CN106891003A - 一种配料精确且混合均匀的智能型3d打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种配料精确且混合均匀的智能型3D打印机，包括加热装置和若干送料单元，送料单元包括原料盒，原料盒内设有控料机构，控料机构包括调速块、第四驱动电机、第三连杆、滑环、顶杆、底杆和两个支杆，加热装置内设有两个搅拌单元，搅拌单元包括支板、第五驱动电机、第五驱动轴和若干桨叶。该配料精确且混合均匀的智能型3D打印机通过原料盒中的第三驱动电机改变调速块的高度位置，并由压力传感器的压力数据为反馈，实现调速块精确移动，从而准确控制了物料的流通速度，实现精确配料，不仅如此，通过加热装置内的两个搅拌单元对进入的各物料进行充分混合，保证打印样品材质和质量的同时进一步提高了设备的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印设备领域，特别涉及一种配料精确且混合均匀的智能型3D打印机。
背景技术
3D打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品，通过逐层打印的方式来构造物体，将数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序，把产品一层层制造出来。
为了保证打印样品材质的多样性，3D打印机通常会以多种金属粉末材质为原料进行混合打印，但是在打印过程中，由于各种材质的配比不精确，导致打印成品的质量较差，使用寿命短暂，不仅如此，在打印机的加热装置内部，通常未对各种材料进行充分混合后就由打印喷头直接打印出，这样做直接致使打印产品内部的各种材质混合不均匀，从而进一步降低了打印成品的质量和打印机的实用性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种配料精确且混合均匀的智能型3D打印机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种配料精确且混合均匀的智能型3D打印机，包括底座、平板、顶板、平面移动机构、加热装置、打印喷头、两个升降单元和若干送料单元，所述底座上设有若干USB接口和若干控制按钮、两个所述升降单元分别设置在底座的两侧，所述顶板设置在升降单元的上方，所述平板设置在两个升降单元之间，所述升降单元与平板传动连接，所述平面移动机构设置在顶板的下方且与加热装置传动连接，所述打印喷头固定在加热装置的下方；
所述送料单元包括原料盒、进料管和料管，所述原料盒的底端固定在顶板上，所述进料管设置在原料盒的上方且与原料盒连通，所述原料盒通过料管与加热装置连通；
所述原料盒内设有控料机构，所述控料机构包括调速块、驱动机构、设置在驱动机构下方的连接机构和设置在驱动机构两侧的侧板，所述侧板固定在原料盒内，所述驱动机构包括第四驱动电机、第三连杆、滑环和顶杆，所述第四驱动电机固定在原料盒内且与第三连杆传动连接，所述第三连杆与滑环铰接，所述滑环套设在顶杆上，所述连接机构包括底杆和两个支杆，两个所述支杆分别设置在底杆的两端，所述底杆的两端分别通过两个支杆与顶杆的两端固定连接，所述调速块的顶端固定与底杆固定连接，所述调速块的底端设置在料管内，所述调速块的形状为圆锥形；
所述加热装置的顶部设有进料口，所述加热装置的底部设有出料口，所述料管通过进料口与加热装置连通，所述加热装置通过出料口与打印喷头连通，所述加热装置内设有两个搅拌单元，所述搅拌单元包括支板、第五驱动电机、第五驱动轴和若干搅拌组件，所述支板固定在加热装置两侧的内壁上，所述支板的竖向截面的形状为圆弧形且圆弧形截面的圆形位于支板的下方，所述第五驱动电机固定在支板的下方且与第五驱动轴传动连接，所述搅拌组件从上而下依次均匀分布在第五驱动轴上，所述搅拌组件包括若干桨叶，所述桨叶周向均匀分布在第五驱动轴的外侧。
作为优选，为了实现平面打印功能，所述平面移动机构包括第一移动机构、第二移动机构和移动块，所述第一移动机构与第二移动机构传动连接，所述第二移动机构与移动块传动连接，所述加热装置固定在移动块的下方，所述第一移动机构包括第二驱动电机、驱动齿轮和滑杆，所述第二驱动电机固定在平板上且与驱动齿轮传动连接，所述滑杆靠近驱动齿轮的一侧设有条形齿，所述滑杆上的条形齿与驱动齿轮相啮合。
