風(fēng)冷一體式并聯(lián)臂三維打印機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于三維成型技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)冷一體式并聯(lián)臂三維打印機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]三維打印技術(shù)，是以計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)模型為藍(lán)本，通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng)，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細(xì)胞組織等特殊材料進(jìn)行逐層堆積黏結(jié)，最終疊加成型，制造出實(shí)體產(chǎn)品。三維打印將三維實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€(gè)二維平面，通過對材料處理并逐層疊加進(jìn)行生產(chǎn)，大大降低了制造的復(fù)雜度。這種數(shù)字化制造模式直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中便可生成任何形狀的零件。熔融沉積造型(FDM)技術(shù)是三維打印技術(shù)中的一個(gè)主流技術(shù)，F(xiàn)DM技術(shù)是將CAD模型分為一層層極薄的截面，生成控制三維打印機(jī)噴嘴移動(dòng)軌跡的二維幾何信息。三維打印機(jī)的加熱頭把熱熔性材料(ABS樹脂、尼龍、蠟等)加熱到臨界狀態(tài)，呈現(xiàn)半流體性質(zhì)，在計(jì)算機(jī)控制下，沿CAD確定的二維幾何信息運(yùn)動(dòng)軌跡，擠出頭將半流動(dòng)狀態(tài)的材料擠壓出來，凝固形成輪廓形狀的薄層。當(dāng)一層完畢后，通過垂直升降系統(tǒng)降下新形成層，進(jìn)行固化。這樣層層堆積粘結(jié)，自下而上形成該模型的三維實(shí)體。
[0003]應(yīng)用FDM技術(shù)的三維打印機(jī)的關(guān)鍵問題之一是成型精度問題，影響成型精度的因素有很多，包括機(jī)架強(qiáng)度、傳動(dòng)穩(wěn)定性以及對熱熔性材料進(jìn)行冷卻的問題等。機(jī)架強(qiáng)度不足會(huì)導(dǎo)致打印機(jī)在工作過程中出現(xiàn)裝配尺寸的變化，對成型精度造成影響；強(qiáng)度不足還會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)穩(wěn)定性不高，打印頭行走過程中機(jī)架出現(xiàn)震動(dòng)，使打印精度降低；熱熔性材料經(jīng)擠出頭擠出后冷卻太慢，會(huì)出現(xiàn)熱熔性材料被重力自然拉長，導(dǎo)致打印出來的模型出現(xiàn)變形的問題。所以，為提高打印精度，亟需對現(xiàn)有的三維打印機(jī)進(jìn)行改進(jìn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、強(qiáng)度高、傳動(dòng)穩(wěn)定性好、縮短熱熔性材料冷卻時(shí)間、提升打印精度的風(fēng)冷一體式并聯(lián)臂三維打印機(jī)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:風(fēng)冷一體式并聯(lián)臂三維打印機(jī)，包括呈正三角形結(jié)構(gòu)的底座，底座上在三個(gè)頂角處分別垂直設(shè)有三根支撐柱，三根支撐柱頂部水平設(shè)有安裝板，安裝板上設(shè)有原料擠出機(jī)，每根支撐柱內(nèi)側(cè)沿垂直方向滑動(dòng)設(shè)有滑車，支撐柱與滑車之間設(shè)有直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，每個(gè)滑車內(nèi)側(cè)均鉸接有相同結(jié)構(gòu)的并聯(lián)臂，并聯(lián)臂的下端鉸接有擠出工作臺(tái)，擠出工作臺(tái)的中心處設(shè)有擠出頭，擠出頭的進(jìn)口端通過原料管與原料擠出機(jī)的出料口連接，擠出頭外部包裹有加熱器；擠出工作臺(tái)底部一側(cè)通過連接板連接有冷風(fēng)發(fā)生器；
