阅读说明：本技术 一种注塑3d打印热流道系统和注塑打印方法 (Injection molding 3D printing hot runner system and injection molding printing method ) 是由 韩昇烨 康仁植 谢永权 陈雨俭 于 2020-07-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种注塑3D打印热流道系统和注塑打印方法,该系统包括：可沿X轴方向、Y轴方向、Z轴方向移动的移动架；分流板,与所述移动架连接；其中,所述分流板具有第一流道；进料组件,设置在所述分流板上并与所述第一流道连通；热咀,设置在所述分流板上；其中,所述热咀具有第二流道,所述第二流道与所述第一流道连通；以及打印组件,设置在所述分流板上并与所述第二流道连通。本发明通过热流道系统实现了注塑3D打印。(The invention discloses an injection molding 3D printing hot runner system and an injection molding printing method, wherein the system comprises: a movable frame capable of moving along X-axis direction, Y-axis direction and Z-axis direction; the flow distribution plate is connected with the movable frame; wherein the flow distribution plate is provided with a first flow passage; a feed assembly disposed on the diverter plate and in communication with the first flow passage; the hot nozzle is arranged on the flow distribution plate; wherein the hot nozzle is provided with a second flow passage which is communicated with the first flow passage; and a printing assembly disposed on the diversion plate and in communication with the second flow passage. The invention realizes injection molding 3D printing through the hot runner system.)

一种注塑3D打印热流道系统和注塑打印方法

技术领域

本发明涉及热流道技术领域，尤其涉及的是一种注塑3D打印热流道系统和注塑打印方法。

背景技术

热流道技术是应用于塑料注塑模具流道系统的一种先进技术。然而，目前可注塑3D打印的热流道系统还未出现。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可实现3D打印的注塑3D打印热流道系统和注塑打印方法。

本发明的技术方案如下：

一种注塑3D打印热流道系统，该系统包括：

可沿X轴方向、Y轴方向、Z轴方向移动的移动架；

分流板，与所述移动架连接；其中，所述分流板具有第一流道；

进料组件，设置在所述分流板上并与所述第一流道连通；

热咀，设置在所述分流板上；其中，所述热咀具有第二流道，所述第二流道与所述第一流道连通；以及

打印组件，设置在所述分流板上并与所述第二流道连通。

本发明的进一步设置，所述注塑3D打印热流道系统还包括若干加热器，所述加热器分别设置在所述分流板和所述热咀上。

本发明的进一步设置，所述进料组件包括：

漏斗，设置在所述分流板上端面，并与所述第一流道连通；

液压缸，设置在所述分流板靠近所述漏斗的一侧；以及

推杆，设置在所述液压缸上，并与所述第一流道连接。

本发明的进一步设置，所述打印组件包括气缸与设置在所述气缸上的顶针，所述气缸设置在所述分流板的上端面，所述顶针贯穿所述分流板并容置于所述第二流道内。

本发明的进一步设置，所述热咀包括咀头，所述咀头具有浇口，所述气缸通过控制所述顶针伸缩以打开或关闭所述浇口。

本发明的进一步设置，所述移动架包括：

Z轴升降组件，用于调节所述分流板在Z轴方向上的高度；

Y轴移动组件，设置在所述Z轴升降组件上，用于驱动所述分流板在Y轴方向上水平移动；

X轴移动组件，设置在所述Y轴移动组件上，用驱动所述分流板在X轴方向上水平移动；

微调组件，设置在所述X轴移动组件上并与所述分流板连接，用于驱动所述分流板在Z轴方向上上下移动。

本发明的进一步设置，所述Z轴升降组件包括螺杆与螺杆套，所述螺杆与所述螺杆套螺纹连接。

本发明的进一步设置，所述Y轴移动组件包括支撑板和第一机械臂，所述支撑板设置在所述螺杆上，所述第一机械臂设置在所述支撑板上；所述X轴移动组件包括第二机械臂，所述第二机械臂设置在所述第一机械臂上；所述微调组件包括第三机械臂，所述第三机械臂设置在所述第二机械臂上并与所述分流板连接。

