熔融沉積型3d打印機(jī)送料裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了熔融沉積型3D打印機(jī)送料裝置，主要應(yīng)用于熔融沉積型3D打印機(jī)設(shè)備，該裝置包括步進(jìn)電機(jī)、送絲輪、步進(jìn)電機(jī)固定裝置、可調(diào)節(jié)送絲輪間距裝置、導(dǎo)管、氣管接頭、圓柱體。在該裝置下，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)打印材料按照指定的速度運(yùn)動(dòng)，采用雙送絲輪，擠壓打印材料效果明顯，避免打印材料與單送絲輪之間產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，可穩(wěn)定擠出人造橡膠材料、ABS材料、PLA材料、金屬合金細(xì)絲或金屬細(xì)絲，或者類似于上述的熔絲線材打印材料；設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)送絲輪間距裝置，可方便擠壓、更換打印材料；固定步進(jìn)電機(jī)裝置中進(jìn)料口、出料口和導(dǎo)管進(jìn)料口均采用喇叭狀，可減小打印材料與孔之間產(chǎn)生的摩擦力；整體結(jié)構(gòu)緊湊。
【專利說(shuō)明】熔融沉積型3D打印機(jī)送料裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及三維打印成型領(lǐng)域，具體是指熔融沉積型3D打印機(jī)送料裝置。
[0002] 背景資料
[0003] 烙融沉積制造技術(shù)（fused deposition modeling, FDM)，F(xiàn)DM工藝的成型過(guò)程為： 直接由PC機(jī)控制擠出頭運(yùn)動(dòng)，同時(shí)控制送料電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)打印材料前進(jìn)或后退，打印材料 進(jìn)入高溫?cái)D出頭中，擠出頭擠出熔融狀態(tài)的熔絲材料沉積出原型的每一薄層(層厚)。整個(gè) 三維模型的打印從底座開(kāi)始，由下向上逐層的生成。
[0004] 現(xiàn)有的送料裝置常見(jiàn)有以下三種：第一種是通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)齒輪，齒輪與螺桿連接 在一起，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而控制材料的進(jìn)出。此裝置結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且螺桿上 會(huì)有顆粒狀材料殘留。第二種是采用輸出軸為圓柱形的電機(jī)，用一個(gè)小螺栓將一個(gè)送絲輪 固定在輸出軸上。用一個(gè)裝有滾軸的裝置來(lái)擠壓打印材料，讓材料夾在送絲輪和滾軸之間， 使打印材料兩側(cè)受到壓力產(chǎn)生淺凹槽，迫使材料在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)下前進(jìn)或后退。此裝置有其缺 點(diǎn)：在圓柱形的輸出軸上用一個(gè)小螺栓固定送絲輪，一旦阻力較大時(shí)(如噴頭堵絲、打印材 料彎曲、打印材料與送料口摩擦過(guò)大等）會(huì)出現(xiàn)相對(duì)打滑現(xiàn)象，這樣會(huì)導(dǎo)致送料失敗。第三 種是通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的輸出軸帶動(dòng)軟軸，用軟軸控制兩邊齒輪，用一對(duì)齒輪夾緊打印材料，可 完成打印材料的前進(jìn)或后退。缺點(diǎn)是此裝置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，裝置成本高，且只能對(duì)應(yīng)一種直徑 的打印材料，更換其它直徑的打印材料就必須重新設(shè)計(jì)一個(gè)軟軸才可，這是非常不方便的。
[0005] 現(xiàn)有的送料裝置最突出的問(wèn)題在于，對(duì)打印材料的壓力有限，同時(shí)整個(gè)裝置對(duì)材 料的摩擦力過(guò)大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。在打印材料擠出的過(guò)程中，會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)打印材料與送絲齒輪產(chǎn) 生相對(duì)打滑，送料不精確，從而導(dǎo)致打印模型的失敗。


