壓合裝置以及3d打印的制造方法
【專利摘要】本實用新型揭示了一種壓合裝置，用于壓合3D打印機的打印頭所擠出的原材料，所述壓合裝置具有一壓合板，所述壓合板固定在所述3D打印機的打印頭上，所述壓合板的一端具有一對所述原材料施加壓力的壓合面，所述壓合面不高于所述打印頭的擠出面。本實用新型還提供一種包含所述壓合裝置的3D打印機。本實用新型的壓合裝置以及3D打印機中，當所述打印頭將原材料擠出到所述工作臺上時，所述壓合板的壓合面對所述工作臺上的原材料施加一壓力，壓合所述原材料，使所述原材料與所述工作臺緊密貼合，從而避免因所述原材料內應力而造成的最終產品的翹起，以保證最終產品的形狀。
【專利說明】壓合裝置以及3D打印機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及三維實物成型【技術領域】，特別是涉及一種壓合裝置以及3D打印機。
【背景技術】
[0002]3D打印(3D printing),是制造業(yè)領域正在迅速發(fā)展的一項新興技術,被稱為“具有工業(yè)革命意義的制造技術”。運用該技術進行生產的主要流程是:應用計算機軟件，設計出立體的加工樣式，然后通過特定的成型設備(俗稱3D打印機)，用液態(tài)、粉末、絲狀的原材料逐層“打印”出產品。所述原材料指能夠流動或者被擠成隨后能夠通過熱處理被有選擇地固化的層的任何材料。例如，原材料可以是可流動介質，如粉末或類似物，或者是可擠出的介質，如塑膠、未燒結的陶瓷、漿料或類似物。通過熱處理的固化被布置以凝固熱處理區(qū)域的形狀，例如通過熔化、燒結、固化或硬化中的任一種。所述固化可為化學硬化、熱硬化和蒸發(fā)硬化中的任一種或多種。所述熱處理指熔融、燒結、固化或硬化中的任一種或多種。
[0003]近年來，3D打印技術發(fā)展迅速，通過與數(shù)控加工、鑄造、金屬冷噴涂、硅膠模等制造手段結合，該技術已成為現(xiàn)代模型、模具和零件制造的有效手段，在航空航天、汽車摩托車、家電、生物醫(yī)學、文化創(chuàng)意等領域得到了一定應用，在工程和教學研究等應用領域也占有獨特地位。
[0004]3D打印機的工作原理是“分層制造、逐層疊加”，這種工藝亦稱為“增長法”或“加法”。3D打印機可以根據(jù)產品的形狀，每次制作一個具有一定微小厚度和特定形狀的截面，然后再把它們逐層粘結起來，就得到了所需制造的立體的產品。圖1為現(xiàn)有技術中3D打印機的截面示意圖。如圖1所示，3D打印機的打印頭20在所述工作臺10上擠出原材料30。所述原材料30逐層粘結，最終在工作臺10上制造出產品。
[0005]然而，由于所述原材料30與所述工作臺10之間的結合不緊密，當所述原材料30被擠出到所述工作臺10上時，由于所述工作臺10的溫度較低，使得所述工作臺10上的所述原材料30產生內應力，從而造成最終產品的翹起?，F(xiàn)有技術中的最終產品會翹起，從而影響最終產品的形狀。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的在于，提供一種壓合裝置以及3D打印機，能夠解決現(xiàn)有技術中最終產品翹起的問題。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型提供一種壓合裝置，用于壓合3D打印機的打印頭所擠出的原材料，所述壓合裝置具有一壓合板，所述壓合板固定在所述3D打印機的打印頭上，所述壓合板的一端具有一對所述原材料施加壓力的壓合面，所述壓合面不高于所述打印頭的擠出面。
[0008]進一步的，在所述壓合裝置中，所述壓合板具有一連接孔，所述打印頭穿過所述連接孔。[0009]進一步的，在所述壓合裝置中，所述壓合裝置還具有一用于控制所述壓合面相對于所述打印頭的位置的所述控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括一控制部件和一旋轉部件，所述控制部件連接所述旋轉部件，所述旋轉部件連接所述壓合板。
[0010]進一步的，在所述壓合裝置中，所述旋轉部件連接所述壓合板的另一端。
[0011]進一步的，在所述壓合裝置中，所述旋轉部件為一環(huán)形結構，所述環(huán)形結構以所述打印頭為中心，嵌套在所述打印頭的外側。
[0012]進一步的，在所述壓合裝置中，所述壓合裝置還具有一溫控裝置，所述溫控裝置通過一傳導介質連接所述壓合板背離所述壓合面的一側。
