CN211591317U - 超声波层压3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种超声波层压3D打印设备，超声波层压3D打印设备包括机架、打印平台、竖直移动模组、打印喷头、X方向移动模组、Y方向移动模组、超声波滚筒、超声波发生器和两个滚筒移动模组。竖直移动模组安装在机架上，竖直移动模组驱动打印平台沿着竖直方向移动，打印喷头位于打印平台的上方，打印喷头通过X方向移动模组和Y方向移动模组安装在机架上。超声波滚筒沿着Y方向延伸，两个滚筒移动模组分别设置在超声波滚筒的两端，滚筒移动模组能够带动超声波滚筒沿着X方向移动，滚筒移动模组驱动超声波滚筒绕超声波滚筒的中心轴转动。超声波发生器与超声波滚筒电连接。该3D打印设备可增强打印件层高方向的强度，且可免翘曲。

Description

超声波层压3D打印设备

技术领域

本实用新型属于3D打印成型领域，涉及一种3D打印设备，特别是一种超声波层压3D打印设备。

背景技术

3D打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，在各种领域都有广泛的应用。目前最常用的3D打印技术为FDM，通过熔化细丝状的耗材进行逐层堆积成型，但该方法层与层之间的结合仅靠调节喷头与打印平台之间的距离来增加结合效果，该种方法会在调整平台时产生误差，难以控制，且层与层之间难以形成稳定牢固的结合使得层高方向的强度较低。

发明内容

本实用新型的第一目的是提供一种能够提高打印件强度的超声波层压3D打印设备。

本实用新型的第二目的是提供另一种能够提高打印件强度的超声波层压3D打印设备。

为了实现上述第一目的，本实用新型提供一种超声波层压3D打印设备，包括机架、打印平台、竖直移动模组、打印喷头、X方向移动模组和Y方向移动模组。竖直移动模组安装在机架上，竖直移动模组驱动打印平台沿着竖直方向移动，打印喷头位于打印平台的上方，打印喷头通过X方向移动模组和Y方向移动模组安装在机架上，Y方向移动模组驱动打印喷头沿着Y方向移动，X方向移动模组驱动打印喷头沿着X方向移动。超声波层压3D打印设备还包括超声波滚筒、超声波发生器和两个滚筒移动模组，超声波滚筒沿着Y方向延伸，两个滚筒移动模组分别设置在超声波滚筒的两端，滚筒移动模组能够带动超声波滚筒沿着X方向移动，滚筒移动模组驱动超声波滚筒绕超声波滚筒的中心轴转动。超声波发生器与超声波滚筒电连接。

由上述方案可见，在打印过程中，首先进行单层打印，打印结束后，打印喷头移动到平台边缘，同时超声波发生器工作，将超声波传入超声波滚筒中，超声波滚筒在移动模组的驱动下，轻微贴合打印件上表面进行纯滚动，将超声波传入打印件，层与层之间发生超声波振动并且生热，使得打印件层高方向牢固结合，之后滚筒移动模组移到打印平台边缘，打印喷头重新开始工作进行下一层的打印，如此往复，直至打印完毕。本实用新型的超声波层压3D打印设备是通过超声波使层与层之间发生超声振动生热而牢固结合，使得打印件强度均匀且能通过振动消除应力，避免翘曲的产生，可明显提高制品打印质量。

一个优选的方案是，超声波滚筒的表面涂覆有聚四氟乙烯涂层，可避免打印物料与滚筒表面粘连。

一个优选的方案是，滚筒移动模组上开设有配重槽，配重槽内安装有配重块。通过添加配重块增加滚筒与打印件之间的压力，以产生不同的层压效果。

一个优选的方案是，机架上开设有在X方向上延伸的两条滚筒移动导轨，两个滚筒移动模组分别安装在两个滚筒移动导轨上，滚筒移动模组能够沿着滚筒移动导轨的延伸方向移动。

进一步的方案是，每个滚筒移动导轨上均设置有齿条，齿条的延伸方向平行于滚筒移动导轨。滚筒移动模组包括两个齿轮和驱动部件，两个齿轮分别安装在超声波滚筒的两端，一个齿轮与一个齿条配合，其中一个齿条与驱动部件的驱动轴连接。

