擠出式金屬流3d打印的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種擠出式金屬流3D打印機(jī)，其包括：一機(jī)架，具有可沿X、Y軸方向移動(dòng)的工作臺(tái)及可沿Z軸方向移動(dòng)的機(jī)頭；一打印裝置，其包括：打印頭、高頻線圈及高頻電感應(yīng)加熱裝置，打印頭包括：鎢鋼噴嘴、陶瓷管組、耐高溫陶瓷保護(hù)套及不銹鋼端蓋，鎢鋼噴嘴具有一擠出孔；一送料裝置；機(jī)頭下端表面安裝有至少一個(gè)用于對(duì)由金屬線材打印成型的金屬層進(jìn)行局部預(yù)熱熔融或用于加強(qiáng)金屬層之間結(jié)合力的激光器；機(jī)架上還設(shè)有用于對(duì)打印頭提供惰性氣體，以至打印頭可噴出惰性氣體的惰性氣體供氣裝置。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低，且能夠?qū)τ媒饘倬€材打印成型的金屬層進(jìn)行局部預(yù)熱熔融或用于加強(qiáng)金屬層之間結(jié)合力，以至大大提高打印效果和模型成型效果。
【專利說明】擠出式金屬流3D打印機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本實(shí)用新型涉及3D打印機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，特指一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低，且能夠?qū)τ媒饘倬€材打印成型的金屬層進(jìn)行局部預(yù)熱熔融或用于加強(qiáng)金屬層之間結(jié)合力，以至大大提高打印效果和模型成型效果的擠出式金屬流3D打印機(jī)。
【背景技術(shù)】:
[0002]3D打印機(jī)，即快速成形技術(shù)的一種機(jī)器，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。過去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，現(xiàn)正逐漸用于一些機(jī)械產(chǎn)品的直接制造，意味著這項(xiàng)技術(shù)正在普及。
[0003]3D打印的設(shè)計(jì)過程是:先通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行軟件建模，再將建成的三維模型“剖析”成逐層的截面，即切面，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印，并將薄型層面堆疊起來，直到一個(gè)固態(tài)物體成型。多功能3D打印機(jī)與傳統(tǒng)打印機(jī)最大的區(qū)別在于:它使用的“墨水”是實(shí)實(shí)在在的原材料。所述的原材料一般為熱熔膠線，該熱熔膠線的端部插入3D打印機(jī)的熱熔打印機(jī)頭中，而熱熔打印機(jī)頭通過通電加熱而實(shí)現(xiàn)對(duì)熱熔膠線進(jìn)行熔融，經(jīng)熔融的膠從熱熔打印機(jī)頭下端流出，逐層打印，并將薄型層面堆疊以實(shí)現(xiàn)固態(tài)三維物體成型。
[0004]目前的3D打印機(jī)普遍應(yīng)用于成型塑膠模型，而應(yīng)用于成型金屬模型的3D打印機(jī)較少，且該成型金屬模型用的3D打印機(jī)成型的金屬模型在對(duì)精度及表面光潔度方面不理想，且整個(gè)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜、成本較高。
[0005]有鑒于此，本發(fā)明人提出以下技術(shù)方案。
實(shí)用新型內(nèi)容:
