一種熱氣打磨并冷氣定型的3d打印裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熱氣打磨并冷氣定型的3D打印裝置，適用于所有熱熔成型的3D打印機。包括：熱氣腔體、螺旋熱氣環(huán)形噴口、熱氣回抽腔體、半導(dǎo)體制冷腔體、半導(dǎo)體制冷制熱裝置。本發(fā)明通過螺旋熱氣對擠出材料打磨擠壓，同時回抽熱氣，并利用半導(dǎo)體制冷的冷氣對堆砌好的材料冷卻定型。經(jīng)過打磨擠壓，冷氣制冷，使每次擠出的熱熔材料和之前擠出的材料互相攪拌，減少間隙，并使擠出的材料更加平坦，消除一條條的凹凸線紋，同時也大大提高了打印物品的牢固性，避免了因熱量產(chǎn)生的更多拉絲，抹平的過程降低了層高，等于提高了打印精度，同時迅速的制冷防止了物品的熱變形。
【專利說明】
一種熱氣打磨并冷氣定型的3D打印裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明是涉及3D打印制造技術(shù)的領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種3D打印制造的后處理的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前3D打印機進行增材打印時，因沒有對擠出物進行再處理過程，導(dǎo)致了以下的缺點。
[0003]普通3D打印機工作時，擠出的堆積物多為圓線條或圓滴，在一層層堆積時，必定圓形體疊加和拼湊圓形體，而所有圓形體堆在一起，中間都有間隙，尤其當(dāng)3D打印機X軸Y軸Z軸抖動而精度不高時，前后不同時間的擠出物甚至不能緊密結(jié)合在一起，而呈半脫離狀態(tài)，導(dǎo)致產(chǎn)品打印出的物品不夠堅實。
[0004]普通的3D打印機工作時，因為擠出的材料，熱量在很長時間內(nèi)不能散去，多層的疊加材料仍然有較高的溫度，使打印物體仍然具有細微的流體特性，并且在自身的重力和來回移動產(chǎn)生的晃動的雙重影響下，很容易導(dǎo)致打印物體的扭曲變形。
[0005]普通的3D打印機工作時，因為擠出材料為熱熔流體狀態(tài)，打印頭在換行，或換層時，在高溫下，必定會產(chǎn)生拉絲現(xiàn)象，使打印的產(chǎn)品毛刺太多而嚴(yán)重影響質(zhì)量。
[0006]普通的3D打印機工作時，即使使用了風(fēng)扇對正在打印的產(chǎn)品吹風(fēng)，因打印頭周圍熱量較高，不能吹出的較冷的氣體，而使制冷效果不佳，同時因為風(fēng)扇吹風(fēng)時，風(fēng)的方向為一個方向，容易導(dǎo)致剛擠出的熱性材料被單方向吹風(fēng)后變形，從而會變形而失去精度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
為解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種熱氣打磨并冷氣制冷的3D打印裝置，通過螺旋熱氣對擠出材料打磨擠壓，同時回抽熱氣，并利用半導(dǎo)體制冷的冷氣對堆砌好的材料冷卻定型。
[0008]技術(shù)方案
為達到上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。
