CN208855043U - 一种使用液压传动技术的3d打印设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种使用液压传动技术的3D打印设备,包括3D打印部分,所述3D打印部分包括打印头和驱动装置,所述打印头安装在驱动装置上,还包括液压传动部分,所述液压传动部分包括电机、液压泵、液压缸和溢流阀,所述电机连接液压泵,所述液压泵连接液压缸,所述液压缸用于把膏状物质挤到打印头,所述溢流阀接在液压泵的输出端,由于液压传动本身就是高压传动,即使膏状物质存储罐和打印头的距离很远,液压传动部分也能实现对膏状物质的长距离输送,且在液压传动部分的压力过大时,液压传动部分中的溢流阀能对液压传动部分进行泄压,即对液压传动部分进行反馈控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及3D打印技术领域,特别涉及一种使用液压传动技术的3D打印设备。
背景技术
3D打印技术是快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或粉末状塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
目前,国内外运用膏状物质的3D打印技术尚处于不成熟阶段,主要原因是膏状物质的输送技术不成熟,在使用膏状物质进行3D打印的过程中,如何将膏状物质稳定地、源源不断地输送到打印头,一直是技术难题。目前3D打印物质的输送方法有气压输送法和螺杆挤压法,其中气压输送法由于空气的压力无法达到一定的高度值,导致不能长距离输送膏状物质。而在采用螺杆挤压法输送膏状物质时,由于是采用螺杆挤压膏状物质,***难以对膏状物质进行反馈控制,从而难以精确地控制螺杆的动作。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种3D打印设备,其在运用膏状物质进行3D打印时,能长距离输送膏状物质且能实现反馈控制。
为了解决上述技术问题,本实用新型提供一种使用液压传动技术的3D打印设备,包括3D打印部分,所述3D打印部分包括打印头和驱动装置,所述打印头安装在驱动装置上,还包括液压传动部分,所述液压传动部分包括电机、液压泵、液压缸和溢流阀,所述电机连接液压泵,所述液压泵连接液压缸,所述液压缸用于把膏状物质挤到打印头,所述溢流阀接在液压泵的输出端。
优选地,所述液压传动部分还包括换向阀,所述液压缸包括推头,所述换向阀接在液压泵和液压缸之间以使液压缸的推头伸出、回缩或保持不动。
优选地,所述换向阀包括第一接口、第二接口、第三接口和第四接口,所述液压缸包括移动板、后端口和前端口,所述移动板设在后端口和前端口之间,所述推头安装在移动板上,所述第一接口连接连接液压泵的输出端,第二接口连接后端口,第三接口连接前端口,第四接口连接油箱。
优选地,所述液压传动部分还包括调速阀,所述调速阀接在换向阀和液压缸之间。
优选地,所述3D打印部分还包括打印头卡箍,所述驱动装置连接打印头卡箍,所述打印头卡箍箍住打印头。
优选地,所述驱动装置有三个,这三个驱动装置采用DELTA结构安装在3D打印架的内部。
优选地,所述驱动装置采用笛卡尔空间坐标系的结构安装在3D打印架的内部。
优选地,所述打印头有多个,每个打印头输出不同的膏状物质。
本实用新型具有以下有益效果:因为液压传动本身就是高压传动,所以使用液压传动部分来向3D打印部分输送膏状物质的话,即使膏状物质存储罐和打印头的距离很远,液压传动部分也能实现对膏状物质的长距离输送,且在液压传动部分的压力过大时,液压传动部分中的溢流阀能对液压传动部分进行泄压,即对液压传动部分进行反馈控制。
附图说明
图1是液压传动的3D打印设备的结构示意图;
图2是单柱塞泵的结构示意图;
图3是换向阀6、调速阀7和液压缸8的连接结构放大图。
附图标记说明:1-油箱;2-液压泵;3-溢流阀;4-油管;5-压力表;6-换向阀;7-调速阀;8-液压缸;9-膏状物质存储罐;10-膏状物质;11-3D打印架;12-驱动装置;13-打印头卡箍;14-膏状物质成型物;15-平台;16-打印头;17-输送管;18-液压油;19-电机;20-凸轮;21-柱塞;22-缸体;23-进液单向阀;24-出液单向阀;25-传动轴;61-第一接口;62-第二接口;63-第三接口;64-第四接口;81-移动板;82-后端口;83-前端口;84-推头。