[0006]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低，且能夠?qū)τ媒饘倬€材打印成型的金屬層進(jìn)行局部預(yù)熱熔融或用于加強(qiáng)金屬層之間結(jié)合力，以至大大提高打印效果和模型成型效果的擠出式金屬流3D打印機(jī)。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用了下述技術(shù)方案:該擠出式金屬流3D打印機(jī)包括:一機(jī)架，該機(jī)架上安裝有一可沿X軸方向及Y軸方向移動(dòng)的工作臺(tái)以及可沿Z軸方向移動(dòng)的機(jī)頭；一打印裝置，其包括:通過一連接座安裝于機(jī)頭中的打印頭、用于對(duì)打印頭進(jìn)行加熱的高頻線圈以及高頻電感應(yīng)加熱裝置，該打印頭包括:一鎢鋼噴嘴、設(shè)置于鎢鋼噴嘴內(nèi)部的陶瓷管組、嵌套于鎢鋼噴嘴外表面的耐高溫陶瓷保護(hù)套以及套蓋于鎢鋼噴嘴上端的不銹鋼端蓋，該鎢鋼噴嘴具有一擠出孔；一用于對(duì)打印裝置輸送金屬線材的送料裝置，該送料裝置安裝于機(jī)架上；所述機(jī)頭下端表面安裝有至少一個(gè)用于對(duì)由金屬線材打印成型的金屬層進(jìn)行局部預(yù)熱熔融或用于加強(qiáng)金屬層之間結(jié)合力的激光器，該激光器呈傾斜裝配，且激光器射出光束聚焦于打印頭的下方；所述機(jī)架上還設(shè)置有一用于對(duì)打印頭提供惰性氣體，以至打印頭可噴出惰性氣體的惰性氣體供氣裝置。
[0008]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述激光器為光纖稱合激光器，該光纖稱合激光器的數(shù)量為兩個(gè)，其分別設(shè)置于打印頭兩側(cè)，其中，該激光器射出光束相交點(diǎn)位于打印頭正下方。
[0009]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述送料裝置包括:設(shè)置于機(jī)架上方的用于放置金屬線材卷的絲盤和用于驅(qū)動(dòng)絲盤轉(zhuǎn)動(dòng)的第一伺服電機(jī)、設(shè)置于機(jī)頭中的第二伺服電機(jī)以及設(shè)置于第二伺服電機(jī)前端的導(dǎo)線座，其中，導(dǎo)線座中設(shè)置有一壓線輪及一主動(dòng)送線輪，主動(dòng)送線輪與壓線輪配合傳送金屬線材。
[0010]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述導(dǎo)線座中部具有一孔位，該導(dǎo)線座一側(cè)設(shè)置有一可調(diào)節(jié)位移的彈性安裝座；所述的壓線輪安裝于該彈性安裝座中，且其外沿顯露于孔位中；所述主動(dòng)送線輪安裝于第二伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，該主動(dòng)送線輪顯露于孔位中，并與壓線輪之間形成有用于夾緊傳送金屬線材的間隙；所述導(dǎo)線座上端及下端分別設(shè)置有貫通孔位，且與該間隙對(duì)應(yīng)的穿孔；該穿孔與所述打印頭中供金屬線材穿過的孔對(duì)應(yīng)；所述壓線輪外表面成型有用于夾緊金屬線材的環(huán)形槽。
[0011]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述惰性氣體供氣裝置包括:安裝于機(jī)架外側(cè)的貯氣罐、調(diào)節(jié)閥以及導(dǎo)氣管，該導(dǎo)氣管伸入機(jī)頭中，并與打印頭中設(shè)置的用于噴出惰性氣體的冷卻孔連通；所述連接座前端設(shè)置有一用于與所述打印頭安裝的卡位，該連接座后端向前設(shè)置有連通該卡位的導(dǎo)氣孔，該導(dǎo)氣孔與導(dǎo)氣管連通。