[0006]冷風(fēng)發(fā)生器包括渦輪風(fēng)機(jī)、殼體和半導(dǎo)體制冷片，半導(dǎo)體制冷片設(shè)在殼體內(nèi)，半導(dǎo)體制冷片的制冷面連接有位于殼體內(nèi)的內(nèi)散熱片，半導(dǎo)體制冷片的制熱面連接有伸出殼體的外散熱片，殼體外設(shè)有對外散熱片進(jìn)行散熱的散熱風(fēng)扇，殼體的一側(cè)與渦輪風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口連接，殼體的另一側(cè)連接有導(dǎo)風(fēng)罩，導(dǎo)風(fēng)罩的出口連接有冷卻噴嘴，冷卻噴嘴的出風(fēng)口朝向擠出頭的出口，冷卻噴嘴上部與連接板固定連接；
[0007]支撐柱中部沿垂直方向設(shè)有滑道，支撐柱內(nèi)側(cè)沿垂直方向設(shè)有與滑道連通的導(dǎo)向孔，直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與滑車連接的連接座，連接座上設(shè)有位于滑道內(nèi)的永磁鐵和光柵讀數(shù)頭，支撐柱上沿滑道內(nèi)壁自上而下設(shè)有與光柵讀數(shù)頭對應(yīng)的光柵標(biāo)尺以及與永磁鐵位置對應(yīng)的感應(yīng)線圈；
[0008]底座側(cè)部設(shè)有電控裝置，電控裝置分別與原料擠出機(jī)、加熱器、渦輪風(fēng)機(jī)、半導(dǎo)體制冷片和直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。
[0009]所述底座上設(shè)有位于三根支撐柱之間的固定板。
[0010]采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0011 ] 1、每根支撐柱與對應(yīng)滑車之間設(shè)置的直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，滑車上下移動(dòng)更平穩(wěn)，從而確保并聯(lián)臂帶動(dòng)擠出工作臺(tái)運(yùn)行更加平穩(wěn)，另外采用光柵讀數(shù)頭與光柵標(biāo)尺對應(yīng)的定位讀數(shù)結(jié)構(gòu)，打印結(jié)果更精準(zhǔn)。
[0012]2、冷風(fēng)發(fā)生器與擠出工作臺(tái)之間采用一體連接式結(jié)構(gòu)，使得整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，使得產(chǎn)生的冷氣很快能吹到擠出頭出口部位，并且省去了風(fēng)管，冷風(fēng)不會(huì)通過較長的風(fēng)管與外界進(jìn)行熱交換，從而提高冷卻效率和效果。半導(dǎo)體制冷片的制冷面產(chǎn)生的冷氣通過內(nèi)散熱片進(jìn)行擴(kuò)散，經(jīng)渦輪風(fēng)機(jī)的吹拂，冷氣依次通過導(dǎo)風(fēng)罩和冷卻噴嘴噴向擠出頭的出口處，擠出頭將半流動(dòng)狀態(tài)的材料擠壓出來，經(jīng)冷風(fēng)的強(qiáng)力冷卻，迅速凝固形成輪廓形狀的薄層。這樣就避免冷卻時(shí)間過長，導(dǎo)致熱熔型材料由于自身重力作用產(chǎn)生變形的情況發(fā)生。半導(dǎo)體制冷片的制熱面所產(chǎn)生的熱量經(jīng)外散熱片的散熱并經(jīng)散熱風(fēng)扇的吹拂，散熱效果大大增強(qiáng)。
[0013]綜上所述，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)穩(wěn)定性高，對擠出的熱熔性材料進(jìn)行及時(shí)冷卻，打印出來的產(chǎn)品不會(huì)出現(xiàn)變形，打印精度大大提高。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3是圖1中冷風(fēng)發(fā)生器的立體結(jié)構(gòu)放大圖；
