本發(fā)明屬于增材制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種大型FDM裝備加熱，尤其是一種大型FDM裝備的自驅(qū)式空間加熱裝置。

背景技術(shù)：

增材制造技術(shù)是一種快速成型技術(shù)，它可以將數(shù)字三維模型轉(zhuǎn)化為實(shí)體模型。其中桌面級(jí)熔融擠出成型(FDM)設(shè)備是目前消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)中最普遍的機(jī)型，但是大型FDM裝備由于存在一些未解決的技術(shù)難題，還沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。由于大型FDM裝備打印的是大型結(jié)構(gòu)件或者薄壁件，為了解決打印材料熱收縮帶來(lái)的應(yīng)力開(kāi)裂和翹曲等問(wèn)題，必須要有環(huán)境溫度控制，所以大型FDM裝備的空間加熱就是其中待解決問(wèn)題之一。

現(xiàn)有的技術(shù)中，公開(kāi)號(hào)為CN203418764U的專利是大型FDM原理的3D打印機(jī)，它主要公開(kāi)了一種具有自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)、散熱控制系統(tǒng)、料的懸掛控制系統(tǒng)和進(jìn)程顯示系統(tǒng)的3D打印機(jī)，但是其關(guān)于環(huán)境溫度控制的方式是散熱控制，沒(méi)有考慮到類似ABS熱收縮率比較大的材料帶來(lái)的熱變形和翹曲等問(wèn)題。公開(kāi)號(hào)為CN204149540U的專利是一種帶溫控的3D打印機(jī)，其特點(diǎn)是打印機(jī)包括了計(jì)算機(jī)單元、控制單元、動(dòng)力單元和測(cè)控單元，其中溫控單元為單向?qū)峁?，可以通過(guò)處理測(cè)試信號(hào)對(duì)控制單元和動(dòng)力單元進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，以滿足打印要求的溫度狀態(tài)。其不足之處在于溫控單元位于打印頭單元上，主要是測(cè)試和控制打印頭的溫度，沒(méi)有解決空間溫度梯度帶來(lái)的材料熱變形和翹曲等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種大型FDM裝備的自驅(qū)式空間加熱裝置。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

這種大型FDM裝備的自驅(qū)式空間加熱裝置，包括大理石板，在所述大理石板的兩側(cè)邊位置設(shè)有加熱電阻絲；大理石板上還設(shè)置有加熱底板；在大理石板的四周側(cè)設(shè)置有四周密封邊框；大理石板的上方設(shè)置有能夠上下當(dāng)移動(dòng)的活動(dòng)密封板，所述活動(dòng)密封板與四周密封邊框?qū)崿F(xiàn)可相對(duì)移動(dòng)的密封配合；在活動(dòng)密封板的兩端設(shè)置有用以驅(qū)動(dòng)活動(dòng)密封板上下移動(dòng)的密封板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；在底板加熱裝置和活動(dòng)密封板上分別安裝有用于測(cè)量溫度的溫度傳感器。

進(jìn)一步，上述溫度傳感器通過(guò)固態(tài)繼電器與溫控儀連接，并且有閉環(huán)控制回路對(duì)溫度進(jìn)行控制。

進(jìn)一步，上述大理石板兩側(cè)的加熱電阻絲設(shè)置在大理石板兩側(cè)邊的加熱凹槽中，在加熱凹槽上裝有封裝條。

進(jìn)一步，上述密封板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括分別設(shè)置在活動(dòng)密封板兩端的電機(jī)絲杠機(jī)構(gòu)。在所述活動(dòng)密封板的兩端固定絲杠機(jī)構(gòu)的絲杠螺母，絲杠機(jī)構(gòu)的絲杠和電機(jī)設(shè)置在大理石板上。

上述大理石板的兩側(cè)開(kāi)設(shè)有間距相同并在同一條直線上的進(jìn)氣孔；所述進(jìn)氣孔與加熱凹槽連通；在加熱凹槽上的封裝條上開(kāi)設(shè)有若干通氣孔。所述大理石板的兩側(cè)均勻間距開(kāi)設(shè)有七個(gè)進(jìn)氣孔。

上述加熱底板由四塊同類型和同尺寸的小底板組裝成的一塊大底板，四塊小底板加熱同時(shí)由同一個(gè)信號(hào)控制，在其中一塊小底板上裝有一個(gè)用于測(cè)量底板溫度的溫度傳感器。

進(jìn)一步，在大理石板的上方設(shè)置有打印頭組件；打印頭組件安裝在活動(dòng)密封板下方的XY方向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明的大型FDM裝備的自驅(qū)式空間加熱裝置不需要利用工業(yè)熱風(fēng)機(jī)就解決大空間加熱的問(wèn)題，是一種簡(jiǎn)單有效的大型FDM裝備空間加熱裝置。在打印開(kāi)始階段，打印空間比較小，該裝置可以快速的對(duì)打印環(huán)境進(jìn)行加熱，然后通過(guò)Z軸模塊的上升，打印空間變大，空間氣壓變小，由于內(nèi)外氣壓差，加熱的外部空氣自動(dòng)進(jìn)入打印空間中。這樣就免去了專用的工業(yè)熱風(fēng)機(jī)對(duì)空間鼓入空氣，而且空間隨著打印過(guò)程緩慢增大，恒定體積的高溫空氣直接進(jìn)入空間，通過(guò)溫度傳感器測(cè)溫，通過(guò)閉環(huán)控制，可以控制加熱氣體的溫度，這樣保持環(huán)境溫度在一個(gè)穩(wěn)定的溫度范圍內(nèi)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為大理石板的外形的示意圖；

