CN113246470B - 一种适用于大型fdm设备的多功能线材收纳箱及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及3D打印设备技术领域，方案提供一种适用于大型FDM设备的多功能线材收纳箱，包括有箱体，所述箱体顶端设置有箱门，所述箱体的三面为玻璃视窗，所述箱体内部并排设置有两组测重料架，两组测重料架上均安装有线材卷，所述箱体内腔左壁中部设有凹槽，所述凹槽内设置有线材接续器，所述箱体的前面左部由上而下依次设置有操作面板、温度湿度显示屏和线材参数显示屏，可实现大型FDM设备在长时间工作时线材供应的保障具体体现为对高分子线材的干燥、除尘以及重量与有效供应时间的检测与反馈，并对即将消耗完毕的材料进行接合以保持大型FDM设备长时间的工作，可有效防止FDM设备出现喷头堵塞、线材变质、线材用尽或线材浪费等情况。

Description

一种适用于大型FDM设备的多功能线材收纳箱及其使用方法
技术领域
本发明涉及3D打印设备技术领域，具体涉及到熔融沉积型等供应线材的3D打印设备的配套辅助设备。
背景技术
熔融沉积成型技术(FDM)作为一种3D打印技术因其操作简单、设备成本低、安全无毒等优点在各行业受到广泛的应用。FDM技术通过将热塑性线材熔融挤出后沿预设路径层层堆叠，从而得到三维立体实物。在机械、建筑、船舶与艺术设计等领域，当成品对精度要求不高时，考虑到成本原因常常将FDM作为对于特制件或是模型的首选成型方式。
伴随着3D打印的微型化与大型化发展趋势以及各行业对特制件需求的提升，FDM设备也逐渐扩大其打印行程，但与SLA与3DP等加注光敏树脂或环氧树脂的设备相比，FDM设备的打印能力也受到线材的影响。对于大型的FDM设备，线材的供应不仅会限制其制件的规格，同时由于长时间的打印进程，线材暴露在空气中易受潮变质或是由于积灰导致喷头堵塞，造成制件质量降低或是在打印过程中报废。因此防潮防尘以及线材的更换成了大型FDM设备长时间运作不可避免的问题。在目前已有的专利技术中，对于线材的供应与储存大多设备只能解决单一的问题，对于解决FDM设备长时间运作的线材供应综合需求问题，以及配合FDM设备实现自动运行的能力还有待改进。
因此，本发明设计了一种适用于大型FDM设备的多功能线材收纳箱及其使用方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种适用于大型FDM设备的多功能线材收纳箱及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于大型FDM设备的多功能线材收纳箱，包括有箱体，所述箱体顶端设置有箱门，所述箱体的三面为玻璃视窗，所述箱体内部并排设置有两组测重料架，两组测重料架上均安装有线材卷，所述箱体内腔左壁中部设有凹槽，所述凹槽内设置有线材接续器，所述箱体的前面左部由上而下依次设置有操作面板、温度湿度显示屏和线材参数显示屏，所述箱体内腔左后方上侧设置有干燥空气进口，所述箱体右壁下侧前部设置有出风口，所述箱体后面左部下侧设置有空气进口，所述空气进口的上侧设置有积水出口，所述箱体的左面中部偏上位置设置有线材出口，所述箱体左部内侧设置有空气加热机构。
优选的，所述空气加热机构包含冷凝管、空气进管、加热器、积水回流管以及空气出管，所述空气进管以及空气出管分别连接在冷凝管的上下端，所述空气进管的另一端连接空气进口，所述空气出管的另一端连接干燥空气进口，所述积水回流管连接在空气进管上，且积水回流管靠近冷凝管底端，所述空气进管的***设置有加热器。
优选的，所述加热器为电阻加热模块。
优选的，所述出风口内设置有滤网。
优选的，所述箱体内设置有温湿度传感器，所述温湿度传感器与温度湿度显示屏电性连接。
优选的，所述线材卷5的重量为1-2kg。
一种适用于大型FDM设备的多功能线材收纳箱的使用方法，包含以下步骤：
S1、使用前，打开箱门，将两组线材卷分别置于两组测重料架上，两组线材其中一组为主用线材，另一组为备用线材，将主用线材穿过线材接续器后从线材出口引出与FDM设备连接，将备用线材与线材接续器与接续进口连接备用；然后关上箱门，并启动空气加热机构，直至温度湿度显示屏显示的箱内温度达到设定区间；
S2、工作时，FDM设备牵引主用线材进行3D打印加工，当主用线材即将消耗结束，线材接续器启动接续动作，使得备用线材前端与主用线材后端续接；
S3、工作过程中，两组测重料架可分别对两卷线材卷进行测量，并根据测量的结果计算线材的平均消耗速度，并根据剩余重量计算线材能维持工作的时间；重量、消耗速度与使用时间会显示在左侧的线材参数显示屏中；当剩余时间较短时，操作人员可根据实际情况对线材进行调整。