【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006] 為了克服上述現(xiàn)有送料裝置的不足，本實(shí)用新型提供了一種整體體積較小，重量 輕，便于安裝的熔融沉積型3D打印機(jī)送料裝置。本裝置的步進(jìn)電機(jī)固定裝置4、可調(diào)節(jié)送絲 輪間距裝置5均可由3D打印機(jī)打印出來(lái)或者開(kāi)模定制，運(yùn)用這些裝置使得整體送料裝置更 加緊湊。
[0007] 本實(shí)用新型提供的熔融沉積型3D打印機(jī)送料裝置，包括步進(jìn)電機(jī)1、送絲輪2、步 進(jìn)電機(jī)固定裝置4、可調(diào)節(jié)送絲輪間距裝置5、導(dǎo)管6、氣管接頭7、圓柱體9 ;步進(jìn)電機(jī)固定 裝置4 一側(cè)與步進(jìn)電機(jī)固定連接，另一側(cè)與3D打印機(jī)機(jī)身固定連接；其特征在于，在可調(diào)節(jié) 送絲輪間距裝置5與步進(jìn)電機(jī)固定裝置4相對(duì)應(yīng)部位各設(shè)置一送絲輪2,可調(diào)節(jié)送絲輪間 距裝置5下端與步進(jìn)電機(jī)固定裝置下端通過(guò)螺栓活動(dòng)連接，螺栓可旋轉(zhuǎn)進(jìn)步進(jìn)電機(jī)固定裝 置4內(nèi)、可調(diào)節(jié)送絲輪間距裝置5上端的調(diào)節(jié)安裝孔3,通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺栓改變兩個(gè)送絲輪2之 間的距離；導(dǎo)管6的內(nèi)徑大于打印材料外徑，一頭穿過(guò)氣管接頭7與步進(jìn)電機(jī)固定裝置連接 在一起，另一頭與3D打印機(jī)噴頭裝置連接在一起；氣管接頭7,其特征是讓導(dǎo)管通過(guò)其中并 使其與步進(jìn)電機(jī)相對(duì)固定；所述打印材料13,其特征是所有的熔絲線材打印材料；所述的 熔融沉積型3D打印機(jī)送料裝置，其特征在于，所述的步進(jìn)電機(jī)設(shè)有可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的D型輸 出軸10,送絲輪2套在輸出軸10上，通過(guò)小螺栓8將二者固定在一起；所述的熔融沉積型 3D打印機(jī)送料裝置，其特征在于，送絲輪2位于可調(diào)節(jié)送絲輪間距裝置5內(nèi)，可調(diào)節(jié)送絲輪 間距裝置5內(nèi)的送絲輪2是通過(guò)固定在可調(diào)節(jié)送絲輪間距裝置5上的圓柱體9將二者連接 的，送絲輪2通過(guò)圓柱體9自由轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的熔融沉積型3D打印機(jī)送料裝置，其特征在于導(dǎo) 管裝置6 -頭具有喇叭狀結(jié)構(gòu)；所述的熔融沉積型3D打印機(jī)送料裝置，其特征在于固定步 進(jìn)電機(jī)裝置進(jìn)料口（11)、出料口 12均具有喇叭狀結(jié)構(gòu)，便于打印材料13的進(jìn)出；用通過(guò)安 裝孔3的螺栓可將整個(gè)送料裝置牢牢地固定在3D打印機(jī)機(jī)身上，方便拆卸。
[0008] 本實(shí)用新型裝置中采用輸出軸10為D型的步進(jìn)電機(jī)1，以便于精確地實(shí)現(xiàn)送料。 用小螺栓8將步進(jìn)電機(jī)輸出軸與送絲輪2緊固，避免了步進(jìn)電機(jī)輸出軸10與送絲輪2因扭 矩過(guò)大而產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，這樣就可以避免了由于此情況而產(chǎn)生打印失敗。
[0009] 本實(shí)用新型裝置中步進(jìn)電機(jī)固定裝置4,可以由3D打印機(jī)直接打印出來(lái)，這樣可 以降低成本，也可開(kāi)模定制。其特點(diǎn)是打印材料進(jìn)出口為喇叭狀。
[0010] 本實(shí)用新型裝置中可調(diào)節(jié)送絲輪間距裝置5,可以通過(guò)三維建模軟件設(shè)計(jì)而成，也 可開(kāi)模定制。通過(guò)螺栓可與步進(jìn)電機(jī)固定裝置連接在一體，旋鈕螺栓可以改變可調(diào)節(jié)送絲 輪間距裝置上的送絲輪與步進(jìn)電機(jī)輸出軸上的送絲輪之間的間隙，這樣方便打印材料和更 換材料。
[0011] 本實(shí)用新型裝置中導(dǎo)管6,與步進(jìn)電機(jī)固定裝置4連接的一頭為喇叭狀，便于材料 能夠順暢進(jìn)入導(dǎo)管。
