的聚合物3D打印輕量化螺桿擠出裝置，其特征是，該裝置中采用分段加熱方式，利用料腔加熱片(13)，熱端板(15)，加熱棒(19)，針筒加熱片(26)，轉(zhuǎn)接頭加熱片(29)獨立加熱件分別安裝在螺桿擠出組件、儲料倉組件和轉(zhuǎn)接頭組件中，通過3D打印機(jī)PID溫控系統(tǒng)，實現(xiàn)聚合物在儲料倉、轉(zhuǎn)接頭、料腔和擠出頭內(nèi)的分段加熱，合理調(diào)控聚合物的粘度和流動性，滿足3D打印要求。
3.依據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種分段加熱的聚合物3D打印輕量化螺桿擠出裝置，其特征是，該裝置采用了輕量化設(shè)計，螺桿擠出組件中聯(lián)軸器部分的上、下法蘭(5、7)、料腔(10)和熱端(15)均選用高強(qiáng)度鋁合金材質(zhì)；隔熱定位套(3)、聯(lián)軸器部分的隔熱環(huán)(6)、上、中、下隔熱螺釘(4、8、18)選用輕質(zhì)的PEEK材料，滿足高傳熱和有效隔熱的功能性要求同時，大幅降低螺桿擠出組件的重量。
4.依據(jù)權(quán)利要求3所述的一種分段加熱的聚合物3D打印輕量化螺桿擠出裝置，其特征是，該裝置采用了隔熱材質(zhì)制作上、下隔熱墊(2、9)、隔熱環(huán)(6)、上、中、下隔熱螺釘(4、8、18)；還在料腔(10)與熱端板(15)間設(shè)計了隔熱間隙(A)，與兩者配合的過渡套(14)采用導(dǎo)熱率遠(yuǎn)低于鋁合金的P20材質(zhì)；連接料腔(10)與熱端板(15)的緊固件采用PEEK材質(zhì)的下隔熱螺釘(18)，使得料腔(10)與熱端板(15)間溫差達(dá)到100℃；步進(jìn)電機(jī)部位也采用了隔熱措施，步進(jìn)電機(jī)軸和料腔上端面安裝石棉材質(zhì)的上、下隔熱墊(2、9)，連接二者用的隔熱定位套(3)和上隔熱螺釘(4)選擇耐高溫、隔熱的PEEK塑料；連接電機(jī)軸和擠出螺桿(12)的聯(lián)軸器部分安裝有隔熱環(huán)(6)，聯(lián)軸器的緊固也選擇了PEEK材質(zhì)的中隔熱螺釘(8)。
5.依據(jù)權(quán)利要求4所述的一種分段加熱的聚合物3D打印輕量化螺桿擠出裝置，其特征是，該裝置中儲料倉組件頂部設(shè)置有氣管(21)，當(dāng)原料粘度較高、流動阻力較大時，通入壓縮空氣，配合活塞使用，提高供料效率。
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