CN113119461B - 一种可调节气压的3d打印装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可调节气压的3D打印装置，涉及3D打印技术领域，包括3D打印机箱体，所述3D打印机箱体内设有底座和打印设备，所述底座上设有加工台以及对加工台进行限位的限位组件，所述3D打印机箱体上设有调节加工台高度的升降部件，所述3D打印机箱体侧面设有对其内部进行散热的散热部件，所述3D打印机箱体背面安装支撑板，所述支撑板上安装真空泵，所述真空泵上设有连接管和导流管，所述导流管上设有真空阀且连通3D打印机箱体内部，所述3D打印机箱体正面安装密封门，通过设置真空泵，设置有真空阀可以对气压大小进行控制；通过控制环境气压来调节FDM制品在成型过程中的温度变化和降温速度，进而有效提高打印制品的精度和力学性能。

Description

一种可调节气压的3D打印装置
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种可调节气压的3D打印装置。
背景技术
近年来，3D打印技术受到各行各业的广泛关注，与传统制造技术相比，3D打印技术能够实现复杂零部件的制造，缩短制品研发时间，生产出传统加工方法难以加工的制品，在汽车工业、能源产业、商业机器、医疗器械、航空航天等领域有着巨大的应用前景。
熔融沉积成型(fused deposition modeling，FDM)是3D打印技术中最常见的技术之一，其基本过程是将热塑性塑料、低熔点金属线材加热至熔融状态，按照预设的运动轨迹沉积在工作平台、逐层堆积、冷却定型，可以用“点动成线、线动成面、面动成体”来概括，然而，熔融沉积材料在打印过程中迅速降温，从而导致残余应力的积累，进而影响打印制品的尺寸精度和力学强度，因此，部分企业一直研究通过控制环境气压来调节对流换热的强度，进一步调节FDM制品成型过程中温度变化，虽初有成效，但在真空环境中，热量无法通过与气体的强制对流换热的方式散发，即风扇将失去散热功能，导致散热肋片内的导管温度升高、打印线材受热后刚性下降，喷嘴挤出所需的压力不足，造成喷头堵塞，因此，需要提供一种可调节气压的3D打印装置解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可调节气压的3D打印装置，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。
一种可调节气压的3D打印装置，包括3D打印机箱体，所述3D打印机箱体内设有底座和打印设备，所述底座上设有加工台以及对加工台进行限位的限位组件，所述3D打印机箱体上设有调节加工台高度的升降部件，所述3D打印机箱体侧面设有对其内部进行散热的散热部件，所述3D打印机箱体背面安装支撑板，所述支撑板上安装真空泵，所述真空泵上设有连接管和导流管，所述导流管上设有真空阀且连通3D打印机箱体内部，所述3D打印机箱体正面安装密封门。
优选的，所述散热部件包括固定连接于3D打印机箱体外侧壁的水箱，所述水箱的侧壁上穿插有数个散热鳍片，所述水箱内安装有水泵且水泵上设有进水管，所述打印设备的打印头外侧连接有导热环，所述导热环外安装有导流板，所述导流板外套接有密封套，所述进水管连通密封套，所述密封套上设有出水管，所述出水管另一端连通至水箱内。
优选的，所述水箱上安装有支撑架，所述支撑架上安装有风扇。
优选的，所述升降部件包括安装于3D打印机箱体上表面的两个支撑块，两个支撑块间转动连接转轴一，所述转轴一一端连接电机的输出轴，所述电机安装于其中一个支撑块上，所述转轴两端均套接有转辊，所述转辊外固定连接连接绳的一端，所述连接绳的另一端穿过至3D打印机箱体内并与底座固定连接。
优选的，所述加工台两侧开有卡槽，所述限位组件包括安装于底座内的双向丝杆，所述双向丝杆外连接有第一锥齿轮，所述底座内壁转动连接有转轴二，所述转轴二的一端设有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述转轴二的另一端延伸至底座外并固定连接有转块，所述双向丝杆两侧均螺纹连接有螺套，所述螺套的一端穿过底座上的滑槽并固定连接有连接架，所述连接架的一端固定连接有卡块，所述卡块与卡槽插接。
优选的，所述密封门上设有把手。
本发明的优点在于：(1)水泵将水通过进水管输送到密封套内，密封套顺着导流板流动，将导热环上的热量进行吸收，然后通过出水管流回到散热部件内，达到对打印设备散热的效果，防止导热环上的温度高于打印材料的玻璃化转变温度，且散热鳍片将水中的热量进行吸收，风扇启动对散热鳍片进行散热，从而可以使得散热部件内部的水可以循环使用，有利于节约水资源，且通过水进行散热，无需采用风扇在3D打印机箱体内部进行使用，能够避免3D打印机箱体内部空气流动对打印出来的产品造成影响，有利于提高打印的质量，以及可以提高打印头的使用寿命。