[0009]—種熱氣打磨并冷氣制冷的3D打印裝置，包括:熱氣腔體、螺旋熱氣環(huán)形噴口、熱氣回抽腔體、半導(dǎo)體制冷腔體、半導(dǎo)體制冷制熱裝置。其中，三個腔體由從里面到中間，再到外層，互套在一起成整個整體，包裹3D打印機的打印頭。三個腔體分別為里層的熱氣腔體，中間的熱氣回抽腔體，外層半導(dǎo)體制冷腔體。
[0010]所述的熱氣腔體，是在熱熔腔體外部罩一個隔空熱氣腔體，利用半導(dǎo)體裝置出熱端產(chǎn)生熱氣，用風(fēng)扇把該熱氣吹到熱氣腔體，同時混合熱熔腔體外側(cè)的自身加溫?zé)崛鄣亩嘤酂釟?，一并吹向螺旋熱氣環(huán)形噴口。
[0011]所述的螺旋熱氣環(huán)形噴口，內(nèi)設(shè)螺旋葉片組，在風(fēng)壓下產(chǎn)生螺旋熱氣，環(huán)形風(fēng)口正對熱熔材料噴嘴，環(huán)形螺旋熱氣對剛擠出的熱熔材料進行打磨擠壓，使每次擠出的熱熔材料和之前擠出的材料互相攪拌，減少間隙，并使擠出的材料更加平坦，消除一條條的凹凸線紋。
[0012]所述的熱氣回抽腔體，其下端環(huán)形口緊挨著螺旋熱氣環(huán)形噴口，為第二層腔體，上下通空，上端有風(fēng)扇回抽熱氣，避免噴頭和打印物品周圍積壓太多的熱氣。
[0013]所述的半導(dǎo)體制冷腔體，其下端的環(huán)形出風(fēng)口緊挨著熱氣回抽腔體的下端環(huán)形口，為第三層腔體，上下通空，上端連接半導(dǎo)體的制冷鼓風(fēng)端，由風(fēng)扇吹壓制冷后的空氣向下，從下端環(huán)形口出風(fēng)，吹向噴頭和打印物體，迅速冷卻定型被打磨后的材料。
[0014]所述的半導(dǎo)體制冷制熱裝置，包括制冷鼓風(fēng)端、制熱鼓風(fēng)端。
[0015]在半導(dǎo)體制冷片的制冷端配置金屬冷柵片、鼓冷風(fēng)扇、導(dǎo)冷風(fēng)管、隔冷罩殼、導(dǎo)冷金屬絲，共同組成制冷鼓風(fēng)端，具體為:金屬冷柵片由高傳熱性的多層金屬片組成，并緊貼著半導(dǎo)體制冷片的制冷端，其表面固定導(dǎo)冷金屬絲的一頭，導(dǎo)冷金屬絲的其余部分全部貼在導(dǎo)冷風(fēng)管內(nèi)壁上，導(dǎo)冷風(fēng)管連接隔冷罩殼，鼓冷風(fēng)扇和隔冷罩殼圍成半封閉隔溫腔體。
[0016]在半導(dǎo)體制冷片的制熱端配置金屬熱柵片、鼓熱風(fēng)扇、導(dǎo)熱風(fēng)管、隔熱罩殼、導(dǎo)熱金屬絲，共同組成制熱鼓風(fēng)端。具體為:金屬熱柵片由高傳熱性的多層金屬片組成，并緊貼著半導(dǎo)體制冷片的制熱端，其表面固定導(dǎo)熱金屬絲的一頭，導(dǎo)熱金屬絲的其余部分全部貼在導(dǎo)熱風(fēng)管內(nèi)壁上，導(dǎo)熱風(fēng)管連接隔熱罩殼，鼓熱風(fēng)扇和隔熱罩殼圍成半封閉隔溫腔體。
[0017]以下為具體技術(shù)方案。
[0018]3D打印機在增材制造時，同時啟動半導(dǎo)體制冷制熱裝置，半導(dǎo)體制冷片在通電后，產(chǎn)生一面的制冷端和一面制熱端，在制冷端產(chǎn)生0°以下的溫度，在制熱端產(chǎn)生了高于室溫的相對高溫度。
[0019]制熱端的相對高溫度，迅速使金屬熱柵片也處于相對高溫度，同時導(dǎo)熱金屬絲因連接金屬熱柵片，使導(dǎo)熱風(fēng)管內(nèi)壁的導(dǎo)熱金屬絲從頭到尾同樣處于相對高溫度。鼓熱風(fēng)扇擠壓的空氣，經(jīng)過金屬熱柵片初步制熱成熱氣。由金屬熱柵片制熱后的熱氣不容易被深度制熱，當(dāng)熱氣再壓入導(dǎo)熱風(fēng)管內(nèi)后，延長并加大了冷熱傳導(dǎo)的接觸面積，被導(dǎo)熱金屬絲進一步再深度制熱，提供了制熱鼓風(fēng)端所需的熱氣。