为实现上述第二目的，本实用新型提供另一种超声波层压3D打印设备，包括机架、打印平台、竖直移动模组、打印喷头、X方向移动模组和Y方向移动模组。竖直移动模组安装在机架上，竖直移动模组驱动打印平台沿着竖直方向移动，打印喷头位于打印平台的上方，打印喷头通过X方向移动模组和Y方向移动模组安装在机架上，Y方向移动模组驱动打印喷头沿着Y方向移动，X方向移动模组驱动打印喷头沿着X方向移动。超声波层压3D打印设备还包括：滚筒、超声波传导装置和两个滚筒移动模组，滚筒沿着Y方向延伸，两个滚筒移动模组分别设置在滚筒的两端，滚筒移动模组驱动滚筒沿着X方向移动并绕超声波滚筒的中心轴转动。超声波传导装置包括超声波针头和超声波发生器，超声波发生器与超声波针头电连接，超声波针头位于打印平台的上方。

附图说明

图1是本实用新型超声波层压3D打印设备第一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型超声波层压3D打印设备第一实施例的超声波滚筒和滚筒移动模组的结构示意图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

超声波层压3D打印设备第一实施例

参见图1，本实施例的超声波层压3D打印设备包括机架1、竖直移动模组2、打印平台3、Y方向移动模组5、X方向移动模组6、打印喷头7、超声波滚筒9、超声波发生器12和两个滚筒移动模组8。

竖直移动模组2安装在机架1上，竖直移动模组2驱动打印平台3沿着竖直方向移动，打印喷头7位于打印平台3的上方，打印喷头7通过X方向移动模组6和Y方向移动模组5安装在机架1上，Y方向移动模组5驱动打印喷头7沿着Y方向移动，X方向移动模组6驱动打印喷头7沿着X方向移动。

超声波滚筒9沿着Y方向延伸，两个滚筒移动模组8分别设置在超声波滚筒9的两端，滚筒移动模组8驱动超声波滚筒9沿着X方向移动并绕超声波滚筒9的中心轴转动，超声波发生器12与超声波滚筒9通过连接线11电连接。

机架1上开设有在X方向上延伸的两条滚筒移动导轨10，两个滚筒移动模组8分别安装在两个滚筒移动导轨10上，滚筒移动模组8能够沿着滚筒移动导轨10的延伸方向移动。每个滚筒移动导轨10上均设置有齿条(未图示)，齿条的延伸方向平行于滚筒移动导轨10。滚筒移动模组8包括两个齿轮(未图示)和驱动部件(未图示)，两个齿轮分别安装在超声波滚筒9的两端，一个齿轮与一个齿条配合。并且其中一个齿条与驱动部件的驱动轴连接，驱动部件驱动齿条移动并带动齿轮转动，进而带动超声波滚筒9转动。

超声波滚筒9表面进行特殊处理，涂覆PTFE(聚四氟乙烯)涂层，避免打印件4与超声波滚筒9表面粘连。参见图2，在滚筒移动模组8中预留配重槽，配重槽内安装有配重块13，可以根据不同的结合强度调节配重，通过添加配重块13增加超声波滚筒9与打印件4之间的压力，以产生不同的层压效果。

超声波层压3D打印设备的打印方法包括如下步骤。

在打印过程中，首先进行单层打印，打印一层后，打印喷头7移动到打印平台3上X方向的第一侧。

接着，竖直移动模组2驱动打印平台沿着竖直方向向下移动预设距离。

接着，超声波发生器12工作，将超声波传入超声波滚筒9中，超声波滚筒9在滚筒移动模组8的驱动下，沿着X方向并朝向靠近打印平台3的第一侧的方向移动。超声波滚筒9轻微贴合打印件4并在其上表面进行滚动，将超声波传入打印件4，打印件4表面层与层之间发生超声波振动并且生热，使得打印件4层高方向牢固结合。

接着，滚筒移动模组8驱动超声波滚筒9移动到打印平台3上X方向的第二侧。

最后，竖直移动模组2驱动打印平台3沿着竖直方向向上移动预设距离后，打印喷头7重新开始工作进行下一层的打印，如此往复，直至打印完毕。

超声波层压3D打印设备第二实施例

作为本实用新型超声波层压3D打印设备第二实施例的说明，以下仅对与上述超声波层压3D打印设备第一实施例的不同之处予以说明。

本实施例的超声波层压3D打印设备还包括：滚筒、超声波传导装置和两个滚筒移动模组，滚筒沿着Y方向延伸，两个滚筒移动模组分别设置在滚筒的两端，滚筒移动模组驱动滚筒沿着X方向移动并绕超声波滚筒的中心轴转动。超声波传导装置包括超声波针头和超声波发生器，超声波发生器与超声波针头电连接，超声波针头位于打印平台的上方。超声波针头安装在打印喷头上，在完成一层打印后向打印层发送超声波。