作为优选，为了固定滑杆的移动方向，所述滑杆上设有开口，所述开口内设有两个限位杆，所述限位杆固定在平板上。
作为优选，为了实现平面打印功能，所述第二移动机构包括第三驱动电机、第一连杆、第二连杆、滑块和固定杆，所述第三驱动电机固定在滑杆上且与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与滑块铰接，所述滑块套设在固定杆上，所述固定杆与第三驱动电机固定连接，所述移动块与滑块固定连接。
作为优选，为了辅助支撑固定杆，所述第二移动机构还包括固定块，所述固定块固定在平板上且与固定杆固定连接。
作为优选，为了精确控制调速块的移动，所述调速块的两侧设有反馈单元，所述反馈单元包括压力传感器和弹簧，所述压力传感器固定在原料盒内的底板且通过弹簧与底杆连接，所述弹簧处于压缩状态。
作为优选，为了实现逐层打印功能，所述升降单元包括第一驱动电机、缓冲块、第一驱动轴和套环，所述第一驱动电机固定在底座上，所述缓冲块固定在顶板的下方，所述第一驱动轴设置在第一驱动电机和缓冲块之间，所述第一驱动电机与第一驱动轴传动连接，所述套环套设在第一驱动轴上且与平板固定连接，所述第一驱动轴的外周上设有外螺纹，所述套环内设有内螺纹，所述套环内的内螺纹与第一驱动轴上的外螺纹相匹配。
作为优选，为了加强物料混合均匀效果，所述桨叶上设有若干通孔。
作为优选，为了方便加热的物料流出，所述加热装置内设有两个导向板，所述导向板成V形分布固定在加热装置内。
作为优选，为了固定第五驱动轴的转动位置，所述加热装置的底部设有两个限位环，所述限位环的数量与搅拌单元的数量相等且一一对应吗，所述限位环固定在加热装置内的底部且套设在第五驱动轴上。
该3D打印机在打印过程中，由各个送料单元给加热装置提供不同的原料，为了精确控制各种原料的用量，使打印时配料精确，由原料盒中的控料机构控制流到料管中的原料，在控料机构中，由第四驱动电机带动第三连杆转动，使滑环在顶杆移动的同时，带动顶杆进行高度位置的改变，从而调节底杆的高度，带动调速块进行升降，从而改变控制料管中的剩余空间，进而调节物料的流通速度，为了精确控制流通速度，利用调速块两侧的反馈单元中的压力传感器检测到的弹簧的作用力数据，从而确定底杆的高度位置，实现堵塞块的精确移动，从而准确控制原料的输送速度，实现精确配料。该配料精确且混合均匀的智能型3D打印机通过原料盒中的第三驱动电机改变调速块的高度位置，并由压力传感器的压力数据为反馈，实现调速块精确移动，从而准确控制了物料的流通速度，实现精确配料。
各种原料进入加热装置后，为了能保证各种原料混合均匀，从而保证打印成品的质量，利用加热装置中的两个搅拌单元对进入的各原料尽心充分混合，在搅拌单元中，物料从支板的上方向下滑落，同时第五驱动电机带动第五驱动轴沿其中心轴线转动，使各搅拌组件进行原料充分混合，在搅拌组件中，由各桨叶周向均匀设置在第五驱动轴上，桨叶转动，带动物料混合，同时桨叶上的通孔有利于加热装置内的物料间进行相互流通，从而进一步保证物料的充分混合。该配料精确且混合均匀的智能型3D打印机通过加热装置内的两个搅拌单元对进入的各物料进行充分混合，保证打印样品材质和质量的同时进一步提高了设备的实用性。
本发明的有益效果是，该配料精确且混合均匀的智能型3D打印机通过原料盒中的第三驱动电机改变调速块的高度位置，并由压力传感器的压力数据为反馈，实现调速块精确移动，从而准确控制了物料的流通速度，实现精确配料，不仅如此，通过加热装置内的两个搅拌单元对进入的各物料进行充分混合，保证打印样品材质和质量的同时进一步提高了设备的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的配料精确且混合均匀的智能型3D打印机的结构示意图；
图2是本发明的配料精确且混合均匀的智能型3D打印机的平面移动机构的结构示意图；
图3是本发明的配料精确且混合均匀的智能型3D打印机的控料机构的结构示意图；
图4是本发明的配料精确且混合均匀的智能型3D打印机的搅拌机构的结构示意图；