[0013]進一步的，在所述壓合裝置中，所述溫控裝置與所述壓合板背離所述壓合面的一側之間，還具有一增壓部件。
[0014]進一步的，在所述壓合裝置中，所述增壓部件嵌套在所述傳導介質的外側。
[0015]進一步的，在所述壓合裝置中，所述增壓部件為一彈簧。
[0016]根據(jù)本實用新型的另一面，本實用新型還提供一種包含如上所述的壓合裝置的3D打印機。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型提供的壓合裝置以及3D打印機具有以下優(yōu)點:
[0018]1、在所述壓合裝置中，具有一壓合板，所述壓合板固定在所述3D打印機的打印頭上，所述壓合板的一端具有一對所述原材料施加壓力的壓合面，與現(xiàn)有技術相比，當所述打印頭將原材料擠出到所述工作臺上時，所述壓合板的壓合面對所述工作臺上的原材料施加一壓力，壓合所述原材料，使所述原材料與所述工作臺緊密貼合，從而避免因所述原材料內應力而造成的最終產品的翹起，以保證最終產品的形狀。
[0019]2、在所述壓合裝置中，還具有一用于控制所述壓合面相對于所述打印頭的位置的所述控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括一控制部件和一旋轉部件，所述控制部件連接所述旋轉部件，所述旋轉部件連接所述壓合板，使得所述壓合板可以根據(jù)所述打印頭的移動方向而改變與所述打印頭的相對位置，所述壓合面總位于與所述打印頭移動方向相反的位置，從而，無論所述打印頭如何移動，所述壓合面均可以對所述打印頭擠出的原材料進行壓合。
[0020]3、在所述壓合裝置中，還具有一溫控裝置，所述溫控裝置通過一傳導介質連接所述壓合板背離所述壓合面的一側，所述溫控裝置可以控制所述傳導介質向所述壓合板提供一預定溫度，所述壓合板將熱量傳遞給進行壓合的原材料，防止所述原材料的溫度過低而產生多大的內應力，從而進一步地避免因所述原材料內應力而造成的最終產品的翹起。
[0021]4、在所述壓合裝置中，所述溫控裝置與所述壓合板背離所述壓合面的一側之間，還具有一增壓部件，所述增壓部件可以增加所述壓合板對所述原材料的應力，從而使所述原材料與所述工作臺可以更緊密地貼合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為現(xiàn)有技術中3D打印機的截面示意圖；
[0023]圖2為本實用新型一實施例中壓合裝置的截面示意圖；
[0024]圖3為本實用新型一實施例中壓合板的俯視圖；
[0025]圖4a-圖4d為本實用新型一實施例中旋轉部件控制壓合板位置時壓合裝置的俯視圖；[0026]圖5a-圖5b為本實用新型一實施例中打印頭移動時壓合裝置的截面示意圖。
[0027]圖中附圖標記說明:
[0028]10為工作臺；20為打印頭；201為擠出面；30為原材料；40為壓合板；401為壓合面；402為連接孔；403為壓合板的一端；404為壓合板的另一端；50為控制系統(tǒng)；501為控制部件；502為旋轉部件；60為溫控裝置；70為傳導介質；80為增壓部件；X為第一方向。
【具體實施方式】
[0029]下面將結合示意圖對本實用新型的壓合裝置以及3D打印機進行更詳細的描述，其中表示了本實用新型的優(yōu)選實施例，應該理解本領域技術人員可以修改在此描述的本實用新型，而仍然實現(xiàn)本實用新型的有利效果。因此，下列描述應當被理解為對于本領域技術人員的廣泛知道，而并不作為對本實用新型的限制。
[0030]為了清楚，不描述實際實施例的全部特征。在下列描述中，不詳細描述公知的功能和結構，因為它們會使本實用新型由于不必要的細節(jié)而混亂。應當認為在任何實際實施例的開發(fā)中，必須做出大量實施細節(jié)以實現(xiàn)開發(fā)者的特定目標，例如按照有關系統(tǒng)或有關商業(yè)的限制，由一個實施例改變?yōu)榱硪粋€實施例。另外，應當認為這種開發(fā)工作可能是復雜和耗費時間的，但是對于本領域技術人員來說僅僅是常規(guī)工作。
[0031]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本實用新型。根據(jù)下面說明和權利要求書，本實用新型的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。