基于同样的发明构思，本发明还提供了一种3D打印热流道注塑打印方法，应用于所述的注塑3D打印热流道系统中，该注塑打印方法包括步骤：

将塑胶微粒倒入至所述进料组件并使所述塑胶微粒处于半熔融状态以形成半熔融塑胶；

所述进料组件将所述半熔融塑胶送入至所述分流板的所述第一流道中加热以使所述半熔融塑胶完全塑化以形成熔融塑胶，并流至所述热咀内的所述第二流道中；

通过所述移动架驱动所述分流板以将所述热咀移动至待打印位置；

通过所述打印组件控制所述热咀打开以完成一次打印；

重复上述步骤，以连续打印出固定大小的熔融塑胶颗粒，并将打印出的固定大小的熔融塑胶颗粒在凝结前进行堆结以获得3D打印产品。

本发明的进一步设置，所述连续打印出固定大小的熔融塑胶颗粒，并将打印出的固定大小的熔融塑胶颗粒在凝结前进行堆结以获得3D打印产品的步骤之后还包括：

将打印出的固定大小的熔融塑胶颗粒采用层铺的方式进行堆结，并在打印完成第一层之后再打印第二层，并依次打印第N层。

本发明所提供的一种注塑3D打印热流道系统和注塑打印方法，该系统包括：可沿X轴方向、Y轴方向、Z轴方向移动的移动架；分流板，与所述移动架连接；其中，所述分流板具有第一流道；进料组件，设置在所述分流板上并与所述第一流道连通；热咀，设置在所述分流板上；其中，所述热咀具有第二流道，所述第二流道与所述第一流道连通；以及打印组件，设置在所述分流板上并与所述第二流道连通。本发明通过热流道系统实现了注塑3D打印。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明中一种注塑3D打印热流道系统的整体结构示意图。

图2是本发明中一种注塑3D打印热流道系统中顶针打开状态的结构示意图。

图3是本发明中一种注塑3D打印热流道系统顶针关闭状态的结构示意图。

图4是本发明中注塑3D打印热流道系统连续打印出的塑胶颗粒的层结构示意图。

图5是一种3D打印热流道注塑打印方法的流程示意图。

附图中各标记：1、移动架；11、螺杆；12、螺杆套；13、支撑板；14、第一机械臂；15、第二机械臂；16、第三机械臂；2、分流板；21、第一流道；3、进料组件；31、漏斗；32、液压缸；33、推杆；4、热咀；41、第二流道；42、咀头；43、浇口；5、打印组件；51、气缸；52、顶针；6、加热器；7、工作台；8、第一层；9、第二层；10、塑胶颗粒。

具体实施方式

本发明提供一种注塑3D打印热流道系统和注塑打印方法，通过热流道技术实现了注塑3D打印，本发明中的注塑3D打印热流道系统可以用于打印大型产品，如汽车配件、电视机配件、玩具等对外观面要求不高的产品。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在实施方式和申请专利范围中，除非文中对于冠词有特别限定，否则“一”与“所述”可泛指单一个或复数个。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请同时参阅图1至图4，本发明提供了一种注塑3D打印热流道系统的较佳实施例。

如图1所示，本发明所提供的一种注塑3D打印热流道系统，该系统包括移动架1、分流板2、进料组件3、热咀4以及打印组件5。具体地，所述分流板2与所述移动架1连接，所述移动架1可以带动所述分流板2沿X轴方向、Y轴方向、Z轴方向移动。其中，所述分流板2具有第一流道21，所述进料组件3设置在所述分流板2上并与所述第一流道21连通，所述热咀4设置在所述分流板2上，其中，所述热咀4具有第二流道41，所述第二流道41与所述第一流道21连通，所述打印组件5设置在所述分流板2上并与所述第二流道41连通。

可以理解的是，打印时还需要提供一工作台7，所述热咀4位于工作台7上方，所述移动架1可以带动所述分流板2沿X轴方向、Y轴方向、Z轴方向移动，以将所述热咀4移动至工作台7上方的待加工位置。