图中：1.底座，2.第一驱动电机，3.缓冲块，4.第一驱动轴，5.套环，6.平板，7.顶板，8.原料盒，9.进料管，10.料管，11.平面移动机构，12.加热装置，13.打印喷头，14.USB接口，15.控制按钮，16.第二驱动电机，17.驱动齿轮，18.滑杆，19.条形齿，20.开口，21.限位杆，22.第三驱动电机，23.第一连杆，24.第二连杆，25.滑块，26.导向板，27.固定杆，28.固定块，29.移动块，30.侧板，31.压力传感器，32.弹簧，33.调速块，34.第四驱动电机，35.第三连杆，36.滑环，37.顶杆，38.支杆，39.底杆，40.进料口，41.出料口，42.支板，43.第五驱动电机，44.第五驱动轴，45.桨叶，46.通孔，47.限位环。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图4所示，一种配料精确且混合均匀的智能型3D打印机，包括底座1、平板6、顶板7、平面移动机构11、加热装置12、打印喷头13、两个升降单元和若干送料单元，所述底座1上设有若干USB接口14和若干控制按钮15、两个所述升降单元分别设置在底座1的两侧，所述顶板7设置在升降单元的上方，所述平板6设置在两个升降单元之间，所述升降单元与平板6传动连接，所述平面移动机构11设置在顶板7的下方且与加热装置12传动连接，所述打印喷头13固定在加热装置12的下方；
所述送料单元包括原料盒8、进料管9和料管10，所述原料盒8的底端固定在顶板7上，所述进料管9设置在原料盒8的上方且与原料盒8连通，所述原料盒8通过料管10与加热装置12连通；
所述原料盒8内设有控料机构，所述控料机构包括调速块33、驱动机构、设置在驱动机构下方的连接机构和设置在驱动机构两侧的侧板30，所述侧板30固定在原料盒8内，所述驱动机构包括第四驱动电机34、第三连杆35、滑环36和顶杆37，所述第四驱动电机34固定在原料盒8内且与第三连杆35传动连接，所述第三连杆35与滑环36铰接，所述滑环36套设在顶杆37上，所述连接机构包括底杆39和两个支杆38，两个所述支杆38分别设置在底杆39的两端，所述底杆39的两端分别通过两个支杆38与顶杆37的两端固定连接，所述调速块33的顶端固定与底杆39固定连接，所述调速块33的底端设置在料管10内，所述调速块33的形状为圆锥形；
所述加热装置12的顶部设有进料口40，所述加热装置12的底部设有出料口41，所述料管10通过进料口40与加热装置12连通，所述加热装置12通过出料口41与打印喷头13连通，所述加热装置12内设有两个搅拌单元，所述搅拌单元包括支板42、第五驱动电机43、第五驱动轴44和若干搅拌组件，所述支板42固定在加热装置12两侧的内壁上，所述支板42的竖向截面的形状为圆弧形且圆弧形截面的圆形位于支板42的下方，所述第五驱动电机43固定在支板42的下方且与第五驱动轴44传动连接，所述搅拌组件从上而下依次均匀分布在第五驱动轴44上，所述搅拌组件包括若干桨叶45，所述桨叶45周向均匀分布在第五驱动轴44的外侧。
作为优选，为了实现平面打印功能，所述平面移动机构11包括第一移动机构、第二移动机构和移动块29，所述第一移动机构与第二移动机构传动连接，所述第二移动机构与移动块29传动连接，所述加热装置12固定在移动块29的下方，所述第一移动机构包括第二驱动电机16、驱动齿轮17和滑杆18，所述第二驱动电机16固定在平板6上且与驱动齿轮7传动连接，所述滑杆18靠近驱动齿轮17的一侧设有条形齿19，所述滑杆18上的条形齿19与驱动齿轮17相啮合。
作为优选，为了固定滑杆18的移动方向，所述滑杆18上设有开口20，所述开口20内设有两个限位杆21，所述限位杆21固定在平板6上。
作为优选，为了实现平面打印功能，所述第二移动机构包括第三驱动电机22、第一连杆23、第二连杆23、滑块25和固定杆27，所述第三驱动电机22固定在滑杆18上且与第一连杆23传动连接，所述第一连杆23通过第二连杆24与滑块25铰接，所述滑块25套设在固定杆27上，所述固定杆27与第三驱动电机22固定连接，所述移动块29与滑块25固定连接。
作为优选，为了辅助支撑固定杆27，所述第二移动机构还包括固定块28，所述固定块28固定在平板4上且与固定杆27固定连接。
作为优选，为了精确控制调速块33的移动，所述调速块33的两侧设有反馈单元，所述反馈单元包括压力传感器31和弹簧32，所述压力传感器31固定在原料盒8内的底板且通过弹簧32与底杆39连接，所述弹簧32处于压缩状态。
