阅读说明：本技术 一种智能微控打印设备 (Intelligent micro-control printing equipment ) 是由 何燕 楚电明 白文娟 于 2020-05-18 设计创作，主要内容包括：本发明实施例提供一种智能微控打印设备,由微控传动装置、搅拌装置、加热打印装置组成,微控传动装置与搅拌装置连接,搅拌装置与加热打印装置连接,搅拌装置通过第二电机正反转实现多种物料混合搅拌或输送,加热打印装置将物料充分熔融并挤出,微控传动装置带动搅拌装置作活塞运动,进而实现打印出口间隙发生变化,通过控制出口流量大小,实现打印模型边界处高精度,模型内部牺牲精度增加速度,保证在精度不变情况下大幅提高打印速度,同时该设备还可实现废料打印,有效防止喷嘴处堵塞等功能,本发明实施例解决了在先技术中保证精度条件下打印速度慢以及难以多材料混合打印的问题。(The embodiment of the invention provides intelligent micro-control printing equipment which comprises a micro-control transmission device, a stirring device and a heating and printing device, wherein the micro-control transmission device is connected with the stirring device, the stirring device is connected with the heating and printing device, the stirring device realizes the mixing, stirring or conveying of a plurality of materials through the positive and negative rotation of a second motor, the heating and printing device fully melts and extrudes the materials, the micro-control transmission device drives the stirring device to move as a piston, thereby realizing the change of the printing outlet clearance, realizing the high precision at the printing model boundary, sacrificing the precision increasing speed in the model by controlling the outlet flow, ensuring the printing speed to be greatly improved under the condition of unchanged precision, meanwhile, the equipment can also realize waste printing, effectively prevent the nozzle from being blocked and the like, and solves the problems of low printing speed and difficulty in multi-material mixed printing under the condition of ensuring precision in the prior art.)

一种智能微控打印设备

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种智能微控打印设备。

背景技术

增材制造技术(3D打印)是当前我国高端智能制造领域急需的、战略性的设备与技术，也是体现国家竞争力，实现我国科学技术跨越式发展的重大领域。

熔融沉积制造(FDM)是3D打印应用最为广泛的一种工艺，其产品广泛应用于玩具、汽车、医疗等领域，其打印材料目前主要为热塑性材料，且以丝料为主，可打印粒料设备较少。打印粒料设备相较于丝料具有储存方便、可柔性打印的优点，其产品可广泛应用于智能穿戴、柔性电子等领域，越来越受到国内外学者的广泛关注，其应用产品将会对社会的发展起到极大的推动作用。

然而就目前来看FDM增材设备仍然存在打印速度慢及难以多材料混合打印等难题，极大的限制了3D打印的广泛应用。

现今，在保证打印精度的基础上，快速制备出价格低廉、满足多种材料复合的产品非常急迫且十分必要。

发明内容

本发明实施例提供一种智能微控打印设备，以解决在先技术中存在保证精度条件下打印速度慢以及难以多材料混合打印的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

本发明实施例提供一种智能微控打印设备，由微控传动装置、搅拌装置、加热打印装置组成，所述微控传动装置与所述搅拌装置连接，所述搅拌装置与所述加热打印装置连接；

所述搅拌装置至少部分地与所述微控传动装置连接，所述搅拌装置设有螺杆和旋转搅拌组件，可通过电机反转或正转实现对至少一种物料进行混合搅拌或输送；

所述加热打印装置至少部分地与所述微控传动装置连接，所述加热打印装置设有两组加热块，可将物料充分熔融并挤出；

所述微控传动装置带动所述搅拌装置至少部分地相对于所述加热打印装置作活塞运动，进而实现加热打印装置输出端打印出口间隙发生变化，以调节打印出料速度。

可选地，所述微控传动装置由滑道组件、传动组件、基板组成，所述基板与所述滑道组件连接，所述滑道组件包括滑轨、滑板，所述滑板与所述传动组件连接；

其中，所述滑轨与所述滑板配合，所述滑轨与所述基板连接。

可选地，所述传动组件包括第一电机、联轴器、丝杠组件，所述第一电机固定端与所述基板连接，所述第一电机输出端与所述丝杠组件通过所述联轴器连接，所述丝杠组件与所述滑板连接；

所述丝杠组件包括丝杆、固定座、丝杆螺母，所述丝杆第一端与所述联轴器连接，所述固定座固定所述丝杆两端在所述基板上，所述丝杆上套有丝杆螺母，丝杆螺母与所述滑板连接，所述第一电机可以带动所述滑板相对所述滑轨做相对滑动。