[0017]圖4是圖2中C-C剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1-圖4所示，本實(shí)用新型的風(fēng)冷一體式并聯(lián)臂三維打印機(jī)，包括呈正三角形結(jié)構(gòu)的底座1，底座I上在三個(gè)頂角處分別垂直設(shè)有三根支撐柱2，三根支撐柱2頂部水平設(shè)有安裝板3，安裝板3上設(shè)有原料擠出機(jī)4，每根支撐柱2內(nèi)側(cè)沿垂直方向滑動(dòng)設(shè)有滑車6，支撐柱2與滑車6之間設(shè)有直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，每個(gè)滑車6內(nèi)側(cè)均鉸接有相同結(jié)構(gòu)的并聯(lián)臂7，并聯(lián)臂7的下端鉸接有擠出工作臺(tái)8，擠出工作臺(tái)8的中心處設(shè)有擠出頭9，擠出頭9的進(jìn)口端通過原料管10與原料擠出機(jī)4的出料口連接，擠出頭9外部包裹有加熱器
11;擠出工作臺(tái)8底部一側(cè)通過連接板30連接有冷風(fēng)發(fā)生器5。
[0019]冷風(fēng)發(fā)生器5包括渦輪風(fēng)機(jī)12、殼體13和半導(dǎo)體制冷片14，半導(dǎo)體制冷片14設(shè)在殼體13內(nèi)，半導(dǎo)體制冷片14的制冷面連接有位于殼體13內(nèi)的內(nèi)散熱片15，半導(dǎo)體制冷片14的制熱面連接有伸出殼體13的外散熱片16，殼體13外設(shè)有對外散熱片16進(jìn)行散熱的散熱風(fēng)扇17，殼體13的一側(cè)與渦輪風(fēng)機(jī)12的出風(fēng)口連接，殼體13的另一側(cè)連接有導(dǎo)風(fēng)罩18，導(dǎo)風(fēng)罩18的出口連接有冷卻噴嘴20，冷卻噴嘴20的出風(fēng)口朝向擠出頭9的出口，冷卻噴嘴20上部與連接板30固定連接。
[0020]支撐柱2中部沿垂直方向設(shè)有滑道21，支撐柱2內(nèi)側(cè)沿垂直方向設(shè)有與滑道21連通的導(dǎo)向孔22，直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與滑車6連接的連接座23，連接座23上設(shè)有位于滑道21內(nèi)的永磁鐵24和光柵讀數(shù)頭25，支撐柱2上沿滑道21內(nèi)壁自上而下設(shè)有與光柵讀數(shù)頭25對應(yīng)的光柵標(biāo)尺26以及與永磁鐵24位置對應(yīng)的感應(yīng)線圈27。
[0021]底座I側(cè)部設(shè)有電控裝置29，電控裝置29分別與原料擠出機(jī)4、加熱器11、渦輪風(fēng)機(jī)12、半導(dǎo)體制冷片14和直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。
[0022]底座I上設(shè)有位于三根支撐柱2之間的固定板28。
[0023]每根支撐柱2與對應(yīng)滑車6之間設(shè)置的直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)(與直線電機(jī)的原理相同)，滑車6上下移動(dòng)更平穩(wěn)，從而確保并聯(lián)臂7帶動(dòng)擠出工作臺(tái)8運(yùn)行更加平穩(wěn)，另外采用光柵讀數(shù)頭25與光柵標(biāo)尺26對應(yīng)的定位讀數(shù)結(jié)構(gòu)，打印結(jié)果更精準(zhǔn)。
[0024]半導(dǎo)體制冷片14的制冷面產(chǎn)生的冷氣通過內(nèi)散熱片15進(jìn)行擴(kuò)散，經(jīng)渦輪風(fēng)機(jī)12的吹拂，冷氣依次通過導(dǎo)風(fēng)罩18和冷卻噴嘴20噴向擠出頭9的出口處，擠出頭9將半流動(dòng)狀態(tài)的材料擠壓出來，經(jīng)冷風(fēng)的強(qiáng)力冷卻，迅速凝固形成輪廓形狀的薄層。這樣就避免冷卻時(shí)間過長，導(dǎo)致熱熔型材料由于自身重力作用產(chǎn)生變形的情況發(fā)生。半導(dǎo)體制冷片14的制熱面所產(chǎn)生的熱量經(jīng)外散熱片16的散熱并經(jīng)散熱風(fēng)扇17的吹拂，散熱效果大大增強(qiáng)。