[0012]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述鎢鋼噴嘴上端設(shè)置有一環(huán)狀安裝位，下端成型有一環(huán)狀凸緣，且該環(huán)狀凸緣下端成型有一錐形端部，該錐形端部具有所述的擠出孔，且該擠出孔的孔徑小于金屬線材的直徑。
[0013]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述陶瓷管組包括:相互嵌套裝配并安裝于鎢鋼噴嘴內(nèi)腔中設(shè)置的容置位中的內(nèi)陶瓷管和外陶瓷管，其中，內(nèi)陶瓷管的上端面和外陶瓷管的上端面齊平，內(nèi)陶瓷管的下端伸出外陶瓷管下端面外，并與所述鎢鋼噴嘴的擠出孔對(duì)接；所述內(nèi)陶瓷管外壁和外陶瓷管內(nèi)壁之間形成有第一間隙；外陶瓷管外壁與鎢鋼噴嘴中容置位的內(nèi)壁之間形成有第二間隙；所述不銹鋼端蓋中設(shè)置有與內(nèi)陶瓷管對(duì)應(yīng)的進(jìn)線孔。
[0014]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述耐高溫陶瓷保護(hù)套嵌套于鎢鋼噴嘴外表面，并與鎢鋼噴嘴下端的環(huán)狀凸緣抵靠；其中，耐高溫陶瓷保護(hù)套與鎢鋼噴嘴外壁之間形成有若干供氣體流過的通道，鎢鋼噴嘴下端環(huán)狀凸緣處設(shè)置有若干與該通道連通的并呈傾斜狀的氣體噴出孔；所述耐高溫陶瓷保護(hù)套內(nèi)壁下端設(shè)置與氣體噴出孔配合的避空槽。
[0015]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述鎢鋼噴嘴于環(huán)狀安裝位下方成型有若干相互形成有間隔的第一環(huán)形凸出部，該鎢鋼噴嘴下端成型有若干與該第一環(huán)形凸出部對(duì)應(yīng)的第二環(huán)形凸出部，令所述耐高溫陶瓷保護(hù)套同心嵌套于鎢鋼噴嘴外表面后形成所述的通道；所述鎢鋼噴嘴于環(huán)狀安裝位下方向下開設(shè)有若干導(dǎo)氣槽，令環(huán)狀安裝位與所述的通道連通，其中，所述第一環(huán)形凸出部位于相鄰兩導(dǎo)氣槽之間。
[0016]進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述機(jī)架上還設(shè)置有水冷裝置，所述高頻線圈的銅管中形成有供冷水通過的通道，水冷裝置通過管道連接該通道。
[0017]采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下有益效果:
[0018]1、本實(shí)用新型于機(jī)頭下端設(shè)置有兩個(gè)與打印頭適配的激光器，其分別設(shè)置于打印頭兩側(cè)，且該激光器射出光束相交點(diǎn)位于打印頭正下方，激光器能夠?qū)τ山饘倬€材打印成型的金屬層進(jìn)行局部預(yù)熱熔融或用于加強(qiáng)金屬層之間結(jié)合力，以至可提高本實(shí)用新型的打印效果和模型成型效果，有利于提高市場競爭力。
[0019]2、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，有利于提高市場競爭力。
[0020]3、本實(shí)用新型設(shè)置有水冷裝置，其加熱線圈的銅管形成有供冷水流過的通道，以至其本身具有較高的冷卻作用，以提高本實(shí)用新型的使用壽命及打印效果。
[0021]4、本實(shí)用新型中設(shè)置有惰性氣體供氣裝置，以至打印頭工作時(shí)可噴出惰性氣體，以有效防止打印頭噴出的金屬流體在工作臺(tái)上形成金屬堆積層時(shí)被氧化，還可以有效對(duì)金屬流體起到冷卻成型的作用，這樣可有效提高本實(shí)用新型的工作質(zhì)量，以制造出質(zhì)量優(yōu)良的金屬模型產(chǎn)品。
