并聯(lián)臂三維打印機(jī)的一體式冷卻打印裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于三維成型技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種并聯(lián)臂三維打印機(jī)的一體式冷卻打印裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]三維打印技術(shù)，是以計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)模型為藍(lán)本，通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng)，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細(xì)胞組織等特殊材料進(jìn)行逐層堆積黏結(jié)，最終疊加成型，制造出實(shí)體產(chǎn)品。三維打印將三維實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€(gè)二維平面，通過對材料處理并逐層疊加進(jìn)行生產(chǎn)，大大降低了制造的復(fù)雜度。這種數(shù)字化制造模式直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中便可生成任何形狀的零件。熔融沉積造型(FDM)技術(shù)是三維打印技術(shù)中的一個(gè)主流技術(shù)，F(xiàn)DM技術(shù)是將CAD模型分為一層層極薄的截面，生成控制三維打印機(jī)噴嘴移動軌跡的二維幾何信息。三維打印機(jī)的加熱頭把熱熔性材料(ABS樹脂、尼龍、蠟等)加熱到臨界狀態(tài)，呈現(xiàn)半流體性質(zhì)，在計(jì)算機(jī)控制下，沿CAD確定的二維幾何信息運(yùn)動軌跡，擠出頭將半流動狀態(tài)的材料擠壓出來，凝固形成輪廓形狀的薄層。當(dāng)一層完畢后，通過垂直升降系統(tǒng)降下新形成層，進(jìn)行固化。這樣層層堆積粘結(jié)，自下而上形成該模型的三維實(shí)體。
[0003]應(yīng)用FDM技術(shù)的三維打印機(jī)的關(guān)鍵問題之一是成型精度問題，影響成型精度的因素有很多，包括機(jī)架強(qiáng)度、傳動穩(wěn)定性以及對熱熔性材料進(jìn)行冷卻的問題等。機(jī)架強(qiáng)度不足會導(dǎo)致打印機(jī)在工作過程中出現(xiàn)裝配尺寸的變化，對成型精度造成影響；強(qiáng)度不足還會導(dǎo)致傳動穩(wěn)定性不高，打印頭行走過程中機(jī)架出現(xiàn)震動，使打印精度降低；熱熔性材料經(jīng)擠出頭擠出后冷卻太慢，會出現(xiàn)熱熔性材料被重力自然拉長，導(dǎo)致打印出來的模型出現(xiàn)變形的問題。所以，為提高打印精度，亟需對現(xiàn)有的三維打印機(jī)進(jìn)行改進(jìn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、強(qiáng)度高、傳動穩(wěn)定性好、縮短熱熔性材料冷卻時(shí)間、提升打印精度的并聯(lián)臂三維打印機(jī)的一體式冷卻打印
目.ο
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:并聯(lián)臂三維打印機(jī)的一體式冷卻打印裝置，包括呈正三角形結(jié)構(gòu)的底座，底座上在三個(gè)頂角處分別垂直設(shè)有三根支撐柱，三根支撐柱頂部水平設(shè)有安裝板，安裝板上設(shè)有原料擠出機(jī)，每根支撐柱內(nèi)側(cè)沿垂直方向滑動設(shè)有滑車，每個(gè)滑車內(nèi)側(cè)均鉸接有相同結(jié)構(gòu)的并聯(lián)臂，并聯(lián)臂的下端鉸接有擠出工作臺，擠出工作臺的中心處設(shè)有擠出頭，擠出頭的進(jìn)口端通過原料管與原料擠出機(jī)的出料口連接，擠出頭外部包裹有加熱器；擠出工作臺底部一側(cè)通過連接板連接有冷風(fēng)發(fā)生器;
[0006]冷風(fēng)發(fā)生器包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有盒體以及位于盒體頂部的制冷壓縮機(jī)、冷凝器、冷凝散熱器、節(jié)流閥、風(fēng)量調(diào)節(jié)電機(jī)和渦輪風(fēng)機(jī)，盒體內(nèi)設(shè)有蒸發(fā)器和用于調(diào)節(jié)盒體內(nèi)通風(fēng)截面積大小的風(fēng)門，風(fēng)門中部垂直設(shè)有轉(zhuǎn)動連接在盒體上的轉(zhuǎn)軸，風(fēng)量調(diào)節(jié)電機(jī)的主軸與轉(zhuǎn)軸傳動連接，冷凝散熱器設(shè)在冷凝器上，殼體上設(shè)有鄰近制冷壓縮機(jī)的散熱進(jìn)風(fēng)窗和鄰近冷凝散熱器的散熱出風(fēng)窗，制冷壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器和制冷壓縮機(jī)順次通過管道連接，殼體上設(shè)有與渦輪風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口連接的冷卻進(jìn)風(fēng)窗，盒體上設(shè)有與渦輪風(fēng)機(jī)出風(fēng)口連通的入風(fēng)口，風(fēng)門位于入風(fēng)口和蒸發(fā)器之間；盒體上在鄰近蒸發(fā)器的一端連接有導(dǎo)風(fēng)罩，導(dǎo)風(fēng)罩的出口連接有伸出殼體外的冷卻噴嘴，冷卻噴嘴的吹風(fēng)口朝向擠出頭的出口，冷卻噴嘴上部與連接板固定連接；