圖3為封裝條的外形示意圖。

圖中：1.打印頭組件；2.電機(jī)絲杠結(jié)構(gòu)；3.活動(dòng)密封板，4.四周密封邊框；5.加熱底板；6.封裝條；601.通氣孔；7.大理石板；701.加熱凹槽；702.進(jìn)氣孔；8.溫度傳感器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：

本發(fā)明是基于帶有打印頭的Z軸模塊上下運(yùn)動(dòng)的大型FDM裝備，在打印機(jī)的Z軸模塊安裝有頂部活動(dòng)密封板，通過(guò)打印過(guò)程Z軸模塊的上移同時(shí)驅(qū)動(dòng)密封板的上移，增大打印空間。

請(qǐng)參考圖1和圖2：本發(fā)明的大型FDM裝備的自驅(qū)式空氣加熱裝置，包括大理石板7，在所述大理石板7的兩側(cè)邊位置設(shè)有加熱電阻絲；大理石板7上還設(shè)置有加熱底板5；在大理石板7的四周側(cè)設(shè)置有四周密封邊框4；四周密封邊框4與大理石板7密封良好，其材料選用石棉板，可以防止熱空氣泄漏，同時(shí)減少熱量耗散，四周密封邊框4安裝在3D打印機(jī)的不銹鋼骨架上。大理石板7的上方設(shè)置有能夠上下當(dāng)移動(dòng)的活動(dòng)密封板3，所述活動(dòng)密封板3與四周密封邊框4實(shí)現(xiàn)可相對(duì)移動(dòng)的密封配合，活動(dòng)密封板3的材料可以選用帶有加強(qiáng)筋的隔熱棉，可以防止熱空氣泄漏，同時(shí)減少熱量耗散。在活動(dòng)密封板3的兩端設(shè)置有用以驅(qū)動(dòng)活動(dòng)密封板3上下移動(dòng)的密封板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；在加熱底板5和活動(dòng)密封板3上分別安裝有用于測(cè)量溫度的溫度傳感器8。在大理石板7的上方安裝有打印頭組件1，打印頭組件1安裝在活動(dòng)密封板3下方的XY方向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上。

溫度傳感器8通過(guò)固態(tài)繼電器與溫控儀連接，并且有閉環(huán)控制回路對(duì)活動(dòng)密封板3內(nèi)部的溫度進(jìn)行控制，然后控制電阻絲的加熱功率。

大理石板7兩側(cè)的加熱電阻絲設(shè)置在大理石板7兩側(cè)邊的加熱凹槽701中，在加熱凹槽701上裝有封裝條6。參見(jiàn)圖3：在加熱凹槽701上的封裝條6上開(kāi)設(shè)有若干通氣孔601，通氣孔601在一條直線上，且相鄰孔之間間隔距離相同，材料可使用鋁合金材料。

密封板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括分別設(shè)置在活動(dòng)密封板3兩端的電機(jī)絲杠機(jī)構(gòu)2。在所述活動(dòng)密封板3的兩端固定絲杠機(jī)構(gòu)2的絲杠螺母，絲杠機(jī)構(gòu)2的絲杠和電機(jī)設(shè)置在大理石板7上。

大理石板7的兩側(cè)開(kāi)設(shè)有間距相同并在同一條直線上的進(jìn)氣孔702；所述進(jìn)氣孔702與加熱凹槽701連通；進(jìn)氣孔702在打印過(guò)程中通入空氣，打印工作結(jié)束后，用于排除空氣。在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，大理石板7的兩側(cè)均勻間距開(kāi)設(shè)有七個(gè)進(jìn)氣孔702。

本發(fā)明的加熱底板5由四塊同類型同尺寸的小底板組裝成的一塊大底板，四塊小底板加熱同時(shí)由同一個(gè)信號(hào)控制，在其中一塊小底板上裝有一個(gè)用于測(cè)量底板溫度的溫度傳感器8。

加熱裝置工作時(shí)，首先將頂部活動(dòng)密封板3置于最低處，同時(shí)開(kāi)啟加熱電阻絲、加熱底板5和打印頭組件1。將凹槽中的空氣、底板和打印頭都加熱到一定溫度后，開(kāi)始打印過(guò)程。Z軸模塊在電機(jī)絲杠裝置2帶動(dòng)下上升，同時(shí)帶動(dòng)頂部活動(dòng)密封板3向上運(yùn)動(dòng)，打印空間增大，氣壓減小，加熱凹槽701中的熱空氣從封裝條的通氣孔進(jìn)入打印空間中，同時(shí)外部空氣從大理石板7兩側(cè)的進(jìn)氣孔進(jìn)入加熱凹槽中，進(jìn)一步進(jìn)行加熱。持續(xù)上述打印工作過(guò)程，直至打印完成，停止加熱電阻絲、打印頭組件和底板。等待打印空間自然冷卻，然后取出打印件，對(duì)打印平臺(tái)進(jìn)行清理。

以上是對(duì)本發(fā)明一種大型FDM裝備的自驅(qū)式空氣加熱裝置進(jìn)行了闡述，用于幫助理解本發(fā)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，任何違背本發(fā)明原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。