具体实施方式
结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。
使用液压传动技术的3D打印设备如图1所示,包括液压传动部分和3D打印部分,所述液压传动部分包括油箱1、液压泵2、溢流阀3、油管4、压力表5、换向阀6、调速阀7、液压缸8、液压油18和电机19,所述3D打印部分包括膏状物质存储罐9、膏状物质10、3D打印架11、驱动装置12、打印头卡箍13、平台15、打印头16、输送管17和液压油18。液压传动部分的主要作用是向膏状物质存储罐9提供高压,以使膏状物质存储罐9中的膏状物质10向打印头输送,液压传动部分还能对其提供的高压进行压力大小精确控制、对液压油18的输送方向进行方向控制、对膏状物质10的输送流速进行精确控制。3D打印部分利用从膏状物质存储罐9输送来的膏状物质10进行3D打印,使膏状物质10逐层堆积并粘结成打印成型物14。
液压传动部分中,液压泵2可以是齿轮泵、叶片泵或柱塞泵,本实施例以单柱塞泵为例,如图2所示,单柱塞泵包括凸轮20、柱塞21、缸体22、进液单向阀23和出液单向阀24。柱塞21的前端可移动地嵌入缸体22内,使得柱塞21的前端与缸体围成空腔,进液单向阀23和出液单向阀24都设在缸体22上,其中,进液单向阀23用于把液压油18导进空腔,出液单向阀24用于把液压油18导出空腔;柱塞21前端与缸体22之间连接有弹簧,后端与凸轮20的外边缘接触,凸轮20与电机19的传动轴25固接,电机19在通电后其传动轴25旋转,从而带动凸轮20旋转,凸轮20在旋转过程中其凸起部分转至与柱塞21接触时,凸轮20的凸起部分会把柱塞21顶进缸体22中,在凸轮20的凸起部分转离柱塞21时,柱塞21在弹簧的作用下会复位,这样柱塞21会在缸体22中做往返活塞运动。柱塞21在缸体22中做往返活塞运动的过程中,柱塞21顶进缸体22则液压泵2通过出液单向阀24向外输送液压油18至液压缸8,柱塞21复位则液压泵2通过进液单向阀23吸取油箱1中的液压油18。
换向阀6、调速阀7和液压缸8的连接结构放大图如图3所示,液压油18输送到液压缸8中使液压缸8工作,操作人员可通过换向阀6对液压油18的输送方向进行切换,从而使液压缸8的推头伸出、回缩或保持不动。具体地,换向阀6内部包括第一接口61、第二接口62、第三接口63和第四接口64,液压缸8包括前移动板81,后端口82、前端口83和推头84,移动板81设在后端口82和前端口83之间,推头84安装在移动板81上;第一接口61连接液压泵2的液压油输出端,第二接口62连接后端口82,第三接口63连接前端口83,第四接口64连接油箱1。操作人员可以切换换向阀6内部四个接口的两两连接状态,以实现对液压油18的输送方向进行切换,例如:若第一接口61连接第二接口62,第三接口63连接第四接口64,则液压泵2输出的液压油18输送至液压缸8的后端,随着液压油18的增多,液压油18会推动移动板81向前移动,从而驱动液压缸8的推头84向前伸出,直至移动板81移动超出前端口83,液压油18从前端口83流至油箱1;若第一接口61连接第三接口63,第二接口62连接第四接口64,则液压泵2输出的液压油18输送至液压缸8的前端,随着液压油18的增多,液压油18会推动移动板81向后移动,从而带动液压缸8的推头84向后收缩,直至移动板81移动超出后端口82,液压油18从后端口82流至油箱1;若第一接口61连接第四接口64,第二接口62连接第三接口63,则液压泵2输出的液压油18直接经第二接口62和第三接口63流至油箱1,液压缸8就保持不动。液压缸8的推头84向前伸出则推动膏状物质存储罐9中的膏状物质10挤出,挤出的膏状物质10经输送管17输送到打印头16,准备配合打印头16进行打印。操作人员可通过调速阀7调节液压油18的流速,从而控制液压缸8的推头84伸出或回缩的速度。
溢流阀3接在液压泵2的输出端,它是一种常用的液压压力控制阀,通过溢流阀3可以对液压传动部分进行最高压力限定。若在液压泵2工作过程中液压传动部分的压力高于溢流阀3的开启阈值(例如0.2MPa),如打印头16关闭,膏状物质10不能从打印头16挤出,使得液压缸8不能推动膏状物质存储罐9中的膏状物质10,导致液压传动部分的压力升高,则溢流阀3对液压传动部分进行泄压,具体的泄压过程是:溢流阀3开启使液压泵2输出的部分液压油18流回油箱1,从而使得液压传动部分的压力不高于溢流阀3的开启阈值。溢流阀3泄压使得液压传动部分的压力不高于开启阈值后,溢流阀3自动关闭,则液压传动部分正常工作,这样在输送膏状物质10的过程中就实现了反馈控制。压力表5实时显示液压传动部分的压力,使得操作人员可以随时对液压传动部分进行监控。