[0032]本實用新型的核心思想在于，提供一種壓合裝置，用于壓合3D打印機的打印頭所擠出的原材料，所述壓合裝置具有一壓合板，所述壓合板固定在所述3D打印機的打印頭上，所述壓合板的一端具有一對所述原材料施加壓力的壓合面，所述壓合面不高于所述打印頭的擠出面。當所述打印頭將原材料擠出到所述工作臺上時，所述壓合板的壓合面對所述工作臺上的原材料施加一壓力，壓合所述原材料，使所述原材料與所述工作臺緊密貼合，從而避免因所述原材料內應力而造成的最終產品的翹起，以保證最終產品的形狀。
[0033]結合上述核心思想，本實用新型還提供一種3D打印機，包括如上所述的壓合裝置。
[0034]以下列舉所述壓合裝置以及3D打印機的實施例，以清楚說明本實用新型的內容，應當明確的是，本實用新型的內容并不限制于以下實施例，其他通過本領域普通技術人員的常規(guī)技術手段的改進亦在本實用新型的思想范圍之內。
[0035]請結合圖2，圖2為本實用新型一實施例中壓合裝置的截面示意圖。如圖2所示，所述壓合裝置具有一壓合板40，所述壓合板40固定在所述3D打印機的打印頭20上，所述壓合板40的一端403具有一對所述原材料30施加壓力的壓合面401,所述壓合面401不高于所述打印頭20的擠出面201。在本實施例中，所述壓合板40為一端彎曲的直板,如圖2所示，所述壓合面401為一曲面，以對所述原材料30施加壓力，但所述壓合板40的形狀并不做限制，且所述壓合面401亦不限于為一曲面，所述壓合面401還可以為一平面，只要可以實現(xiàn)能對所述原材料30施加壓力，亦在本實用新型的思想范圍之內。其中，所述打印頭20的擠出面201為所述原材料30被擠出的面，所述壓合面401不高于所述打印頭20的擠出面201，即，所述壓合面401低于所述打印頭20的擠出面201，或所述壓合面401平行于所述打印頭20的擠出面201，使得所述壓合面401可以對工作臺10上的所述原材料30施加壓力。所述壓合板40的材料較佳的為剛性材料，以對所述原材料30施加壓力。
[0036]當所述打印頭20將原材料30擠出到所述工作臺10上時，所述壓合板40的壓合面401對所述工作臺10上的原材料30施加一壓力，壓合所述原材料30，使所述原材料30與所述工作臺10緊密貼合，從而避免因所述原材料10內應力而造成的最終產品的翹起，以保證最終產品的形狀。
[0037]較佳的，所述壓合板40具有一連接孔402，所述打印頭20穿過所述連接孔402，如圖3所示。采用所述連接孔402可以方便地實現(xiàn)所述壓合板40與所述打印頭20的連接，并且方便所述打印頭20與所述壓合板40地相對移動，節(jié)約空間。但所述壓合板40與所述打印頭20的連接并不限于所述連接孔402的連接方式，還可以將所述壓合板40固定在所述打印頭20的一側，亦在本實用新型的思想范圍之內。
[0038]較佳的，在本實施例中，所述壓合裝置還具有一溫控裝置60，所述溫控裝置60通過一傳導介質70連接所述壓合板40背離所述壓合面401的一側，以向所述壓合板40提供熱量。所述溫控裝置60可以控制所述傳導介質70向所述壓合板40提供一預定溫度，其中，所述傳導介質70可以是導熱材料，所述溫控裝置60產生熱量，通過所述傳導介質70將熱量傳遞給所述壓合板40 ;或，所述傳導介質70內具有金屬線，所述溫控裝置60控制所述金屬線通電以產生熱量，亦可以實現(xiàn)對所述壓合板40加熱。所述壓合板40將熱量傳遞給進行壓合的原材料30，使得所述原材料30可以保持一定的溫度而不會快速固化，防止所述原材料30的溫度過低而產生更大的內應力，從而進一步地避免因所述原材料30內應力而造成的最終產品的翹起。其中，所述預定溫度并不做具體限制，具體由所述原材料30的材質決定，例如，在本實施例中，所述原材料30的材質為塑膠，所以，所述預定溫度較佳的為60°C?150°C，以防止熔融的塑膠快速固化而產生內應力。
[0039]在本實施例中，所述溫控裝置10與所述壓合板40背離所述壓合面401的一側之間,還具有一增壓部件80。所述增壓部件80可以增加所述壓合板40對所述原材料30的應力，從而使所述原材料30與所述工作臺10可以更緊密地貼合。較佳的，所述增壓部件80嵌套在所述傳導介質70的外側，以節(jié)約空間。其中，所述增壓部件80為一彈簧。但所述增壓部件80并不限于為彈簧，還可以為彈性材料形成的支柱，只要可以增加所述壓合板40對所述原材料30的應力，亦在本實用新型的思想范圍之內。