可选地，其特征在于，所述搅拌装置包括搅拌固定座、搅拌壳体组件、搅拌传动组件、旋转叶片；

所述搅拌固定座与所述搅拌壳体组件连接并固定在所述基板上，所述搅拌传动组件包括螺杆，所述螺杆与所述旋转叶片连接，所述旋转叶片处于所述搅拌壳体组件内侧；

所述搅拌传动组件还包括第二电机、大联轴器，所述第二电机固定端与所述滑板连接，所述螺杆第一端通过所述大联轴器与所述第二电机输出端连接，所述螺杆套设于所述搅拌壳体组件上，所述第二电机带动所述螺杆，所述螺杆带动所述旋转叶片相对于所述搅拌壳体组件做旋转运动。

可选地，所述搅拌壳体组件包括搅拌箱、固定盖、旋转盖、圆柱开关组件；

所述搅拌箱与所述固定盖连接，所述搅拌箱内存有至少一种待打印物料，所述固定盖套筒与所述螺杆通过轴承连接，所述螺杆可相对固定盖套筒旋转；

所述旋转盖套筒与所述固定盖套筒套设，所述旋转盖套筒可相对所述固定盖套筒旋转。

所述旋转盖与所述固定盖盖板上均设有定位小孔，所述圆柱开关组件穿过定位小孔定位。

可选地，所述圆柱开关组件包括圆柱开关和圆柱螺母；

所述圆柱开关第一端穿过所述旋转盖盖板定位小孔，所述圆柱开关第一端有外螺纹与所述圆柱螺母连接，所述圆柱螺母可自由穿过固定盖盖板上的定位小孔；

其中，所述旋转盖盖板小孔呈底宽上窄凸台结构，所述圆柱开关中间设有定位凸台，所述圆柱开关组件可在所述圆柱螺母与所述定位凸台之间移动，当所述圆柱开关提起时，所述旋转盖自由旋转打开，当所述旋转盖定位小孔与所述固定盖定位小孔对齐时，将所述圆柱开关放下，所述旋转盖关闭。

可选地，所述加热打印装置包括打印喷头、末端加热块、微控针、加热固定座、加热块、加热筒体组成；

所述加热筒体第一端与所述加热固定座连接，加热筒体第二端与所述搅拌固定座连接，所述搅拌固定座与所述加热固定座固定于所述基板上；

所述加热块与所述加热筒体套设，所述加热筒体相对于所述加热块处于内侧，所述加热筒体第一端与所述末端加热块连接，所述末端加热块与所述打印喷头连接；

所述微控针第一端与所述螺杆第二端连接，所述微控针处于所述打印喷头内侧，所述微控针第二端与所述打印喷头喷嘴内孔均呈锥形且锥角相同。

在本发明实施例中，通过搅拌壳体组件的设置来存储至少一种待打印物料，搅拌装置可以使至少一种物料混合均匀并输送，加热打印装置的设置可以使物料充分熔融，通过微控传动装置的运动实现微控针与打印喷头出口间隙的变化，进而实现打印速度可以调节，利用本设备可以实现打印产品在边界位置采用小间隙保证打印精度，在离产品边界越远的位置逐步变大间隙使打印速度成倍的加快，从而在保证产品精度的条件下实现多材料混合、快速打印，与此同时，该设备在精确控制流量的基础上还可以有效防止喷嘴处堵塞，通过调节微控针的运动可以及时疏通喷嘴，本发明实施例解决了在先技术中保证精度条件下打印速度慢以及难以多材料混合打印的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1表示本发明实施例提供的一种智能微控打印设备的结构示意图；

图2表示本发明实施例提供的一种智能微控打印设备的剖视图；

图3表示本发明实施例提供的搅拌壳体组件的结构示意图；

图4表示本发明实施例提供的圆柱开关组件的剖视图；

附图标记说明：

10.加热打印装置；11.加热块；12.加热固定座；13.末端加热块；14.打印喷头；15.微控针；16.加热筒体；20.微控传动装置；21.滑道组件；211.滑轨；212.滑板；22.传动组件；221.丝杠组件；222.联轴器；223.第一电机；23.基板；30.搅拌装置；31.搅拌固定座；32.搅拌壳体组件；323.搅拌箱；324.圆柱开关组件；3241.圆柱开关；3242.圆柱螺母；325.固定盖；326.旋转盖；331.螺杆；332.大联轴器；333.第二电机；34.旋转叶片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

参见图1至图4，本发明一实施例提供一种智能微控打印设备，由微控传动装置20、搅拌装置30、加热打印装置10组成，所述微控传动装置20与所述搅拌装置30连接，所述搅拌装置30与所述加热打印装置10连接；