[0012] 本實(shí)用新型裝置提供的熔融沉積型3D打印機(jī)送料裝置與現(xiàn)有的送料裝置相比 較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：避免了使用復(fù)雜的擠壓裝置，通過(guò)用兩個(gè)送絲輪使擠壓力明顯提高，所 以可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定擠出人造橡膠材料、鑄蠟材料、ABS材料、PLA材料、聚丙稀類的聚合物材料和 聚酯熱塑性材料，金屬合金細(xì)絲或金屬細(xì)絲，或者類似于上述的熔絲線材打印材料；通過(guò)旋 鈕可調(diào)節(jié)送絲輪間距裝置上的螺栓可方便擠壓打印材料和更換材料；導(dǎo)管一頭是喇叭狀可 方便打印材料的順利進(jìn)出；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，使用方式簡(jiǎn)便可靠。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1熔融沉積型3D打印機(jī)送料裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖
[0014] 圖2兩個(gè)送絲輪與打印材料位置關(guān)系示意圖
[0015] 圖3可調(diào)節(jié)送絲輪間距裝置示意圖
[0016] 圖4導(dǎo)管示意圖
[0017] 其中：1、步進(jìn)電機(jī)；2、送絲輪；3、安裝孔；4、步進(jìn)電機(jī)固定裝置；5、可調(diào)節(jié)送絲輪 間距裝置；6、導(dǎo)管；7、氣管接頭；8、送絲輪上的小螺栓；9、圓柱體；10、步進(jìn)電機(jī)的D型輸出 軸；11、固定步進(jìn)電機(jī)裝置喇叭狀進(jìn)料口；12、固定步進(jìn)電機(jī)裝置下部喇叭狀出料口；13、打 印材料。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖1、附圖2、附圖3、附圖4對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明。
[0019] 如圖1所示，熔融沉積型3D打印機(jī)送料裝置，包括步進(jìn)電機(jī)1、送絲輪2、步進(jìn)電機(jī) 固定裝置4、可調(diào)節(jié)送絲輪間距裝置5、導(dǎo)管6、氣管接頭7、圓柱體9。如圖3所示。
[0020] 所述的步進(jìn)電機(jī)的D輸出軸10通過(guò)一個(gè)小螺栓8與送絲輪2連接固定，通過(guò)調(diào)節(jié) 小螺栓可以改變送絲輪2與D型輸出軸的相對(duì)位置。所述的可調(diào)節(jié)送絲輪間距裝置5用一 根螺栓通過(guò)3的安裝孔與步進(jìn)電機(jī)固定裝置4連在一起，旋鈕另外一根通過(guò)安裝孔3的螺 栓，可調(diào)節(jié)送絲輪2與打印材料的距離(如圖2所示)即控制打印材料受到的擠壓力，從而能 夠達(dá)到送料的精確度。
[0021] 所述的導(dǎo)管6 -頭為喇叭狀(如圖4所示)，與打印材料進(jìn)入固定步進(jìn)電機(jī)裝置上 半部分進(jìn)料口的喇叭狀11 一致，導(dǎo)管喇叭狀這一頭正好可以鑲嵌在內(nèi)。所述的氣管接頭7 用于固定導(dǎo)管使之與固定步進(jìn)電機(jī)裝置不產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)。
[0022] 所述的固定步進(jìn)電機(jī)裝置進(jìn)料口 11和出料口 12均為喇叭狀，動(dòng)力裝置通過(guò)送絲 輪帶動(dòng)打印材料運(yùn)動(dòng)，喇叭狀進(jìn)料口、出料口方便打印材料進(jìn)出，可以減小阻力。
[0023] 所述的可調(diào)節(jié)送絲輪間距裝置5中圓柱體9的外直徑與送絲輪2的內(nèi)直徑一致， 要求其表面達(dá)到足夠光滑。
[0024] 本實(shí)用新型的工作原理是：3D打印機(jī)導(dǎo)入需要打印的模型，點(diǎn)擊打印按鈕，等到 打印條件到時(shí)，步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)送絲輪2旋轉(zhuǎn)，通過(guò)旋鈕穿過(guò)安裝孔3的螺栓來(lái)調(diào)節(jié)送絲 輪2與中間的打印材料13的間隙到合適位置，就可以了。需要更換材料時(shí)，只要通過(guò)旋鈕 松開(kāi)穿過(guò)3安裝孔的螺栓，即可取下打印材料13。