[0020]制熱鼓風(fēng)端把熱氣擠壓到熱氣腔體，同時混合熱熔腔體的發(fā)熱器件產(chǎn)生的熱氣，在里層的熱氣腔體匯總后的熱氣經(jīng)螺旋環(huán)形風(fēng)口噴出，同心圓形狀的環(huán)形口形成向心角度的錐形風(fēng)向，匯成向下的螺旋熱氣，聚焦對準(zhǔn)剛被擠出的熱性熔絲打磨，圓柱狀的膏狀熔絲被旋轉(zhuǎn)的熱浪打旋扯成平餅狀，同時水平旋風(fēng)擠壓拖動著熱膏狀材料涂抹填實了周圍的縫隙，從而壓緊了上下層材料，填實了周圍材料結(jié)合處空隙，同時抹平的過程，不僅把圓形疊加在圓形上的松散方式改成了平板堆積在平板上的緊密方式，而且降低了層高，變薄了層尚等于使打印精度大大提尚了。
[0021]完成打磨過程的熱氣，匯集在熔絲噴嘴附件，在中間層下面的環(huán)形抽風(fēng)口扣罩在該區(qū)域，通過回抽腔體，同時在回抽熱氣，使剛增材堆積的材料上方的熱氣盡量的被抽空。
[0022]制冷端0°以下的溫度，迅速使金屬冷柵片也處于0°以下溫度，同時導(dǎo)冷金屬絲因連接金屬冷柵片，使導(dǎo)冷風(fēng)管內(nèi)壁的導(dǎo)冷金屬絲從頭到尾同樣被制冷在較低的溫度。鼓冷風(fēng)扇擠壓的空氣，經(jīng)過金屬冷柵片初步制冷成冷氣。由金屬冷柵片制冷后的冷氣不容易被深度制冷，當(dāng)冷氣再壓入導(dǎo)冷風(fēng)管內(nèi)后，延長并加大了冷熱傳導(dǎo)的接觸面積，被導(dǎo)冷金屬絲進一步再深度制冷，提供了制冷鼓風(fēng)端所需的冷氣。
[0023]剛被增材堆積的材料本身還有較高溫度，甚至上下多層的材料的溫度也將保持較長的時間，由制冷鼓風(fēng)端把該冷氣向下吹壓至扣罩在外層的半導(dǎo)體制冷腔體和下端環(huán)形的冷氣噴口，并吹向噴頭和打印物體。隨著打印頭的來回移動，噴出冷氣的路徑和打印頭移動的路徑一致，致使剛被打磨堅實的形態(tài)被迅速冷固定型，從而使整個目標(biāo)物品不產(chǎn)生熱變形。
[0024]有益效果
采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果。
[0025]經(jīng)過打磨擠壓，使每次擠出的熱熔材料和之前擠出的材料互相攪拌，減少間隙，并使擠出的材料更加平坦，消除一條條的凹凸線紋，大大提高了打印精度，同時也大大提高了打印物品的牢固性，同時螺旋熱氣磨除了拉絲的絲頭。
[0026]經(jīng)過回抽熱氣，避免噴頭和打印物品周圍積壓太多的熱氣，加速打印物體的冷卻和定型。
[0027]經(jīng)過半導(dǎo)體的制冷端，產(chǎn)生的0°以下冷氣，吹向噴頭和打印物體，避免了因熱量產(chǎn)生的更多拉絲，同時迅速冷卻了打印物體，防止了打印物品因過熱，和自身的重力，以及來回移動產(chǎn)生的晃動的影響下而產(chǎn)生扭曲變形，從而提高了打印物品的尺寸準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明的一種熱氣打磨并冷氣制冷的3D打印裝置的剖視圖。
[0029]圖2是本發(fā)明的螺旋熱氣環(huán)形噴口圖。