需要说明的是，所述的X轴方向、Y轴方向、Z轴方向指的是三维坐标系的中的X轴方向、Y轴方向、Z轴方向。

通过本发明所提供的注塑3D打印热流道系统，在进行3D打印时，首先将塑胶微粒(粉末)倒入至所述进料组件3并使所述塑胶微粒处于半熔融状态以形成半熔融塑胶，其后通过所述进料组件3将所述半熔融塑胶送入至所述分流板2的所述第一流道21中加热以使所述半熔融塑胶完全塑化以形成熔融塑胶，并流至所述热咀4内的所述第二流道41中，其后通过所述移动架1驱动所述分流板2以将所述热咀4移动至待打印位置，进而通过所述打印组件5控制所述热咀4打开以完成一次打印，重复上述过程以连续打印出固定大小的熔融塑胶颗粒10，并将打印出的固定大小的熔融塑胶颗粒10在凝结前进行堆结以获得3D打印产品。其中，请结合图4，将打印出的固定大小的熔融塑胶颗粒10采用层铺的方式进行堆结，并在打印完成第一层8之后再打印第二层9，并依次打印第N层以获得3D打印产品，其中N为大于2的正整数。本发明通过将热流道系统与3D打印相结合，从而通过热流道系统实现了3D打印。

请参阅图2，在一个实施例的进一步地实施方式中，所述注塑3D打印热流道系统还包括若干加热器6，所述加热器6分别设置在所述分流板2和所述热咀4上。具体地，所述加热器6设置在所述分流板2两侧并形成一加热区域，当所述半熔融塑胶在所述进料组件3的作用下被送入至所述分流板2的所述第一流道21中后，将半熔融塑胶加热，以使半熔融塑胶完全塑化以形成熔融塑胶，其中在所述分流板2的与热咀4连接的区域两侧以及所述热咀4的第二流道41的一侧或两侧也设置有加热器6，以防止流至所述热咀4的第二流道41内的熔融塑胶凝结而无法完成注胶。

请继续参阅图2，在一个实施例的进一步地实施方式中，所述进料组件3包括漏斗31、液压缸32以及推杆33。具体地，所述漏斗31设置在所述分流板2上端面，并与所述第一流道21连通，所述液压缸32设置在所述分流板2靠近所述漏斗31的一侧，所述推杆33设置在所述液压缸32上，并与所述第一流道21连接。塑胶颗粒10通过所述漏斗31进入至所述分流板2内，所述漏斗31与所述推杆33均与所述分流板2内的第一流道21连通，且所述推杆33完全伸出时，以将所述漏斗31内流入所述分流板2中的半熔融塑胶沿第一流道21推动至所述分流板2内的加热区域中以完全塑化而形成熔融塑胶。

请继续参阅图2，在一个实施例的进一步地实施方式中，所述打印组件5包括气缸51与设置在所述气缸51上的顶针52，所述气缸51设置在所述分流板2的上端面，所述顶针52贯穿所述分流板2并容置于所述第二流道41内。更进一步地，所述热咀4包括咀头42，所述咀头42具有浇口43，所述气缸51通过控制所述顶针52伸缩以打开或关闭所述浇口43。

请参阅图1至图4，当需要打印时，通过所述移动架1将所述热咀4的位置调整至待打印位置，其后所述推杆33伸出向前运动,并将所述漏斗31内的半熔融注胶沿第一流道21推至所述分流板2内的加热区域内，该半熔融塑胶经所述第一流道21流至所述分流板2上的加热区域后以形成熔融塑胶，并继续沿第一流道21流动至所述热咀4的第二流道41中，此过程为推杆33注胶，与此同时，所述气缸51驱动所述顶针52缩回，以使所述热咀4的浇口43打开，从而使得熔融塑胶流至咀头42的浇口43处，其后所述气缸51驱动所述顶针52伸出，以将熔融塑胶挤出完成一次打印，即打印出固定大小的塑胶颗粒10，其后所述推杆33缩回，以回复到初始位置(此过程为推杆33抽胶)，也就是说，当所述顶针52关闭后，所述推杆33回到原始位置，当进行第二次打印时，所述推杆33伸出，同时所述气缸51驱动所述顶针52首先向上运动，其后向下运动，以控制热咀4浇口43开闭合，进而完成注塑，当所述顶针52向下运动且关闭所述热咀4的浇口43后，所述推杆33也回到初始位置，也就是说，当所述顶针52关闭时，所述推杆33抽胶，当所述顶针52打开时，所述推杆33注胶。