[0025] 本實(shí)用新型提供的熔融沉積型3D打印機(jī)送料裝置與現(xiàn)有的送料裝置相比，具有 如下特點(diǎn)：采用雙送絲輪，擠壓打印材料效果明顯，避免打印材料與單送絲輪之間產(chǎn)生打滑 現(xiàn)象，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定擠出人造橡膠材料、鑄錯(cuò)材料、ABS材料、PLA材料、金屬合金細(xì)絲或金屬 細(xì)絲，或者類似于上述的熔絲線材打印材料，大大地提高了打印效率；設(shè)計(jì)出可調(diào)節(jié)送絲輪 間距裝置，可方便擠壓打印材料和更換打印材料；固定步進(jìn)電機(jī)裝置中進(jìn)料口、出料口和導(dǎo) 管進(jìn)料口均采用喇叭狀，可減小打印材料與其孔之間的摩擦力；整體結(jié)構(gòu)緊湊，簡(jiǎn)單，省去 一些冗余部件。
[0026] 本實(shí)用新型不僅僅局限于上述【具體實(shí)施方式】，只要不脫離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容 情況下，從事此領(lǐng)域的專業(yè)人員進(jìn)行的相關(guān)改進(jìn)、變形或者替換都將包含在本實(shí)用新型范 圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種熔融沉積型3D打印機(jī)送料裝置，該裝置包括步進(jìn)電機(jī)（1)、送絲輪（2)、步進(jìn)電 機(jī)固定裝置（4)、可調(diào)節(jié)送絲輪間距裝置（5)、導(dǎo)管（6)、氣管接頭（7)、圓柱體（9);步進(jìn)電機(jī) 固定裝置（4)一側(cè)與步進(jìn)電機(jī)固定連接，另一側(cè)與3D打印機(jī)機(jī)身固定連接；其特征在于，在 可調(diào)節(jié)送絲輪間距裝置（5 )與步進(jìn)電機(jī)固定裝置（4)相對(duì)應(yīng)部位各設(shè)置一送絲輪（2 )，可調(diào) 節(jié)送絲輪間距裝置（5)下端與步進(jìn)電機(jī)固定裝置下端通過(guò)螺栓活動(dòng)連接，螺栓可旋轉(zhuǎn)進(jìn)步 進(jìn)電機(jī)固定裝置（4)和可調(diào)節(jié)送絲輪間距裝置（5)上端的調(diào)節(jié)安裝孔（3)內(nèi)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺 栓改變兩個(gè)送絲輪（2)之間的距離；導(dǎo)管（6)的內(nèi)徑大于打印材料外徑，一頭穿過(guò)氣管接頭 (7)與步進(jìn)電機(jī)固定裝置連接在一起，另一頭與3D打印機(jī)噴頭裝置連接在一起；氣管接頭 (7)，其特征是讓導(dǎo)管通過(guò)其中并使其與步進(jìn)電機(jī)相對(duì)固定；所述打印材料（13)是熔絲線 材打印材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融沉積型3D打印機(jī)送料裝置，其特征在于，所述的步進(jìn)電 機(jī)設(shè)有可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的D型輸出軸（10 )，送絲輪（2 )套在輸出軸（10 )上，通過(guò)小螺栓（8 )將 二者固定在一起。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熔融沉積型3D打印機(jī)送料裝置，其特征在于，送絲輪（2) 位于可調(diào)節(jié)送絲輪間距裝置（5 )內(nèi)，可調(diào)節(jié)送絲輪間距裝置（5 )內(nèi)的送絲輪（2 )是通過(guò)固定 在可調(diào)節(jié)送絲輪間距裝置（5)上的圓柱體（9)將二者連接的，送絲輪（2)通過(guò)圓柱體（9)自 由轉(zhuǎn)動(dòng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融沉積型3D打印機(jī)送料裝置，其特征在于導(dǎo)管（6)-頭具 有喇叭狀結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融沉積型3D打印機(jī)送料裝置，其特征在于固定步進(jìn)電機(jī)裝 置進(jìn)料口（11)、出料口（12)均具有喇叭狀結(jié)構(gòu)，便于打印材料（13)的進(jìn)出；用通過(guò)安裝孔 (3)的螺栓可將整個(gè)送料裝置牢牢地固定在3D打印機(jī)機(jī)身上，方便拆卸。
【文檔編號(hào)】B22F3/115GK203844238SQ201420261626
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】岳東, 龐宗強(qiáng), 王龍, 韓凱 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)