[0030]圖3是本發(fā)明的半導(dǎo)體制冷制熱裝置圖。
[0031]圖4是本發(fā)明的熱氣打磨并冷氣定型裝置內(nèi)部剖開斜視圖。
[0032]6-發(fā)熱管，21-熱氣腔體，22-熱氣回抽腔體，23-半導(dǎo)體制冷腔體，24-螺旋熱氣環(huán)形噴口，25-環(huán)形抽風(fēng)口，26-冷氣口，27-半導(dǎo)體制冷制熱裝置，28-抽風(fēng)風(fēng)扇，29-制熱鼓風(fēng)端，30-制冷鼓風(fēng)端，33-螺旋葉片組，34-金屬冷柵片，35-鼓冷風(fēng)扇，36-導(dǎo)冷風(fēng)管，37-金屬熱柵片，38-鼓熱風(fēng)扇，39-導(dǎo)熱風(fēng)管，40-半導(dǎo)體制冷片，41-導(dǎo)風(fēng)管，42-隔冷罩殼，43-隔熱罩殼，44-導(dǎo)冷金屬絲，45-導(dǎo)熱金屬絲，46-冷風(fēng)口，47-熱風(fēng)口。
【具體實施方式】
[0033]為進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細描述。
[0034]—種熱氣打磨并冷氣制冷的3D打印裝置，包括:熱氣腔體21、螺旋熱氣環(huán)形噴口24、熱氣回抽腔體22、半導(dǎo)體制冷腔體23、半導(dǎo)體制冷制熱裝置27。其中，三個腔體由從里面到中間，再到外層，互套在一起成整個整體，分別為里層的熱氣腔體21，中間的熱氣回抽腔體22，外層的半導(dǎo)體制冷腔體23。半導(dǎo)體制冷制熱裝置27的制熱鼓風(fēng)端29連接熱氣腔體21，制冷鼓風(fēng)端30連接半導(dǎo)體制冷腔體23并直通冷氣噴口 26，抽風(fēng)風(fēng)扇28通過導(dǎo)風(fēng)管41連接熱氣回抽腔體22并直通環(huán)形抽風(fēng)口 25，螺旋熱氣環(huán)形噴口 24內(nèi)設(shè)螺旋葉片組33，在風(fēng)壓下產(chǎn)生螺旋熱氣，螺旋熱氣環(huán)形噴口 24正對著噴嘴下方擠出的熱熔材料。
[0035]所述的半導(dǎo)體制冷制熱裝置27，還包括:制冷鼓風(fēng)端30、制熱鼓風(fēng)端29。
[0036]在半導(dǎo)體制冷片40的制冷端配置金屬冷柵片34、鼓冷風(fēng)扇35、導(dǎo)冷風(fēng)管36、隔冷罩殼42、導(dǎo)冷金屬絲44，共同組成制冷鼓風(fēng)端，具體為:金屬冷柵片34由高傳熱性的多層金屬片組成，并緊貼著半導(dǎo)體制冷片40的制冷端，其表面固定導(dǎo)冷金屬絲44的一頭，導(dǎo)冷金屬絲44的其余部分全部貼在導(dǎo)冷風(fēng)管36內(nèi)壁上，導(dǎo)冷風(fēng)管36連接隔冷罩殼42，鼓冷風(fēng)扇35和隔冷罩殼42圍成半封閉隔溫腔體。
[0037]在半導(dǎo)體制冷片40的制熱端配置金屬熱柵片37、鼓熱風(fēng)扇38、導(dǎo)熱風(fēng)管39、隔熱罩殼43、導(dǎo)熱金屬絲45，共同組成制熱鼓風(fēng)端。具體為:金屬熱柵片37由高傳熱性的多層金屬片組成，并緊貼著半導(dǎo)體制冷片40的制熱端，其表面固定導(dǎo)熱金屬絲45的一頭，導(dǎo)熱金屬絲45的其余部分全部貼在導(dǎo)熱風(fēng)管39內(nèi)壁上，導(dǎo)熱風(fēng)管39連接隔熱罩殼43，鼓熱風(fēng)扇38和隔熱罩殼43圍成半封閉隔溫腔體。