[0022]5、由于鎢鋼噴嘴下端安裝的開放式加熱圈只對(duì)鎢鋼噴嘴下端加熱，另外，由于陶瓷管組具有一定的隔熱效果，可有效防止穿過陶瓷管組中的金屬線材太過早被加熱軟化，只有穿入內(nèi)陶瓷管下端的金屬線材才會(huì)被加熱呈半固態(tài)，這樣有利于金屬線材在傳送過程中，能夠利用固態(tài)的金屬線材將熔融形成半固態(tài)的金屬流體從鎢鋼噴嘴下端的擠出孔擠出，形成一種連續(xù)絲狀的半固態(tài)金屬流體，以致提高打印頭的打印(擠出)效果。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0023]圖1是本實(shí)用新型的立體圖；
[0024]圖2是圖1中A部分的局部放大示意圖；
[0025]圖3是本實(shí)用新型另一視角的立體圖；
[0026]圖4是本實(shí)用新型拆除外罩及惰性氣體供氣裝置后的立體圖；
[0027]圖5是本實(shí)用新型中打印頭的裝配示意圖；
[0028]圖6是圖5的剖視圖；
[0029]圖7是本實(shí)用新型中打印頭的裝配示意圖；
[0030]圖8是本實(shí)用新型中鎢鋼噴嘴的裝配示意圖；
【具體實(shí)施方式】:
[0031 ] 下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0032]參見圖1-8所示，為一種擠出式金屬流3D打印機(jī)，其包括:一機(jī)架1、以可沿X軸方向及Y軸方向移動(dòng)的裝配方式安裝于機(jī)架I中的工作臺(tái)2、以可沿Z軸方向移動(dòng)的裝配方式安裝于機(jī)架I上的機(jī)頭3、安裝于機(jī)頭3中的打印裝置4、安裝于機(jī)架I中并用于對(duì)打印裝置4傳送金屬線材的送料裝置5，機(jī)架I上還設(shè)置有外罩11。
[0033]所述打印裝置4包括:通過一連接座41安裝于機(jī)頭3中的打印頭42、用于對(duì)打印頭42進(jìn)行加熱的高頻線圈43以及高頻電感應(yīng)加熱裝置44，該打印頭42包括:一鎢鋼噴嘴46、設(shè)置于鎢鋼噴嘴46內(nèi)部的陶瓷管組47、嵌套于鎢鋼噴嘴47外表面的耐高溫陶瓷保護(hù)套48以及套蓋于鎢鋼噴嘴46上端的不銹鋼端蓋49，該鎢鋼噴嘴46具有一擠出孔464。
[0034]所述鎢鋼噴嘴46上端設(shè)置有一環(huán)狀安裝位461，下端成型有一環(huán)狀凸緣462，且該環(huán)狀凸緣462下端成型有一錐形端部463，該錐形端部463具有所述的擠出孔464，且該擠出孔464的孔徑小于金屬線材的直徑。
[0035]所述陶瓷管組47包括:相互嵌套裝配并安裝于鎢鋼噴嘴46內(nèi)腔中設(shè)置的容置位460中的內(nèi)陶瓷管471和外陶瓷管472，其中，內(nèi)陶瓷管471的上端面和外陶瓷管472的上端面齊平，內(nèi)陶瓷管471的下端伸出外陶瓷管472下端面外，并與所述鎢鋼噴嘴46的擠出孔464對(duì)接；所述不銹鋼端蓋49中設(shè)置有與內(nèi)陶瓷管471對(duì)應(yīng)的進(jìn)線孔491。
[0036]所述內(nèi)陶瓷管471外壁和外陶瓷管472內(nèi)壁之間形成有第一間隙；外陶瓷管472外壁與鎢鋼噴嘴46中容置位460的內(nèi)壁之間形成有第二間隙，令整個(gè)陶瓷管組47具有一定的隔熱效果，可有效防止穿過陶瓷管組47中的金屬線材大部分都不會(huì)被加熱形成熔融狀態(tài)，這樣有利于金屬線材在傳送過程中，能夠利用后面的固態(tài)的金屬線材不斷往下傳送，以致不斷地將熔融形成半固態(tài)的金屬流體從鎢鋼噴嘴下端的擠出孔擠出，形成一種連續(xù)絲狀的半固態(tài)金屬流體，以致提高打印頭的打印(擠出)效果。
[0037]所述耐高溫陶瓷保護(hù)套48嵌套于鎢鋼噴嘴46外表面，并與鎢鋼噴嘴46下端的環(huán)狀凸緣462抵靠；其中，耐高溫陶瓷保護(hù)套48與鎢鋼噴嘴46外壁之間形成有若干供氣體流過的通道，鎢鋼噴嘴46下端環(huán)狀凸緣462處設(shè)置有若干與該通道連通的并呈傾斜狀的氣體噴出孔465 ;所述耐高溫陶瓷保護(hù)套48內(nèi)壁下端設(shè)置與氣體噴出孔465配合的避空槽482。