作为优选，为了实现逐层打印功能，所述升降单元包括第一驱动电机2、缓冲块3、第一驱动轴4和套环5，所述第一驱动电机2固定在底座1上，所述缓冲块3固定在顶板7的下方，所述第一驱动轴4设置在第一驱动电机2和缓冲块3之间，所述第一驱动电机2与第一驱动轴4传动连接，所述套环5套设在第一驱动轴4上且与平板6固定连接，所述第一驱动轴4的外周上设有外螺纹，所述套环5内设有内螺纹，所述套环5内的内螺纹与第一驱动轴4上的外螺纹相匹配。
作为优选，为了加强物料混合均匀效果，所述桨叶45上设有若干通孔46。
作为优选，为了方便加热的物料流出，所述加热装置12内设有两个导向板26，所述导向板26成V形分布固定在加热装置12内。
作为优选，为了固定第五驱动轴44的转动位置，所述加热装置12的底部设有两个限位环47，所述限位环47的数量与搅拌单元的数量相等且一一对应吗，所述限位环47固定在加热装置12内的底部且套设在第五驱动轴44上。
该3D打印机在打印过程中，由各个送料单元给加热装置12提供不同的原料，为了精确控制各种原料的用量，使打印时配料精确，由原料盒8中的控料机构控制流到料管10中的原料，在控料机构中，由第四驱动电机34带动第三连杆35转动，使滑环36在顶杆37移动的同时，带动顶杆37进行高度位置的改变，从而调节底杆39的高度，带动调速块33进行升降，从而改变控制料管10中的剩余空间，进而调节物料的流通速度，为了精确控制流通速度，利用调速块33两侧的反馈单元中的压力传感器31检测到的弹簧32的作用力数据，从而确定底杆39的高度位置，实现堵塞块33的精确移动，从而准确控制原料的输送速度，实现精确配料。该配料精确且混合均匀的智能型3D打印机通过原料盒8中的第三驱动电机34改变调速块33的高度位置，并由压力传感器31的压力数据为反馈，实现调速块33精确移动，从而准确控制了物料的流通速度，实现精确配料。
各种原料进入加热装置12后，为了能保证各种原料混合均匀，从而保证打印成品的质量，利用加热装置12中的两个搅拌单元对进入的各原料尽心充分混合，在搅拌单元中，物料从支板42的上方向下滑落，同时第五驱动电机43带动第五驱动轴44沿其中心轴线转动，使各搅拌组件进行原料充分混合，在搅拌组件中，由各桨叶45周向均匀设置在第五驱动轴44上，桨叶45转动，带动物料混合，同时桨叶45上的通孔46有利于加热装置12内的物料间进行相互流通，从而进一步保证物料的充分混合。该配料精确且混合均匀的智能型3D打印机通过加热装置12内的两个搅拌单元对进入的各物料进行充分混合，保证打印样品材质和质量的同时进一步提高了设备的实用性。
与现有技术相比，该配料精确且混合均匀的智能型3D打印机通过原料盒8中的第三驱动电机34改变调速块33的高度位置，并由压力传感器31的压力数据为反馈，实现调速块33精确移动，从而准确控制了物料的流通速度，实现精确配料，不仅如此，通过加热装置12内的两个搅拌单元对进入的各物料进行充分混合，保证打印样品材质和质量的同时进一步提高了设备的实用性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种配料精确且混合均匀的智能型3D打印机，其特征在于，包括底座(1)、平板(6)、顶板(7)、平面移动机构(11)、加热装置(12)、打印喷头(13)、两个升降单元和若干送料单元，所述底座(1)上设有若干USB接口(14)和若干控制按钮(15)、两个所述升降单元分别设置在底座(1)的两侧，所述顶板(7)设置在升降单元的上方，所述平板(6)设置在两个升降单元之间，所述升降单元与平板(6)传动连接，所述平面移动机构(11)设置在顶板(7)的下方且与加热装置(12)传动连接，所述打印喷头(13)固定在加热装置(12)的下方；
所述送料单元包括原料盒(8)、进料管(9)和料管(10)，所述原料盒(8)的底端固定在顶板(7)上，所述进料管(9)设置在原料盒(8)的上方且与原料盒(8)连通，所述原料盒(8)通过料管(10)与加热装置(12)连通；
所述原料盒(8)内设有控料机构，所述控料机构包括调速块(33)、驱动机构、设置在驱动机构下方的连接机构和设置在驱动机构两侧的侧板(30)，所述侧板(30)固定在原料盒(8)内，所述驱动机构包括第四驱动电机(34)、第三连杆(35)、滑环(36)和顶杆(37)，所述第四驱动电机(34)固定在原料盒(8)内且与第三连杆(35)传动连接，所述第三连杆(35)与滑环(36)铰接，所述滑环(36)套设在顶杆(37)上，所述连接机构包括底杆(39)和两个支杆(38)，两个所述支杆(38)分别设置在底杆(39)的两端，所述底杆(39)的两端分别通过两个支杆(38)与顶杆(37)的两端固定连接，所述调速块(33)的顶端固定与底杆(39)固定连接，所述调速块(33)的底端设置在料管(10)内，所述调速块(33)的形状为圆锥形；