(2)转动转块带动转轴二上的第二锥齿轮转动，第二锥齿轮通过转块带动双向丝杆转动，双向丝杆转动带动轴套上的连接架进行移动，卡块随着连接架进行移动，卡块通过卡槽将加工台卡住，便于对加工台的安装和拆卸，方便对其进行更换和清理。
(3)电机启动带动转轴一转动，转辊随着转轴一转动，继而可以将连接绳进行收卷或者下降，底座随着连接绳进行移动，能够进行调节高度，方便打印头对产品进行制造。
(4)通过设置真空泵，设置有真空阀可以对气压大小进行控制；通过控制环境气压来调节FDM制品在成型过程中的温度变化和降温速度，进而有效提高打印制品的精度和力学性能。
附图说明
图1、2为本发明不同角度的结构示意图。
图3为本发明内部结构示意图。
图4为本发明中密封套的内部结构示意图。
图5为本发明中升降部件的结构示意图。
图6为本发明中底座的内部结构示意图。
图7为本发明中双向丝杆的结构示意图。
其中，1、3D打印机箱体；2、密封门；3、把手；4、散热部件；401、水箱；402、散热鳍片；403、水泵；404、进水管；405、密封套；406、导热环；407、出水管；408、支撑架；409、风扇；410、导流板；5、升降部件；501、电机；502、转轴一；503、转辊；504、连接绳；505、支撑块；6、支撑板；7、真空泵；8、连接管；9、导流管；10、真空阀；11、打印设备；13、底座；14、加工台；15、双向丝杆；16、第一锥齿轮；17、转轴二；18、第二锥齿轮；19、转块；20、螺套；21、连接架；22、卡块；23、卡槽。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图7所示，一种可调节气压的3D打印装置，包括3D打印机箱体1，所述3D打印机箱体1内设有底座13和打印设备11，所述底座13上设有加工台14以及对加工台14进行限位的限位组件，所述3D打印机箱体1上设有调节加工台14高度的升降部件5，所述3D打印机箱体1侧面设有对其内部进行散热的散热部件4，所述3D打印机箱体1背面安装支撑板6，所述支撑板6上安装真空泵7，所述真空泵7上设有连接管8和导流管9，所述导流管9上设有真空阀10且连通3D打印机箱体1内部，所述3D打印机箱体1正面安装密封门2。
在本实施例中，所述散热部件4包括固定连接于3D打印机箱体1外侧壁的水箱401，所述水箱401的侧壁上穿插有数个散热鳍片402，所述水箱401内安装有水泵403且水泵403上设有进水管404，所述打印设备11的打印头外侧连接有导热环406，所述导热环406外安装有导流板410，所述导流板410外套接有密封套405，所述进水管404连通密封套405，所述密封套405上设有出水管407，所述出水管407另一端连通至水箱401内。
在本实施例中，所述水箱401上安装有支撑架408，所述支撑架408上安装有风扇409。
在本实施例中，所述升降部件5包括安装于3D打印机箱体1上表面的两个支撑块505，两个支撑块505间转动连接转轴一502，所述转轴一502一端连接电机501的输出轴，所述电机501安装于其中一个支撑块505上，所述转轴502两端均套接有转辊503，所述转辊503外固定连接连接绳504的一端，所述连接绳504的另一端穿过至3D打印机箱体1内并与底座13固定连接。
在本实施例中，所述加工台14两侧开有卡槽23，所述限位组件包括安装于底座13内的双向丝杆15，所述双向丝杆15外连接有第一锥齿轮16，所述底座13内壁转动连接有转轴二17，所述转轴二17的一端设有与第一锥齿轮16啮合的第二锥齿轮18，所述转轴二17的另一端延伸至底座13外并固定连接有转块19，所述双向丝杆15两侧均螺纹连接有螺套20，所述螺套20的一端穿过底座13上的滑槽并固定连接有连接架21，所述连接架21的一端固定连接有卡块22，所述卡块22与卡槽23插接。
在本实施例中，所述密封门2上设有把手3。
工作过程及原理：工作人员启动设备，启动真空泵7，通过导流管9将3D打印机箱体1内空气从连接管8排出，电机501启动带动转轴一502转动，转辊503随着转轴一502转动，继而可以将连接绳504进行收卷或者下降，底座13随着连接绳504进行移动，根据打印设备11打印进行调节自身的位置，导热环406将打印设备11产生的热量进行吸收，随后水泵403将水通过进水管404输送到密封套405内，密封套405顺着导流板410流动，将导热环406上的热量进行吸收，然后通过出水管407流回到散热部件4内，达到对打印设备11散热的效果，且散热鳍片402将水中的热量进行吸收，风扇409启动对散热鳍片402进行散热，然后水泵403启动通过进水管404将水输送到密封套405内，进行循环散热，打印过后将密封门2打开，将成品取走，当需要对加工台14进行更换和清理时，转动转块19带动转轴二17上的第二锥齿轮18转动螺套20上的连接架21进行移动，卡块22随着连接架21向两侧进行移动，使得连接架21脱离卡槽23，即可将加工台14取走，清理或者更换以及维修过后，重新放置在加工台14上，反转转块19，卡块22随着连接架21向中间进行移动，卡块22通过卡槽23将加工台14卡住即可。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (2)