[0038]所述惰性氣體供氣裝置6包括:安裝于機(jī)架I外側(cè)的貯氣罐61、調(diào)節(jié)閥62以及導(dǎo)氣管，該導(dǎo)氣管伸入機(jī)頭3中，并與打印頭42中設(shè)置的用于噴出惰性氣體的氣體噴出孔465連通。具體而言，所述連接座41前端設(shè)置有一用于與所述打印頭42安裝的卡位411，并通過該卡位411與鶴鋼噴嘴46中的環(huán)狀安裝位461形成穩(wěn)定裝配。該連接座41后端向前設(shè)置有連通該卡位411的導(dǎo)氣孔412，該導(dǎo)氣孔412與導(dǎo)氣管連通，以致導(dǎo)氣孔與鎢鋼噴嘴46下端的氣體噴出孔465導(dǎo)通，令氣體噴出孔465在整個(gè)打印頭打印過程中能夠噴出惰性氣體，以有效防止打印頭擠出的半固態(tài)金屬流體在工作臺(tái)上形成金屬堆積層時(shí)被氧化，還可以有效對(duì)金屬流體起到冷卻成型的作用，這樣可有效提高本整個(gè)3D打印機(jī)的工作質(zhì)量，以制造出質(zhì)量優(yōu)良的金屬模型產(chǎn)品。
[0039]所述的惰性氣體包括氬氣、氦氣、二氧化碳或其混合氣體等。
[0040]所述鎢鋼噴嘴46于環(huán)狀安裝位461下方成型有若干相互形成有間隔的第一環(huán)形凸出部467，該鎢鋼噴嘴46下端成型有若干與該第一環(huán)形凸出部467對(duì)應(yīng)的第二環(huán)形凸出部468，令所述耐高溫陶瓷保護(hù)套48同心嵌套于鎢鋼噴嘴46外表面后形成所述的通道；所述鎢鋼噴嘴46于環(huán)狀安裝位461下方向下開設(shè)有若干導(dǎo)氣槽469，令環(huán)狀安裝位461與所述的通道連通，其中，所述第一環(huán)形凸出部468位于相鄰兩導(dǎo)氣槽469之間。
[0041]所述鎢鋼噴嘴46內(nèi)部的容置位460包括:由鎢鋼噴嘴46上端面向下開設(shè)的用于容置外陶瓷管472的第一容置位4601以及位于第一容置位4601底部并用于用于容置內(nèi)陶瓷管471的第二容置位4602，其中，第二容置位4602與所述擠出孔464連通，且第一容置位4601底部和第二容置位4602底部均呈圓錐狀。
[0042]所述機(jī)頭3下端設(shè)置有一用于控制所述高頻電感應(yīng)加熱裝置44的加熱功率的溫度控制器7，該溫度控制器7包括一紅外線測溫探頭，該紅外線測溫探頭對(duì)準(zhǔn)打印頭42的下端部。當(dāng)紅外線測溫探頭檢測的打印頭42溫度值低于設(shè)定值時(shí)，控制高頻電感應(yīng)加熱裝置44提高加熱功率，使打印頭42正常工作；當(dāng)紅外線測溫探頭檢測的打印頭42溫度值高于設(shè)定值時(shí)，控制高頻電感應(yīng)加熱裝置31降低加熱功率，使打印頭33正常工作。
[0043]本實(shí)用新型采用高頻電感應(yīng)加熱裝置44配合高頻線圈43對(duì)打印頭42進(jìn)行加熱，并通過紅外線測溫探頭時(shí)刻檢測打印頭42的溫度，以至可有效控制加熱溫度，以達(dá)到溫度穩(wěn)定、節(jié)能的效果，其還具有加熱溫度高，可控范圍廣、成本低，結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。[0044]所述高頻線圈43前端具有一開放式加熱圈431，并通過該開放式加熱圈431夾緊鎢鋼噴嘴46下端，由于開放式加熱圈431只對(duì)鎢鋼噴嘴46下端加熱，使穿入內(nèi)陶瓷管471下端的金屬線材才會(huì)被加熱呈半固態(tài)流體，而不是將穿入內(nèi)陶瓷管471的金屬線材過早軟化，這樣有利于金屬線材在傳送過程中，能夠利用固態(tài)的金屬線材將熔融形成半固態(tài)的金屬流體從鎢鋼噴嘴下端的擠出孔擠出，形成一種連續(xù)絲狀的半固態(tài)金屬流體，以致提高打印頭的打印(擠出)效果。