所述加热装置(12)的顶部设有进料口(40)，所述加热装置(12)的底部设有出料口(41)，所述料管(10)通过进料口(40)与加热装置(12)连通，所述加热装置(12)通过出料口(41)与打印喷头(13)连通，所述加热装置(12)内设有两个搅拌单元，所述搅拌单元包括支板(42)、第五驱动电机(43)、第五驱动轴(44)和若干搅拌组件，所述支板(42)固定在加热装置(12)两侧的内壁上，所述支板(42)的竖向截面的形状为圆弧形且圆弧形截面的圆形位于支板(42)的下方，所述第五驱动电机(43)固定在支板(42)的下方且与第五驱动轴(44)传动连接，所述搅拌组件从上而下依次均匀分布在第五驱动轴(44)上，所述搅拌组件包括若干桨叶(45)，所述桨叶(45)周向均匀分布在第五驱动轴(44)的外侧。
2.如权利要求1所述的配料精确且混合均匀的智能型3D打印机，其特征在于，所述平面移动机构(11)包括第一移动机构、第二移动机构和移动块(29)，所述第一移动机构与第二移动机构传动连接，所述第二移动机构与移动块(29)传动连接，所述加热装置(12)固定在移动块(29)的下方，所述第一移动机构包括第二驱动电机(16)、驱动齿轮(17)和滑杆(18)，所述第二驱动电机(16)固定在平板(6)上且与驱动齿轮(7)传动连接，所述滑杆(18)靠近驱动齿轮(17)的一侧设有条形齿(19)，所述滑杆(18)上的条形齿(19)与驱动齿轮(17)相啮合。
3.如权利要求2所述的配料精确且混合均匀的智能型3D打印机，其特征在于，所述滑杆(18)上设有开口(20)，所述开口(20)内设有两个限位杆(21)，所述限位杆(21)固定在平板(6)上。
4.如权利要求2所述的配料精确且混合均匀的智能型3D打印机，其特征在于，所述第二移动机构包括第三驱动电机(22)、第一连杆(23)、第二连杆(23)、滑块(25)和固定杆(27)，所述第三驱动电机(22)固定在滑杆(18)上且与第一连杆(23)传动连接，所述第一连杆(23)通过第二连杆(24)与滑块(25)铰接，所述滑块(25)套设在固定杆(27)上，所述固定杆(27)与第三驱动电机(22)固定连接，所述移动块(29)与滑块(25)固定连接。
5.如权利要求2所述的配料精确且混合均匀的智能型3D打印机，其特征在于，所述第二移动机构还包括固定块(28)，所述固定块(28)固定在平板(4)上且与固定杆(27)固定连接。
6.如权利要求1所述的配料精确且混合均匀的智能型3D打印机，其特征在于，所述调速块(33)的两侧设有反馈单元，所述反馈单元包括压力传感器(31)和弹簧(32)，所述压力传感器(31)固定在原料盒(8)内的底板且通过弹簧(32)与底杆(39)连接，所述弹簧(32)处于压缩状态。
7.如权利要求1所述的配料精确且混合均匀的智能型3D打印机，其特征在于，所述升降单元包括第一驱动电机(2)、缓冲块(3)、第一驱动轴(4)和套环(5)，所述第一驱动电机(2)固定在底座(1)上，所述缓冲块(3)固定在顶板(7)的下方，所述第一驱动轴(4)设置在第一驱动电机(2)和缓冲块(3)之间，所述第一驱动电机(2)与第一驱动轴(4)传动连接，所述套环(5)套设在第一驱动轴(4)上且与平板(6)固定连接，所述第一驱动轴(4)的外周上设有外螺纹，所述套环(5)内设有内螺纹，所述套环(5)内的内螺纹与第一驱动轴(4)上的外螺纹相匹配。
8.如权利要求1所述的配料精确且混合均匀的智能型3D打印机，其特征在于，所述桨叶(45)上设有若干通孔(46)。
9.如权利要求1所述的配料精确且混合均匀的智能型3D打印机，其特征在于，所述加热装置(12)内设有两个导向板(26)，所述导向板(26)成V形分布固定在加热装置(12)内。
10.如权利要求1所述的配料精确且混合均匀的智能型3D打印机，其特征在于，所述加热装置(12)的底部设有两个限位环(47)，所述限位环(47)的数量与搅拌单元的数量相等且一一对应吗，所述限位环(47)固定在加热装置(12)内的底部且套设在第五驱动轴(44)上。
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