[0025]本實(shí)施例并非對本實(shí)用新型的形狀、材料、結(jié)構(gòu)等作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.風(fēng)冷一體式并聯(lián)臂三維打印機(jī)，其特征在于:包括呈正三角形結(jié)構(gòu)的底座，底座上在三個(gè)頂角處分別垂直設(shè)有三根支撐柱，三根支撐柱頂部水平設(shè)有安裝板，安裝板上設(shè)有原料擠出機(jī)，每根支撐柱內(nèi)側(cè)沿垂直方向滑動(dòng)設(shè)有滑車，支撐柱與滑車之間設(shè)有直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，每個(gè)滑車內(nèi)側(cè)均鉸接有相同結(jié)構(gòu)的并聯(lián)臂，并聯(lián)臂的下端鉸接有擠出工作臺(tái)，擠出工作臺(tái)的中心處設(shè)有擠出頭，擠出頭的進(jìn)口端通過原料管與原料擠出機(jī)的出料口連接，擠出頭外部包裹有加熱器；擠出工作臺(tái)底部一側(cè)通過連接板連接有冷風(fēng)發(fā)生器； 冷風(fēng)發(fā)生器包括渦輪風(fēng)機(jī)、殼體和半導(dǎo)體制冷片，半導(dǎo)體制冷片設(shè)在殼體內(nèi)，半導(dǎo)體制冷片的制冷面連接有位于殼體內(nèi)的內(nèi)散熱片，半導(dǎo)體制冷片的制熱面連接有伸出殼體的外散熱片，殼體外設(shè)有對外散熱片進(jìn)行散熱的散熱風(fēng)扇，殼體的一側(cè)與渦輪風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口連接，殼體的另一側(cè)連接有導(dǎo)風(fēng)罩，導(dǎo)風(fēng)罩的出口連接有冷卻噴嘴，冷卻噴嘴的出風(fēng)口朝向擠出頭的出口，冷卻噴嘴上部與連接板固定連接； 支撐柱中部沿垂直方向設(shè)有滑道，支撐柱內(nèi)側(cè)沿垂直方向設(shè)有與滑道連通的導(dǎo)向孔，直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與滑車連接的連接座，連接座上設(shè)有位于滑道內(nèi)的永磁鐵和光柵讀數(shù)頭，支撐柱上沿滑道內(nèi)壁自上而下設(shè)有與光柵讀數(shù)頭對應(yīng)的光柵標(biāo)尺以及與永磁鐵位置對應(yīng)的感應(yīng)線圈； 底座側(cè)部設(shè)有電控裝置，電控裝置分別與原料擠出機(jī)、加熱器、渦輪風(fēng)機(jī)、半導(dǎo)體制冷片和直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)冷一體式并聯(lián)臂三維打印機(jī)，其特征在于:所述底座上設(shè)有位于三根支撐柱之間的固定板。
【專利摘要】風(fēng)冷一體式并聯(lián)臂三維打印機(jī)，包括呈正三角形結(jié)構(gòu)的底座，底座上在三個(gè)頂角處分別垂直設(shè)有三根支撐柱，三根支撐柱頂部水平設(shè)有安裝板，安裝板上設(shè)有原料擠出機(jī)，每根支撐柱內(nèi)側(cè)沿垂直方向滑動(dòng)設(shè)有滑車，支撐柱與滑車之間設(shè)有直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，每個(gè)滑車內(nèi)側(cè)均鉸接有相同結(jié)構(gòu)的并聯(lián)臂，并聯(lián)臂的下端鉸接有擠出工作臺(tái)，擠出工作臺(tái)的中心處設(shè)有擠出頭，擠出頭的進(jìn)口端通過原料管與原料擠出機(jī)的出料口連接，擠出頭外部包裹有加熱器；擠出工作臺(tái)底部一側(cè)通過連接板連接有冷風(fēng)發(fā)生器。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)穩(wěn)定性高，對擠出的熱熔性材料進(jìn)行及時(shí)冷卻，打印出來的產(chǎn)品不會(huì)出現(xiàn)變形，打印精度大大提高。
【IPC分類】B29C67/00, B33Y30/00
【公開號(hào)】CN204914593
【申請?zhí)枴緾N201520685573
【發(fā)明人】陳永方, 王震虎, 劉揚(yáng), 陳幫軍
【申請人】黃河科技學(xué)院
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月7日