[0045]所述的機(jī)頭3下端表面安裝有至少一個(gè)用于對(duì)由金屬線材打印成型的金屬層進(jìn)行局部預(yù)熱熔融或用于加強(qiáng)金屬層之間結(jié)合力的激光器31，該激光器31呈傾斜裝配，且激光器31射出光束聚焦于打印頭42的下方。具體而言，機(jī)頭下端設(shè)置有兩個(gè)與打印頭適配的激光器，其分別設(shè)置于打印頭兩側(cè)，且該激光器射出光束相交點(diǎn)位于打印頭正下方，激光器能夠?qū)τ山饘倬€材打印成型的金屬層進(jìn)行局部預(yù)熱熔融或用于加強(qiáng)金屬層之間結(jié)合力，以至可提高本實(shí)用新型的打印效果和模型成型效果，有利于提高市場競爭力。
[0046]上述激光器31為光纖稱合激光器。
[0047]所述送料裝置5包括:設(shè)置于機(jī)架I上方的用于放置金屬線材卷的絲盤51和用于驅(qū)動(dòng)絲盤51轉(zhuǎn)動(dòng)的第一伺服電機(jī)52、設(shè)置于機(jī)頭3中的第二伺服電機(jī)53以及設(shè)置于第二伺服電機(jī)53前端的導(dǎo)線座54，其中，導(dǎo)線座54中設(shè)置有一壓線輪55及一主動(dòng)送線輪531，主動(dòng)送線輪531與壓線輪55配合傳送金屬線材，其中，所述壓線輪55外表面成型有用于夾緊金屬線材的環(huán)形槽。
[0048]所述導(dǎo)線座54中部具有一孔位541,該導(dǎo)線座541 —側(cè)設(shè)置有一可調(diào)節(jié)位移的彈性安裝座542 ;所述的壓線輪55安裝于該彈性安裝座542中，且其外沿顯露于孔位541中；所述主動(dòng)送線輪531安裝于第二伺服電機(jī)53的轉(zhuǎn)軸上，該主動(dòng)送線輪531顯露于孔位541中，并與壓線輪55之間形成有用于夾緊傳送金屬線材的間隙；所述導(dǎo)線座54上端及下端分別設(shè)置有貫通孔位541，且與該間隙對(duì)應(yīng)的穿孔；該穿孔與所述打印頭42中供金屬線材穿過的孔對(duì)應(yīng)。
[0049]所述機(jī)架I上還設(shè)置有水冷裝置7，所述高頻線圈43的銅管中形成有供冷水通過的流道，水冷裝置7通過管道連接該流道。
[0050]本實(shí)用新型采用半固態(tài)鑄造(成型)技術(shù)，其與普通鑄造技術(shù)的不同之處在于:
[0051]在普通鑄造過程中，初晶以枝晶方式長大，當(dāng)固相率達(dá)到到20% -30%時(shí)，枝晶就形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)骨架，流動(dòng)性就會(huì)由于先凝固的固相所形成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)而基本消失。
[0052]在半固態(tài)鑄造過程中，由于半固態(tài)金屬漿料的澆注溫度控制在固液兩相區(qū)內(nèi)，漿料中的固相以近球狀的非枝晶組織形式懸浮在液相基體中，使熔體具有良好的流變性和觸變性，當(dāng)其固相率達(dá)到40% -60%時(shí)，依然具有良好的流動(dòng)性，從而可利用常規(guī)的成形工藝如壓鑄、擠壓、模鍛等實(shí)現(xiàn)金屬的成形。
[0053]上述的金屬流是指一種從鎢鋼噴嘴46中擠出孔464擠出的呈連續(xù)絲狀的并呈半固態(tài)的金屬流體。