1.一种可调节气压的3D打印装置，其特征在于，包括3D打印机箱体(1)，所述3D打印机箱体(1)内设有底座(13)和打印设备(11)，所述底座(13)上设有加工台(14)以及对加工台(14)进行限位的限位组件，所述3D打印机箱体(1)上设有调节加工台(14)高度的升降部件(5)，所述3D打印机箱体(1)侧面设有对其内部进行散热的散热部件(4)，所述3D打印机箱体(1)背面安装支撑板(6)，所述支撑板(6)上安装真空泵(7)，所述真空泵(7)上设有连接管(8)和导流管(9)，所述导流管(9)上设有真空阀(10)且连通3D打印机箱体(1)内部，所述3D打印机箱体(1)正面安装密封门(2)；所述散热部件(4)包括固定连接于3D打印机箱体(1)外侧壁的水箱(401)，所述水箱(401)的侧壁上穿插有数个散热鳍片(402)，所述水箱(401)内安装有水泵(403)且水泵(403)上设有进水管(404)，所述打印设备(11)的打印头外侧连接有导热环(406)，所述导热环(406)外安装有导流板(410)，所述导流板(410)外套接有密封套(405)，所述进水管(404)连通密封套(405)，所述密封套(405)上设有出水管(407)，所述出水管(407)另一端连通至水箱(401)内；所述水箱(401)上安装有支撑架(408)，所述支撑架(408)上安装有风扇(409)；所述升降部件(5)包括安装于3D打印机箱体(1)上表面的两个支撑块(505)，两个支撑块(505)间转动连接转轴一(502)，所述转轴一(502)一端连接电机(501)的输出轴，所述电机(501)安装于其中一个支撑块(505)上，所述转轴一(502)两端均套接有转辊(503)，所述转辊(503)外固定连接连接绳(504)的一端，所述连接绳(504)的另一端穿过至3D打印机箱体(1)内并与底座(13)固定连接；所述加工台(14)两侧开有卡槽(23)，所述限位组件包括安装于底座(13)内的双向丝杆(15)，所述双向丝杆(15)外连接有第一锥齿轮(16)，所述底座(13)内壁转动连接有转轴二(17)，所述转轴二(17)的一端设有与第一锥齿轮(16)啮合的第二锥齿轮(18)，所述转轴二(17)的另一端延伸至底座(13)外并固定连接有转块(19)，所述双向丝杆(15)两侧均螺纹连接有螺套(20)，所述螺套(20)的一端穿过底座(13)上的滑槽并固定连接有连接架(21)，所述连接架(21)的一端固定连接有卡块(22)，所述卡块(22)与卡槽(23)插接；所述密封门(2)上设有把手(3)。
2.根据权利要求1所述的一种可调节气压的3D打印装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、工作人员启动设备，启动真空泵(7)，通过导流管(9)将3D打印机箱体(1)内空气从连接管(8)排出；
步骤二、电机(501)启动带动转轴一(502)转动，转辊(503)随着转轴一(502)转动，继而可以将连接绳(504)进行收卷或者下降，底座(13)随着连接绳(504)进行移动；
步骤三、根据打印设备(11)打印进行调节自身的位置，导热环(406)将打印设备(11)产生的热量进行吸收，随后水泵(403)将水通过进水管(404)输送到密封套(405)内，密封套(405)顺着导流板(410)流动，将导热环(406)上的热量进行吸收，然后通过出水管(407)流回到散热部件(4)内，达到对打印设备(11)散热的效果，且散热鳍片(402)将水中的热量进行吸收，风扇(409)启动对散热鳍片(402)进行散热；
步骤四、然后水泵(403)启动通过进水管(404)将水输送到密封套(405)内，进行循环散热，打印过后将密封门(2)打开，将成品取走；
步骤五、当需要对加工台(14)进行更换和清理时，转动转块(19)带动转轴二(17)上的第二锥齿轮(18)转动螺套(20)上的连接架(21)进行移动，卡块(22)随着连接架(21)向两侧进行移动，使得连接架(21)脱离卡槽(23)，即可将加工台(14)取走；
步骤六、清理或者更换以及维修过后，重新放置在加工台(14)上，反转转块(19)，卡块(22)随着连接架(21)向中间进行移动，卡块(22)通过卡槽(23)将加工台(14)卡住即可。
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