[0007]底座側(cè)部設(shè)有電控裝置，電控裝置分別與原料擠出機(jī)、加熱器、渦輪風(fēng)機(jī)、制冷壓縮機(jī)和風(fēng)量調(diào)節(jié)電機(jī)連接。
[0008]采用上述技術(shù)方案，并聯(lián)臂三維打印機(jī)的支撐柱與滑車之間設(shè)有同步帶驅(qū)動機(jī)構(gòu)，支撐柱中心沿垂直方向設(shè)有通孔，支撐柱內(nèi)側(cè)面沿垂直方向設(shè)有滑軌，滑車滑動連接在滑軌上，支撐柱上在滑軌處沿垂直方向開設(shè)有與通孔連通的導(dǎo)向孔，同步帶驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)、定滑輪、同步帶和連接座，步進(jìn)電機(jī)位于通孔正下方的底座內(nèi)，定滑輪設(shè)在通孔頂部，連接座內(nèi)端向外穿過導(dǎo)向孔與滑車固定連接，同步帶的兩端分別與連接座的上表面和下表面連接，步進(jìn)電機(jī)的主軸連接有帶輪，帶輪和定滑輪之間通過同步帶傳動連接。所述底座上設(shè)有位于三根支撐柱之間的固定板
[0009]并聯(lián)臂三維打印機(jī)的以上技術(shù)方案具有以下有益效果:
[0010]1、每根支撐柱與對應(yīng)滑車之間設(shè)置的同步帶驅(qū)動機(jī)構(gòu)，同步帶驅(qū)動機(jī)構(gòu)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動同步帶，同步帶通過連接座帶動滑車沿導(dǎo)軌上下直線運(yùn)動，同步帶的使用使得滑車上下移動更平穩(wěn)，移動精度更高，從而確保并聯(lián)臂帶動擠出工作臺運(yùn)行更加平穩(wěn)。
[0011]2、冷風(fēng)發(fā)生器與擠出工作臺之間采用一體式結(jié)構(gòu)，使得整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，使得產(chǎn)生的冷氣很快能吹到擠出頭出口部位，并且省去了風(fēng)管，冷風(fēng)不會通過較長的風(fēng)管與外界進(jìn)行熱交換，從而提高冷卻效率和效果。冷風(fēng)發(fā)生器與擠出工作臺之間采用一體式結(jié)構(gòu)，使得整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小。本實(shí)用新型的制冷原理為:制冷壓縮機(jī)把制冷劑由低溫低壓氣體壓縮成高溫高壓氣體，再經(jīng)過冷凝器冷凝成常溫高壓的液體，經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后，則成為低溫低壓的液體。低溫低壓的液態(tài)制冷劑送入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中吸熱蒸發(fā)而成為高溫低壓的蒸汽，再次輸送進(jìn)制冷壓縮機(jī)，從而完成制冷循環(huán)。
[0012]盒體內(nèi)的空氣被制冷后，渦輪風(fēng)機(jī)向盒體內(nèi)吹風(fēng)，氣流經(jīng)蒸發(fā)器被制冷，冷氣通過導(dǎo)風(fēng)罩和冷卻噴嘴噴向擠出頭的出口處，擠出頭將半流動狀態(tài)的材料擠壓出來，經(jīng)冷風(fēng)的強(qiáng)力冷卻，迅速凝固形成輪廓形狀的薄層。這樣就避免冷卻時(shí)間過長，導(dǎo)致熱熔型材料由于自身重力作用產(chǎn)生變形的情況發(fā)生。
[0013]風(fēng)量調(diào)節(jié)電機(jī)通過轉(zhuǎn)軸驅(qū)動風(fēng)門旋轉(zhuǎn)，風(fēng)門旋轉(zhuǎn)可以調(diào)節(jié)盒體的通風(fēng)截面積，從而調(diào)節(jié)冷卻噴嘴的出風(fēng)量，達(dá)到調(diào)節(jié)冷卻效果的目的。
[0014]綜上所述，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動穩(wěn)定性高，對擠出的熱熔性材料進(jìn)行及時(shí)冷卻，打印出來的產(chǎn)品不會出現(xiàn)變形，打印精度大大提高。
【附圖說明】
[0015]圖1是并聯(lián)臂三維打印機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是并聯(lián)臂三維打印機(jī)的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型中冷風(fēng)發(fā)生器外型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4是本實(shí)用新型中冷風(fēng)發(fā)生器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1-圖4所示，并聯(lián)臂三維打印機(jī)，包括呈正三角形結(jié)構(gòu)的底座1，底座I上在三個(gè)頂角處分別垂直設(shè)有三根支撐柱2，三根支撐