[0038]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0039]3D打印機在增材制造時，同時啟動半導(dǎo)體制冷制熱裝置27，半導(dǎo)體制冷片40在通電后，產(chǎn)生一面的制冷端和一面制熱端，在制冷端產(chǎn)生0°以下的溫度，在制熱端產(chǎn)生了高于室溫的相對高溫度。
[0040]制熱端的相對高溫度，迅速使金屬熱柵片37也處于相對高溫度，同時導(dǎo)熱金屬絲45因連接金屬熱柵片37，使導(dǎo)熱風(fēng)管39內(nèi)壁的導(dǎo)熱金屬絲45從頭到尾同樣處于相對高溫度。鼓熱風(fēng)扇38擠壓的空氣，經(jīng)過金屬熱柵片37初步制熱成熱氣。由金屬熱柵片37制熱后的熱氣不容易被深度制熱，當(dāng)熱氣再壓入導(dǎo)熱風(fēng)管39內(nèi)后，延長并加大了冷熱傳導(dǎo)的接觸面積，被導(dǎo)熱金屬絲45進一步再深度制熱，直至熱風(fēng)口 47，提供了所需的熱氣。
[0041]制熱鼓風(fēng)端29把熱氣擠壓到熱氣腔體21，同時混合發(fā)熱管6產(chǎn)生的熱氣，一并經(jīng)螺旋環(huán)形風(fēng)口 24噴出，同心圓形狀的環(huán)形口形成向心角度的錐形風(fēng)向，匯成向下的螺旋熱氣，聚焦對準(zhǔn)剛被擠出的熱性熔絲打磨，圓柱狀的膏狀熔絲被旋轉(zhuǎn)的熱浪打旋扯成平餅狀，同時水平旋風(fēng)擠壓拖動著熱膏狀材料涂抹填實周圍的縫隙，從而壓緊了上下不平整材料，填實了周圍材料結(jié)合處空隙，抹平成平整面。
[0042]完成打磨過程的熱氣，匯集在噴嘴附近，在中間層下面的環(huán)形抽風(fēng)口 25扣罩在該區(qū)域，通過回抽腔體22和抽風(fēng)風(fēng)扇28，同時在回抽熱氣，使剛增材堆積的材料上方的熱氣盡量的被抽空。
[0043]制冷端0°以下的溫度，迅速使金屬冷柵片34也處于0°以下溫度，同時導(dǎo)冷金屬絲44因連接金屬冷柵片34，使導(dǎo)冷風(fēng)管36內(nèi)壁的導(dǎo)冷金屬絲44從頭到尾同樣被制冷在較低的溫度。鼓冷風(fēng)扇35擠壓的空氣，經(jīng)過金屬冷柵片34初步制冷成冷氣。由金屬冷柵片34制冷后的冷氣不容易被深度制冷，當(dāng)冷氣再壓入導(dǎo)冷風(fēng)管36內(nèi)后，延長并加大了冷熱傳導(dǎo)的接觸面積，被導(dǎo)冷金屬絲44進一步再深度制冷，直至冷風(fēng)口 46，提供了所需的冷氣。
[0044]剛被增材堆積的材料本身還有較高溫度，甚至上下多層的材料的溫度也將保持較長的時間。由制冷鼓風(fēng)端30把產(chǎn)生的冷氣向下吹壓至半導(dǎo)體制冷腔體23，直至到下端環(huán)形的冷氣口 26，并吹向噴頭和打印物體。隨著打印頭的來回移動，噴出冷氣的路徑和打印頭移動的路徑一致，致使每處剛被增材堆積的材料都會被迅速制冷，避免產(chǎn)生熱變形。