[0040]較佳的，所述壓合裝置還具有一用于控制所述壓合面401相對于所述打印頭20的位置的所述控制系統(tǒng)50，如圖2所示，所述控制系統(tǒng)50包括一控制部件501和一旋轉部件502，所述控制部件501連接所述旋轉部件502，所述旋轉部件502連接所述壓合板40。所述控制部件501通過控制所述旋轉部件502，改變所述壓合板502與所述打印頭20的相對位置，使得所述壓合40可以根據(jù)所述打印頭20的移動方向而改變與所述打印頭20的相對位置。
[0041]在本實施例中，所述旋轉部件502連接所述壓合板40的另一端404，以方便控制所述壓合板40的位置，但所述旋轉部件502還可以連接所述壓合板40的一端403，亦可以控制所述壓合板40的位置，亦在本實用新型的思想范圍之內。其中，所述旋轉部件502較佳的為一環(huán)形結構，所述環(huán)形結構以所述打印頭20為中心，嵌套在所述打印頭20的外側。圖4a-圖4d為本實用新型一實施例中旋轉部件控制壓合板位置時壓合裝置的俯視圖，如圖4a-圖4d所示,在本實施例中，所述旋轉部件502控制所述壓合板40以所述打印頭20為中心進行旋轉，從而改變所述壓合板40與所述打印頭20的相對位置。
[0042]其中，無論所述壓合板40與所述打印頭20的相對位置如何改變，所述壓合面401總位于與所述打印頭20移動方向相反的位置，從而，無論所述打印頭20如何移動，所述壓合面401均可以對所述打印頭20擠出的原材料30進行壓合。如圖5a所示，當所述打印頭20向第一方向X方向移動時，所述旋轉部件502控制所述壓合板40旋轉，使得所述壓合面401位于所述打印頭20在第一方向X方向的反方向；如圖5a所不，當所述打印頭20向第一方向X方向的反方向移動時，所述旋轉部件502控制所述壓合板40旋轉，使得所述壓合面401位于所述打印頭20在第一方向X方向。
[0043]本實施例的所述壓合裝置可以安裝在3D打印機上，避免因所述原材料內應力而造成的最終產品的翹起，以保證最終產品的形狀。
[0044]顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種壓合裝置，用于壓合3D打印機的打印頭所擠出的原材料，其特征在于，所述壓合裝置具有一壓合板，所述壓合板固定在所述3D打印機的打印頭上，所述壓合板的一端具有一對所述原材料施加壓力的壓合面，所述壓合面不高于所述打印頭的擠出面。
2.如權利要求1所述的壓合裝置，其特征在于，所述壓合板具有一連接孔，所述打印頭穿過所述連接孔。
3.如權利要求1所述的壓合裝置，其特征在于，所述壓合裝置還具有一用于控制所述壓合面與所述打印頭的相對位置的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括一控制部件和一旋轉部件，所述控制部件連接所述旋轉部件，所述旋轉部件連接所述壓合板。
4.如權利要求3所述的壓合裝置，其特征在于，所述旋轉部件連接所述壓合板的另一端。
5.如權利要求3所述的壓合裝置，其特征在于，所述旋轉部件為一環(huán)形結構，所述環(huán)形結構以所述打印頭為中心，嵌套在所述打印頭的外側。
6.如權利要求1-5中任意一項所述的壓合裝置，其特征在于，所述壓合裝置還具有一溫控裝置，所述溫控裝置通過一傳導介質連接所述壓合板背離所述壓合面的一側。
7.如權利要求6所述的壓合裝置，其特征在于，所述溫控裝置與所述壓合板背離所述壓合面的一側之間，還具有一增壓部件。
8.如權利要求7所述的壓合裝置，其特征在于，所述增壓部件嵌套在所述傳導介質的外側。
9.如權利要求7所述的壓合裝置，其特征在于，所述增壓部件為一彈簧。
10.一種包含如權利要求1-9中任意一項所述的壓合裝置的3D打印機。
【文檔編號】B29C67/00GK203485445SQ201320511128
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年8月20日 優(yōu)先權日:2013年8月20日
【發(fā)明者】劉紅超 申請人:英華達（上海）科技有限公司, 英華達(上海)電子有限公司, 英華達股份有限公司