本發(fā)明涉及一種熔融沉積3D制造技術(shù)，特別涉及一種用于高分子材料的熔融沉積成形裝置。

背景技術(shù)：
高分子材料增材制造技術(shù)是發(fā)展最早的增材制造技術(shù)之一，相對比其它材料的增材制造技術(shù)而言，高分子材料增材制造技術(shù)已實現(xiàn)市場推廣及產(chǎn)業(yè)化。與其它材料的增材制造技術(shù)相比，高分子材料增材制造技術(shù)發(fā)展的相對較為成熟，但對于高分子材料的熔融沉積成形(FDM技術(shù))而言，還存在一些缺陷沒有克服。熔融沉積成形，是靠對絲材加熱使絲材融化到熔融狀態(tài)，然后把熔融的高分子材料擠出堆積成形，擠出的融化高分子材料是依靠重力向下堆積，使融化的高分子材料與基板或前一層固化的高分子材料粘結(jié)固化成形，但由于重力作用微弱，擠出的熔融高分子材料粘結(jié)往往不牢固，并存在空隙，使成形出來的高分子零件致密性不足，對生產(chǎn)出來的高分子材料零件的性能產(chǎn)生很大影響，因此致密性問題是提高高分子材料熔融擠出沉積成形件性能首先要解決的關(guān)鍵性問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種高分子材料熔融沉積成形裝置，可有效增加擠出沉積成形零件的致密度。為達到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的：一種增加高分子材料熔融沉積成形件致密度的裝置，包括電極板、固定在電極板上的成形托板，可在成形托板上方三維運動的噴頭模塊；其特征在于，所述電極板與直流高壓電源相連，在噴頭模塊下方、成形托板上方形成電場；所述噴頭模塊中設(shè)有電荷施加器。上述方案中，所述的噴頭模塊包括一個安裝座，其下方連接擠出噴頭，所述電荷施加器為一個微型電子發(fā)射槍，通過一個與安裝座相連的側(cè)板固定在擠出噴頭的腰部。所述擠出噴頭的下端連接一個噴頭壓塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是：采用新原理來提高高分子材料熔融沉積成形的質(zhì)量，用電場力結(jié)合擠壓方式，使成形出來的高分子材料的成形件致密性得到有效提高，其原理簡單易懂，操作實現(xiàn)容易，應(yīng)用范圍較廣。附圖說明圖1是本發(fā)明裝置的剖開三維結(jié)構(gòu)圖。圖2是圖1中噴頭模塊4的三維結(jié)構(gòu)圖。圖3是噴頭壓塊三維圖。圖1-圖3中：1、電極板；2、成形托板；3、滑塊；4、噴頭模塊。5、微型電子發(fā)射槍；6、側(cè)板；7、安裝座；8、擠出噴頭；9、噴頭壓塊；10、梯形槽。具體實施方式下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。參考圖1，一種增加高分子材料熔融沉積成形件致密度的裝置，包括電極板1、成形托板2、滑塊3、噴頭模塊4。其中噴頭模塊4由微型電子發(fā)射槍5、側(cè)板6、安裝座7、擠出噴頭8、噴頭壓塊9組成(圖2)。成形托板固定在電極板上面，電極板與直流高壓電源相連，可在噴頭模塊下方、成形托板上方形成電場。噴頭模塊4置于兩個滑塊3的縱向連桿之間，可沿y方向運動；滑塊3置于兩個角塊的橫向連桿(前、后各一)間，可在x方向運動；四個角塊可在四個立柱上作z方向運動，最終使擠出噴頭8在成形托板上方實現(xiàn)三維運動。參考圖2，擠出噴頭8為一個帶通孔的圓柱零件，貫穿于安裝座上下，微型電子發(fā)射槍5通過一個與安裝座相連的側(cè)板6固定在擠出噴頭的腰部，擠出噴頭下端連接噴頭壓塊9.電子槍發(fā)射電子，使噴頭擠出的熔融狀態(tài)的高分子材料攜帶負電荷。參考圖3，噴頭壓塊下端設(shè)有一個梯形槽10，擠出噴頭8擠出熔融高分子材料，梯形槽10兩邊凸出部分對熔融的高分子材料進行擠壓，使熔融高分子材料粘牢在已固化的高分子材料上面。裝置工作時，電極板1連接直流高壓電源(5-20萬伏特)，在電極板上方形成電場；高分子材料絲材在噴頭8內(nèi)被加熱到熔融狀態(tài)，同時微型電子發(fā)射槍5工作，對熔融狀態(tài)的高分子材料發(fā)出電子，使熔融狀態(tài)的高分子材料攜帶負電荷，攜帶負電荷的熔融狀態(tài)的高分子材料被噴頭8擠出，擠出的高分子材料因攜帶負電荷，在電場中受到電場力作用，使熔融擠出的狀態(tài)的高分子材料受到向下的力，電場力與重力疊加，使熔融狀態(tài)的高分子材料牢固地粘結(jié)在成形托板2上；隨著成形過程的進行，后續(xù)擠出的熔融狀態(tài)的高分子材料牢固地凝結(jié)在下一層凝固的高分子材料層上。在成形過程中，擠出的熔融的高分子材料靠重力和靜電力粘結(jié)固化在前一層(或成形板)上，每道粘結(jié)材料之間仍存在空隙，為進一步獲得高致密度高分子材料零件，采用在噴頭8上加裝噴頭壓塊9，對擠出粘結(jié)在前一層上的未凝固的高分子材料進行擠壓，使擠出的高分子材料在未凝固狀態(tài)下壓緊，使空隙被高分子材料填滿，達到消除空隙，獲得完全致密的高分子材料零件。本發(fā)明裝置的工作原理是：(1)采用電場力的方法，帶電物體在電場中受到電場力作用，在成形托板上加裝高壓電極板，使其形成空間電場，通過靜電力使擠出的熔融狀態(tài)的高分子材料在電場力作用下向下被吸緊粘結(jié)在已固化層，以提高分子成形件的致密性，從而提高高分子材料成形零件的綜合性能。(2)進一步的，采用噴頭壓塊對擠出熔融狀態(tài)的高分子材料的壓迫，使空隙被高分子材料填滿，從而獲得完全致密的高分子材料成形件。