[0045]以上示意性地對本發(fā)明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性地設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種熱氣打磨并冷氣制冷的3D打印裝置，包括:熱氣腔體、螺旋熱氣環(huán)形噴口、熱氣回抽腔體、半導(dǎo)體制冷腔體、半導(dǎo)體制冷制熱裝置，其特征在于:其三個腔體由從里面到中間，再到外層，互套在一起成整個整體，分別為里層的熱氣腔體，中間的熱氣回抽腔體，外層半導(dǎo)體制冷腔體，螺旋熱氣環(huán)形噴口安裝在熱氣腔體的最下端，半導(dǎo)體制冷制熱裝置的制熱鼓風(fēng)端連接熱氣腔體，制冷鼓風(fēng)端連接半導(dǎo)體制冷腔體，熱氣回抽腔體通過導(dǎo)風(fēng)管連接抽風(fēng)風(fēng)扇。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱氣打磨并冷氣制冷的3D打印裝置，其特征在于:所述的熱氣腔體，是在熱熔腔體外部罩一個在里層的隔空熱氣腔體，其混合二種來源的熱氣:a)半導(dǎo)體制冷制熱裝置通電后在制熱端產(chǎn)生熱氣，b)熱熔腔體外側(cè)發(fā)熱器件產(chǎn)生的熱氣，匯合后的熱氣向螺旋熱氣環(huán)形噴口擠壓流動的動力源來自制熱鼓風(fēng)端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱氣打磨并冷氣制冷的3D打印裝置，其特征在于:所述的螺旋熱氣環(huán)形噴口，內(nèi)部設(shè)置由風(fēng)壓下產(chǎn)生的螺旋熱氣的螺旋葉片組，螺旋熱氣環(huán)形噴口正對著噴嘴下方擠出的熱熔材料，產(chǎn)生的螺旋熱氣旋轉(zhuǎn)包圍著需打磨的熱熔擠出材料。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱氣打磨并冷氣制冷的3D打印裝置，其特征在于:所述的熱氣回抽腔體，為中間的腔體，上下通空，其下端環(huán)形口緊挨著螺旋熱氣環(huán)形噴口，上端配置一個回抽積壓熱氣的風(fēng)扇。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱氣打磨并冷氣制冷的3D打印裝置，其特征在于:所述的半導(dǎo)體制冷腔體，為外層的腔體，上下通空，其下端的冷氣噴口緊挨著熱氣回抽腔體下端的環(huán)形抽風(fēng)口，上端連接半導(dǎo)體制冷制熱裝置的制冷鼓風(fēng)端，半導(dǎo)體制冷制熱裝置通電后在制冷端產(chǎn)生的冷氣向下吹壓至下端環(huán)形口，冷氣向下吹壓的動力源來自制冷鼓風(fēng)端，冷氣風(fēng)向正對著被打磨后的材料。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱氣打磨并冷氣制冷的3D打印裝置，其特征在于:所述的半導(dǎo)體制冷制熱裝置，還包括:制冷鼓風(fēng)端、制熱鼓風(fēng)端，其中，在半導(dǎo)體制冷片的制冷端配置金屬冷柵片、鼓冷風(fēng)扇、導(dǎo)冷風(fēng)管、隔冷罩殼、導(dǎo)冷金屬絲，共同組成制冷鼓風(fēng)端，在半導(dǎo)體制冷片的制熱端配置金屬熱柵片、鼓熱風(fēng)扇、導(dǎo)熱風(fēng)管、隔熱罩殼、導(dǎo)熱金屬絲，共同組成制熱鼓風(fēng)端。
【文檔編號】B29C67/00GK105984139SQ201510042240
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月27日
【發(fā)明人】周加華
【申請人】常州市東科電子科技有限公司