3D打印部分中,驱动装置12有三个,这三个驱动装置12采用DELTA结构安装在3D打印架11的内部,且这三个驱动装置12都连接到打印头卡箍13上;打印头卡箍13箍住打印头16,这样能方便地对打印头16进行拆卸更换。在预设程序的控制下三个驱动装置12相互配合带动打印头卡箍13实现三维运动,从而带动打印头16实现三维运动,所述三维运动包括X轴向平动、Y轴向平动、Z轴向平动,并且这三个运动可以联动;在打印头16实现三维运动时,打印头16在预设程序的控制下挤出膏状物质10,使膏状物质10逐层堆积并粘结成打印成型物14。
本实施例中,若对3D打印部分的打印灵活度和速度要求不高,则驱动装置12也可采用笛卡尔空间坐标系的结构安装在3D打印架11的内部。
本实施例中,打印头16可以设置多个,每个打印头16输出不同的膏状物质10,从而实现多种膏状物质10的混合打印、分层打印和彩色打印。
Claims (8)
1.一种使用液压传动技术的3D打印设备,包括3D打印部分,所述3D打印部分包括打印头(16)和驱动装置(12),所述打印头(16)安装在驱动装置(12)上,其特征在于:还包括液压传动部分,所述液压传动部分包括电机(19)、液压泵(2)、液压缸(8)和溢流阀(3),所述电机(19)连接液压泵(2),所述液压泵(2)连接液压缸(8),所述液压缸(8)用于把膏状物质(10)挤到打印头(16),所述溢流阀(3)接在液压泵(2)的输出端。
2.根据权利要求1所述的使用液压传动技术的3D打印设备,其特征在于:所述液压传动部分还包括换向阀(6),所述液压缸(8)包括推头(84),所述换向阀(6)接在液压泵(2)和液压缸(8)之间以使液压缸(8)的推头(84)伸出、回缩或保持不动。
3.根据权利要求2所述的使用液压传动技术的3D打印设备,其特征在于:所述换向阀(6)包括第一接口(61)、第二接口(62)、第三接口(63)和第四接口(64),所述液压缸(8)包括移动板(81)、后端口(82)和前端口(83),所述移动板(81)设在后端口(82)和前端口(83)之间,所述推头(84)安装在移动板(81)上,所述第一接口(61)连接连接液压泵(2)的输出端,第二接口(62)连接后端口(82),第三接口(63)连接前端口(83),第四接口(64)连接油箱(1)。
4.根据权利要求1所述的使用液压传动技术的3D打印设备,其特征在于:所述液压传动部分还包括调速阀(7),所述调速阀(7)接在换向阀(6)和液压缸(8)之间。
5.根据权利要求1所述的使用液压传动技术的3D打印设备,其特征在于:所述3D打印部分还包括打印头卡箍(13),所述驱动装置(12)连接打印头卡箍(13),所述打印头卡箍(13)箍住打印头(16)。
6.根据权利要求1所述的使用液压传动技术的3D打印设备,其特征在于:所述驱动装置(12)有三个,这三个驱动装置(12)采用DELTA结构安装在3D打印架(11)的内部。
7.根据权利要求1所述的使用液压传动技术的3D打印设备,其特征在于:所述驱动装置(12)采用笛卡尔空间坐标系的结构安装在3D打印架(11)的内部。
8.根据权利要求1所述的使用液压传动技术的3D打印设备,其特征在于:所述打印头(16)有多个,每个打印头(16)输出不同的膏状物质(10)。
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CN201821438714.0U CN208855043U (zh) | 2018-08-31 | 2018-08-31 | 一种使用液压传动技术的3d打印设备 |
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CN109094008A (zh) * | 2018-08-31 | 2018-12-28 | 中山职业技术学院 | 一种使用液压传动技术的3d打印设备 |
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2018
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