[0054]當(dāng)然，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并非來限制本實(shí)用新型實(shí)施范圍，凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所述構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括于本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.擠出式金屬流3D打印機(jī)，其特征在于:包括: 一機(jī)架(1)，該機(jī)架(1)上安裝有一可沿X軸方向及Y軸方向移動(dòng)的工作臺(tái)(2)以及可沿Z軸方向移動(dòng)的機(jī)頭(3); 一打印裝置(4)，其包括:通過一連接座(41)安裝于機(jī)頭(3)中的打印頭(42)、用于對(duì)打印頭(42)進(jìn)行加熱的高頻線圈(43)以及高頻電感應(yīng)加熱裝置(44)，該打印頭(42)包括:一鎢鋼噴嘴(46)、設(shè)置于鎢鋼噴嘴(46)內(nèi)部的陶瓷管組(47)、嵌套于鎢鋼噴嘴(47)外表面的耐高溫陶瓷保護(hù)套(48)以及套蓋于鎢鋼噴嘴(46)上端的不銹鋼端蓋(49)，該鎢鋼噴嘴(46)具有一擠出孔(464)； 一用于對(duì)打印裝置(4)輸送金屬線材的送料裝置(5)，該送料裝置(5)安裝于機(jī)架(1)上； 所述機(jī)頭(3)下端表面安裝有至少一個(gè)用于對(duì)由金屬線材打印成型的金屬層進(jìn)行局部預(yù)熱熔融或用于加強(qiáng)金屬層之間結(jié)合力的激光器(31)，該激光器(31)呈傾斜裝配，且激光器(31)射出光束聚焦于打印頭(42)的下方；所述機(jī)架(1)上還設(shè)置有一用于對(duì)打印頭(42)提供惰性氣體，以至打印頭(42)可噴出惰性氣體的惰性氣體供氣裝置(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擠出式金屬流3D打印機(jī)，其特征在于:所述激光器(31)為光纖耦合激光器，該光纖耦合激光器的數(shù)量為兩個(gè)，其分別設(shè)置于打印頭(42)兩側(cè)，其中，該激光器(31)射出光束相交點(diǎn)位于打印頭(42)正下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的擠出式金屬流3D打印機(jī)，其特征在于:所述送料裝置(5)包括:設(shè)置于機(jī)架(1)上方的用于放置金屬線材卷的絲盤(51)和用于驅(qū)動(dòng)絲盤(51)轉(zhuǎn)動(dòng)的第一伺服電機(jī)(52)、設(shè)置于機(jī)頭(3)中的第二伺服電機(jī)(53)以及設(shè)置于第二伺服電機(jī)(53)前端的導(dǎo)線座(54)，其中，導(dǎo)線座(54)中設(shè)置有一壓線輪(55)及一主動(dòng)送線輪(531)，主動(dòng)送線輪(531)與壓線輪(55)配合傳送金屬線材。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的擠出式金屬流3D打印機(jī)，其特征在于:所述導(dǎo)線座(54)中部具有一孔位(541)，該導(dǎo)線座(541) —側(cè)設(shè)置有一可調(diào)節(jié)位移的彈性安裝座(542);所述的壓線輪(55)安裝于該彈性安裝座(542)中，且其外沿顯露于孔位(541)中；所述主動(dòng)送線輪(531)安裝于第二伺服電機(jī)(53)的轉(zhuǎn)軸上，該主動(dòng)送線輪(531)顯露于孔位(541)中，并與壓線輪(55)之間形成有用于夾緊傳送金屬線材的間隙；所述導(dǎo)線座(54)上端及下端分別設(shè)置有貫通孔位(541)，且與該間隙對(duì)應(yīng)的穿孔；該穿孔與所述打印頭(42)中供金屬線材穿過的孔對(duì)應(yīng)；所述壓線輪(55)外表面成型有用于夾緊金屬線材的環(huán)形槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擠出式金屬流3D打印機(jī)，其特征在于:所述惰性氣體供氣裝置(6)包括:安裝于機(jī)架(1)外側(cè)的貯氣罐(61)、調(diào)節(jié)閥(62)以及導(dǎo)氣管，該導(dǎo