优选的，S1中，空气从空气进管进入，经过加热后向上输送至冷凝管内，空气中的水分预冷凝结在冷凝管内壁，同时干燥的热空气也得以降温，降温后的干燥空气被输送至箱体中，多余的积水则向下流动通过积水回流管排出。
优选的，S1中，所述箱体内的温度设定区间为30-50℃，所述箱体内的相对湿度<25％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、可保障大型FDM设备长时间工作时的线材供应，且不影响FDM设备的工作进程，不需要暂停设备即可完场自动接续线材，提高设备的自动化程度并降低了打印的故障率。
2、该设备也便于在3D打印的进程中更换不同颜色或材质的线材，可增强FDM设备的工艺能力，连同增大制件的体型，上述两点可在保证成品质量的前提下扩大一台固定FDM设备的适用范围。
3、线材收纳箱可对不同重量规格的标准线材进行存储，并对其剩余质量和剩余有效供应时间进行实时监测和反馈，以便于操作人员对设备进行管理与维护，特别是对线材交替接续情况的控制。
4、线材收纳箱可对存储在内部的线材进行干燥处理，并在出口端进行除尘，当FDM设备长时间运作时可保障供应线材的质量并降低FEM设备喷头的堵塞概率，提高制件的质量降低并FDM设备故障率。
5、设备集成多种功能，可满足大型FDM设备长时间运作所需的综合性线材供应需求，且设备结构简单可靠、成本低，便于清理或拆卸维修。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明线材盒正面结构示意图；
图2为本发明线材盒背面结构示意图；
图3为本发明空气干燥方法示意图；
图4为本发明线材接续器示意图。
附图标记如下：
1-箱体、2-箱门、3-玻璃视窗、4-测重料架、5-线材卷、6-凹槽、7-线材接续器、8-操作面板、9-温度湿度显示屏、10-线材参数显示屏、11-干燥空气进口，12-出风口，13-空气进口，14-积水出口，15-线材出口，16-冷凝管，17-空气进管，18-加热器，19-积水回流管，20-空气出管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如附图1-4所示，本发明提供一种技术方案：
一种适用于大型FDM设备的多功能线材收纳箱，包括有箱体1，箱体1顶端设置有箱门2，箱体1的三面为玻璃视窗3，便于观察箱内的情况以及放置和取出线材，箱体1内部并排设置有两组测重料架4，两组测重料架4上均安装有线材卷5，箱体1内腔左壁中部设有凹槽6，凹槽6内设置有线材接续器7，箱体1的前面左部由上而下依次设置有操作面板8、温度湿度显示屏9和线材参数显示屏10，箱体1内腔左后方上侧设置有干燥空气进口11，箱体1右壁下侧前部设置有出风口12，箱体1后面左部下侧设置有空气进口13，空气进口13的上侧设置有积水出口14，箱体1的左面中部偏上位置设置有线材出口15，箱体1左部内侧设置有空气加热机构。
进一步的，空气加热机构包含冷凝管16、空气进管17、加热器18、积水回流管19以及空气出管20，空气进管17以及空气出管20分别连接在冷凝管16的上下端，空气进管17的另一端连接空气进口13，空气出管20的另一端连接干燥空气进口11，积水回流管19连接在空气进管17上，且积水回流管19靠近冷凝管16底端，空气进管17的***设置有加热器18，其中，冷凝管的层数为5-8层。
进一步的，加热器18为电阻加热模块。
进一步的，出风口12内设置有滤网，防止灰尘进入。
进一步的，箱体1内设置有温湿度传感器，温湿度传感器与温度湿度显示屏9电性连接。
进一步的，线材卷5的重量为1-2kg。
使用方法：
S1、使用前，打开箱门2，将两组线材卷5分别置于两组测重料架4上，两组线材其中一组为主用线材，另一组为备用线材，将主用线材穿过线材接续器7后从线材出口15引出与FDM设备连接，将备用线材与线材接续器7与接续进口连接备用；然后关上箱门2，并启动空气加热机构，直至温度湿度显示屏9显示的箱内温度达到设定区间；
S2、工作时，FDM设备牵引主用线材进行3D打印加工，当主用线材即将消耗结束，线材接续器7启动接续动作，使得备用线材前端与主用线材后端续接；
S3、工作过程中，两组测重料架4可分别对两卷线材卷5进行测量，并根据测量的结果计算线材的平均消耗速度，并根据剩余重量计算线材能维持工作的时间；重量、消耗速度与使用时间会显示在左侧的线材参数显示屏10中；当剩余时间较短时，操作人员可根据实际情况对线材进行调整。