需要说明的是，3D打印是通过建立三维模型，并根据建立的三维模型来逐层打印的，因此，注塑3D打印热流道系统会根据预先建立的三维模型连续打印出固定大小的塑胶颗粒10，并在塑胶颗粒10冷凝前进行堆结，从而可以采用层铺的方式，首先打印好第一层8，再打印第二层9，其后依次打印第N层以完成3D产品的打印。

请参阅图1，在一个实施例的进一步地实施方式中，所述移动架1包括Z轴升降组件、Y轴移动组件、X轴移动组件以及微调组件。其中，所述Z轴升降组件用于调节所述分流板2在Z轴方向上的高度，所述Y轴移动组件设置在所述Z轴升降组件上，用于驱动所述分流板2在Y轴方向上水平移动，所述X轴移动组件设置在所述Y轴移动组件上，用驱动所述分流板2在X轴方向上水平移动，所述微调组件设置在所述X轴移动组件上并与所述分流板2连接，用于驱动所述分流板2在Z轴方向上上下移动。

具体地，所述Z轴升降组件包括螺杆11与螺杆套12，所述螺杆11与所述螺杆套12螺纹连接。所述Y轴移动组件包括支撑板13和第一机械臂14，所述支撑板13设置在所述螺杆11上，所述第一机械臂14设置在所述支撑板13上。所述X轴移动组件包括第二机械臂15，所述第二机械臂15设置在所述第一机械臂14上，所述微调组件包括第三机械臂16，所述第三机械臂16设置在所述第二机械臂15上并与所述分流板2连接。需要说明的是，所述第一机械臂14、所述第二机械臂15和所述第三机械臂16可以采用皮带来驱动，同时，还可以采用电机来驱动，所述第一机械臂14、所述第二机械臂15和所述第三机械臂16的具体驱动方式为现有技术，在此不再赘述。

在打印前，首先通过调节所述螺杆11的高度来初步调节所述热咀4在工作台7上的高度，以对热咀4进行定位，在打印的过程中，若需要调节所述热咀4在Y轴方向上的位置时，则通过第一机械臂14在Y轴方向上移动，从而能够带动与所述第一机械臂14连接的第二机械臂15以及与所述第二机械臂15连接的第三机械臂16在Y轴上移动，进而能够调节与所述第三机械臂16连接的分流板2以及设置在所述分流板2上的热咀4在Y轴方向上移动。当需要调节所述热咀4在X轴上的位置时，通过所述第二机械臂15在X轴方向上移动，以带动与所述第二机械臂15连接的第三机械臂16以及与所述第三机械臂16连接的分流板2以及设置在所述分流板2上的热咀4在X轴方向上移动。当所述热咀4达到X-Y平面上的指定位置时候，通过所述第三机械臂16以调节所述热咀4与工作台7的高度，从而将所述热咀4移动至待打印位置。

如图5所示，基于同样的发明构思，本发明还提供了一种3D打印热流道注塑打印方法，应用于所述的注塑3D打印热流道系统中，该注塑打印方法包括步骤：

S100、将塑胶微粒倒入至所述进料组件并使所述塑胶微粒处于半熔融状态以形成半熔融塑胶；

S200、所述进料组件将所述半熔融塑胶送入至所述分流板的所述第一流道中加热以使所述半熔融塑胶完全塑化以形成熔融塑胶，并流至所述热咀内的所述第二流道中；

S300、通过所述移动架驱动所述分流板以将所述热咀移动至待打印位置；

S400、通过所述打印组件控制所述热咀打开以完成一次打印；

S500、重复S100-S400中的步骤，以连续打印出固定大小的熔融塑胶颗粒，并将打印出的固定大小的熔融塑胶颗粒在凝结前进行堆结以获得3D打印产品。

综上所述，本发明所述提供的一种注塑3D打印热流道系统和注塑打印方法，该系统包括：可沿X轴方向、Y轴方向、Z轴方向移动的移动架；分流板，与所述移动架连接；其中，所述分流板具有第一流道；进料组件，设置在所述分流板上并与所述第一流道连通；热咀，设置在所述分流板上；其中，所述热咀具有第二流道，所述第二流道与所述第一流道连通；以及打印组件，设置在所述分流板上并与所述第二流道连通。本发明通过热流道系统实现了注塑3D打印。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。