)氣管伸入機(jī)頭⑶中，并與打印頭(42)中設(shè)置的用于噴出惰性氣體的冷卻孔連通；所述連接座(41)前端設(shè)置有一用于與所述打印頭(42)安裝的卡位(411)，該連接座(41)后端向前設(shè)置有連通該卡位(411)的導(dǎo)氣孔(412)，該導(dǎo)氣孔(412)與導(dǎo)氣管連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擠出式金屬流3D打印機(jī)，其特征在于:所述鎢鋼噴嘴(46)上端設(shè)置有一環(huán)狀安裝位(461)，下端成型有一環(huán)狀凸緣(462)，且該環(huán)狀凸緣(462)下端成型有一錐形端部(463)，該錐形端部(463)具有所述的擠出孔(464)，且該擠出孔(464)的孔徑小于金屬線材的直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的擠出式金屬流3D打印機(jī)，其特征在于:所述陶瓷管組(47)包括:相互嵌套裝配并安裝于鎢鋼噴嘴(46)內(nèi)腔中設(shè)置的容置位(460)中的內(nèi)陶瓷管(471)和外陶瓷管(472)，其中，內(nèi)陶瓷管(471)的上端面和外陶瓷管(472)的上端面齊平，內(nèi)陶瓷管(471)的下端伸出外陶瓷管(472)下端面外，并與所述鎢鋼噴嘴(46)的擠出孔(464)對(duì)接；所述內(nèi)陶瓷管(471)外壁和外陶瓷管(472)內(nèi)壁之間形成有第一間隙；外陶瓷管(472)外壁與鎢鋼噴嘴(46)中容置位(460)的內(nèi)壁之間形成有第二間隙；所述不銹鋼端蓋(49)中設(shè)置有與內(nèi)陶瓷管(471)對(duì)應(yīng)的進(jìn)線孔(491)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的擠出式金屬流3D打印機(jī)，其特征在于:所述耐高溫陶瓷保護(hù)套(48)嵌套于鎢鋼噴嘴(46)外表面，并與鎢鋼噴嘴(46)下端的環(huán)狀凸緣(462)抵靠；其中，耐高溫陶瓷保護(hù)套(48)與鎢鋼噴嘴(46)外壁之間形成有若干供氣體流過的通道，鎢鋼噴嘴(46)下端環(huán)狀凸緣(462)處設(shè)置有若干與該通道連通的并呈傾斜狀的氣體噴出孔(465);所述耐高溫陶瓷保護(hù)套(48)內(nèi)壁下端設(shè)置與氣體噴出孔(465)配合的避空槽(482)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的擠出式金屬流3D打印機(jī)，其特征在于:所述鎢鋼噴嘴(46)于環(huán)狀安裝位(461)下方成型有若干相互形成有間隔的第一環(huán)形凸出部(467)，該鎢鋼噴嘴(46)下端成型有若干與該第一環(huán)形凸出部(467)對(duì)應(yīng)的第二環(huán)形凸出部(468)，令所述耐高溫陶瓷保護(hù)套(48)同心嵌套于鎢鋼噴嘴(46)外表面后形成所述的通道；所述鎢鋼噴嘴(46)于環(huán)狀安裝位(461)下方向下開設(shè)有若干導(dǎo)氣槽(469)，令環(huán)狀安裝位(461)與所述的通道連通，其中，所述第一環(huán)形凸出部(468)位于相鄰兩導(dǎo)氣槽(469)之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的擠出式金屬流3D打印機(jī)，其特征在于:所述機(jī)架(1)上還設(shè)置有水冷裝置(7)，所述高頻線圈(43)的銅管中形成有供冷水通過的流道，水冷裝置(7)通過管道連接該流道。
【文檔編號(hào)】B22F3/115GK203817392SQ201420250377
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】馮堅(jiān) 申請(qǐng)人:東莞市亞美精密機(jī)械配件有限公司