进一步的，S1中，空气从空气进管17进入，经过加热后向上输送至冷凝管16内，空气中的水分预冷凝结在冷凝管16内壁，同时干燥的热空气也得以降温，降温后的干燥空气被输送至箱体1中，多余的积水则向下流动通过积水回流管19排出。
进一步的，S1中，箱体1内的温度设定区间为30-50℃，箱体1内的相对湿度<25％。
如图2所示，操作人员可根据环境情况通过操作面板8，调节干燥部分的加热温度，以较低的能耗维持不同材料对环境的温度与湿度要求。同时根据不同材料的熔融温度调节接续过程中热风装置的温度，使材料能够顺利的完成接续。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种适用于大型FDM设备的多功能线材收纳箱，其特征在于，包括有箱体(1)，所述箱体(1)顶端设置有箱门(2)，所述箱体(1)的三面为玻璃视窗(3)，所述箱体(1)内部并排设置有两组测重料架(4)，两组测重料架(4)上均安装有线材卷(5)，所述箱体(1)内腔左壁中部设有凹槽(6)，所述凹槽(6)内设置有线材接续器(7)，所述箱体(1)的前面左部由上而下依次设置有操作面板(8)、温度湿度显示屏(9)和线材参数显示屏(10)，所述箱体(1)内腔左后方上侧设置有干燥空气进口(11)，所述箱体(1)右壁下侧前部设置有出风口(12)，所述箱体(1)后面左部下侧设置有空气进口(13)，所述空气进口(13)的上侧设置有积水出口(14)，所述箱体(1)的左面中部偏上位置设置有线材出口(15)，所述箱体(1)左部内侧设置有空气加热机构。
2.根据权利要求1所述的一种适用于大型FDM设备的多功能线材收纳箱，其特征在于：所述空气加热机构包含冷凝管(16)、空气进管(17)、加热器(18)、积水回流管(19)以及空气出管(20)，所述空气进管(17)以及空气出管(20)分别连接在冷凝管(16)的上下端，所述空气进管(17)的另一端连接空气进口(13)，所述空气出管(20)的另一端连接干燥空气进口(11)，所述积水回流管(19)连接在空气进管(17)上，且积水回流管(19)靠近冷凝管(16)底端，所述空气进管(17)的***设置有加热器(18)。
3.根据权利要求2所述的一种适用于大型FDM设备的多功能线材收纳箱，其特征在于：所述加热器(18)为电阻加热模块。
4.根据权利要求1所述的一种适用于大型FDM设备的多功能线材收纳箱，其特征在于：所述出风口(12)内设置有滤网。
5.根据权利要求1所述的一种适用于大型FDM设备的多功能线材收纳箱，其特征在于：所述箱体(1)内设置有温湿度传感器，所述温湿度传感器与温度湿度显示屏(9)电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种适用于大型FDM设备的多功能线材收纳箱，其特征在于：所述线材卷(5)的重量为1-2kg。
7.如权利要求1所述的一种适用于大型FDM设备的多功能线材收纳箱的使用方法，其特征在于，包含以下步骤：
S1、使用前，打开箱门(2)，将两组线材卷(5)分别置于两组测重料架(4)上，两组线材其中一组为主用线材，另一组为备用线材，将主用线材穿过线材接续器(7)后从线材出口(15)引出与FDM设备连接，将备用线材与线材接续器(7)与接续进口连接备用；然后关上箱门(2)，并启动空气加热机构，直至温度湿度显示屏(9)显示的箱内温度达到设定区间；
S2、工作时，FDM设备牵引主用线材进行3D打印加工，当主用线材即将消耗结束，线材接续器(7)启动接续动作，使得备用线材前端与主用线材后端续接；
S3、工作过程中，两组测重料架(4)可分别对两卷线材卷(5)进行测量，并根据测量的结果计算线材的平均消耗速度，并根据剩余重量计算线材能维持工作的时间；重量、消耗速度与使用时间会显示在左侧的线材参数显示屏(10)中；当剩余时间较短时，操作人员可根据实际情况对线材进行调整。
8.根据权利要求7所述的一种适用于大型FDM设备的多功能线材收纳箱的使用方法，其特征在于，S1中，空气从空气进管(17)进入，经过加热后向上输送至冷凝管(16)内，空气中的水分预冷凝结在冷凝管(16)内壁，同时干燥的热空气也得以降温，降温后的干燥空气被输送至箱体(1)中，多余的积水则向下流动通过积水回流管(19)排出。
9.根据权利要求7所述的一种适用于大型FDM设备的多功能线材收纳箱的使用方法，其特征在于，S1中，所述箱体(1)内的温度设定区间为30-50℃，所述箱体(1)内的相对湿度<25％。
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