本实施例的超声波层压3D打印设备的打印方法包括如下步骤：打印一层后，打印喷头移动至打印平台上X方向的第一侧。竖直移动模组驱动打印平台沿着竖直方向向下移动预设距离。超声波发生器将超声波传入超声波针头，超声波针头在打印层的上方向打印层发出超声波。滚筒移动模组驱动滚筒沿着X方向并朝向靠近第一侧的方向移动，滚筒轻微贴合打印层并在打印层的上表面滚动。滚筒移动模组驱动滚筒移动到打印平台上X方向的第二侧。竖直移动模组驱动打印平台沿着竖直方向向上移动预设距离。打印喷头打印下一层。

采用超声波针头，在打印的制品较小时，有利于提高层压效率和层压质量。

由上可见，本实用新型的超声波层压3D打印设备是通过超声波使层与层之间发生超声振动生热而牢固结合，使得打印件强度均匀且能通过振动消除应力，通过调节配重控制滚压效果，增强打印件层高方向的强度，并且可以避免翘曲问题的发生，可明显提高制品打印质量。

最后需要强调的是，以上仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.超声波层压3D打印设备，包括机架、打印平台、竖直移动模组、打印喷头、X方向移动模组和Y方向移动模组；

所述竖直移动模组安装在机架上，所述竖直移动模组驱动所述打印平台沿着竖直方向移动，所述打印喷头位于所述打印平台的上方，所述打印喷头通过所述X方向移动模组和所述Y方向移动模组安装在所述机架上，所述Y方向移动模组驱动所述打印喷头沿着Y方向移动，所述X方向移动模组驱动所述打印喷头沿着X方向移动；

其特征在于，超声波层压3D打印设备还包括：

超声波滚筒，所述超声波滚筒沿着Y方向延伸；

两个滚筒移动模组，两个所述滚筒移动模组分别设置在所述超声波滚筒的两端，所述滚筒移动模组驱动所述超声波滚筒沿着X方向移动并绕所述超声波滚筒的中心轴转动；

超声波发生器，所述超声波发生器与所述超声波滚筒电连接。

2.根据权利要求1所述的超声波层压3D打印设备，其特征在于：

所述超声波滚筒的表面涂覆有聚四氟乙烯涂层。

3.根据权利要求1或2所述的超声波层压3D打印设备，其特征在于：

所述的滚筒移动模组上开设有配重槽，所述配重槽内安装有配重块。

4.根据权利要求1或2所述的超声波层压3D打印设备，其特征在于：

所述机架上开设有在X方向上延伸的两条滚筒移动导轨，两个所述滚筒移动模组分别安装在两个所述滚筒移动导轨上，所述滚筒移动模组能够沿着滚筒移动导轨的延伸方向移动。

5.根据权利要求4所述的超声波层压3D打印设备，其特征在于：

每个所述滚筒移动导轨上均设置有齿条，所述齿条的延伸方向平行于所述滚筒移动导轨；

所述滚筒移动模组包括两个齿轮和驱动部件，两个齿轮分别安装在所述超声波滚筒的两端，一个所述齿轮与一个所述齿条配合；

其中一个所述齿条与所述驱动部件的驱动轴连接。

6.超声波层压3D打印设备，包括机架、打印平台、竖直移动模组、打印喷头、X方向移动模组和Y方向移动模组；

所述竖直移动模组安装在机架上，所述竖直移动模组驱动所述打印平台沿着竖直方向移动，所述打印喷头位于所述打印平台的上方，所述打印喷头通过所述X方向移动模组和所述Y方向移动模组安装在所述机架上，所述Y方向移动模组驱动所述打印喷头沿着Y方向移动，所述X方向移动模组驱动所述打印喷头沿着X方向移动；

其特征在于，超声波层压3D打印设备还包括：

滚筒，所述滚筒沿着Y方向延伸；

两个滚筒移动模组，两个所述滚筒移动模组分别设置在所述滚筒的两端，所述滚筒移动模组驱动所述滚筒沿着X方向移动并绕所述超声波滚筒的中心轴转动；

超声波传导装置，所述超声波传导装置包括超声波针头和超声波发生器，所述超声波发生器与所述超声波针头电连接，所述超声波针头位于打印平台的上方。

Images