所述搅拌装置30至少部分地与所述微控传动装置20连接，所述搅拌装置30设有螺杆和旋转搅拌组件，可通过电机反转或正转实现对至少一种物料进行混合搅拌或输送；

所述加热打印装置10至少部分地与所述微控传动装置20连接，所述加热打印装置10设有两组加热块，可将物料充分熔融并挤出；

所述微控传动装置20带动所述搅拌装置30至少部分地相对于所述加热打印装置10作活塞运动，进而实现加热打印装置10输出端打印出口间隙发生变化，以调节打印出料速度。

在本发明实施例中，通过搅拌装置30的设置来存储至少一种待打印物料，通过搅拌装置30中电机反转或正转实现对至少一种物料进行混合搅拌或输送，加热打印装置10的设置可以使物料充分熔融，通过微控传动装置20的运动实现微控针15与打印喷头14出口间隙的变化，进而实现打印速度可以调节，利用本设备可以实现打印模型边界处高精度，模型内部牺牲精度增加速度，保证在精度不变情况下大幅提高打印速度，进而实现多材料混合、快速打印，与此同时，该设备在精确控制流量的基础上还可以有效防止喷嘴处堵塞，通过调节微控针15的运动可以及时疏通喷嘴，本发明实施例解决了在先技术中保证精度条件下打印速度慢以及难以多材料混合打印的问题。

需要说明的是，搅拌装置30中待打印物料为热塑性材料，热塑性材料包括PA、PC、PVA、PLA、ABS、TPU、PE、PEEK、PMMA，所述待打印物料为热塑性材料其中的一种或多种。

需要说明的是，在本发明实施例中，搅拌装置30中待打印物料为粒料，也可以是均匀粉碎的热塑性废料，对于废料回收打印，利用该设备更加环保、节约。

需要说明的是，在本发明实施例中，搅拌装置30中第二电机反转带动旋转叶片正转实现至少一种物料混合而不发生物料输送，搅拌装置30中第二电机正转带动旋转叶片反转实现物料输送到加热打印装置10中。

可选地，在本发明实施例中，所述微控传动装置20由滑道组件21、传动组件22、基板23组成，所述基板23与所述滑道组件21连接，所述滑道组件21包括滑轨211、滑板212，所述滑板212与所述传动组件22连接；

其中，所述滑轨211与所述滑板212配合，所述滑轨211与所述基板23连接。

在本发明实施例中，所述微控传动装置20的设置用于调整微控针15的位移。

可选地，在本发明实施例中，所述传动组件22包括第一电机223、联轴器222、丝杠组件221，所述第一电机223固定端与所述基板23连接，所述第一电机223输出端与所述丝杠组件221通过所述联轴器222连接，所述丝杠组件221与所述滑板212连接；

所述丝杠组件221包括丝杆、固定座、丝杆螺母，所述丝杆第一端与所述联轴器222连接，所述固定座固定所述丝杆两端在所述基板23上，所述丝杆上套有丝杆螺母，丝杆螺母与所述滑板212连接，所述第一电机223可以带动所述滑板212相对所述滑轨211做相对滑动。

在本发明实施例中，所述传动组件22的设置用于精确控制滑板的位移从而实现打印出口流量的精确控制，在本方案中采用步进电机与丝杠组合的方式实现。

可选地，在本发明实施例中，所述搅拌装置30包括搅拌固定座31、搅拌壳体组件32、搅拌传动组件33、旋转叶片34；

所述搅拌固定座31与所述搅拌壳体组件32连接并固定在所述基板23上，所述搅拌传动组件33包括螺杆331，所述螺杆331与所述旋转叶片34连接，所述旋转叶片34处于所述搅拌壳体组件32内侧；

所述搅拌传动组件33还包括第二电机333、大联轴器332，所述第二电机333固定端与所述滑板212连接，所述螺杆331第一端通过所述大联轴器332与所述第二电机333输出端连接，所述螺杆331套设于所述搅拌壳体组件32上，所述第二电机333带动所述螺杆331，所述螺杆331带动所述旋转叶片34相对于所述搅拌壳体组件32做旋转运动。

在本发明实施例中，所述搅拌装置30的设置包含传动与搅拌两种功能，螺杆221与旋转叶片34连接，第二电机333转动带动螺杆221转动，螺杆221带动旋转叶片34转动。

需要说明的是，搅拌壳体组件32与旋转叶片34围成的空腔用于存放待打印物料，旋转叶片34的转动，可将不同类型待打印物料充分混合。

需要说明的是，第二电机333反转，旋转叶片34开始工作，多种物料充分混匀而不发生输送，第二电机333正转，则螺杆221输送物料，开始打印。

需要说明的是，待打印物料充分混合后通过螺杆进行运输物料，运用螺杆输送物料可以精确控制物料流量。

可选地，在本发明实施例中，所述搅拌壳体组件32包括搅拌箱323、固定盖325、旋转盖326、圆柱开关组件324；

所述搅拌箱323与所述固定盖325连接，所述搅拌箱323内存有至少一种待打印物料，所述固定盖325套筒与所述螺杆331通过轴承连接，所述螺杆331可相对固定盖325套筒旋转；

所述旋转盖326套筒与所述固定盖325套筒套设，所述旋转盖326套筒套设在所述固定盖325套筒外侧，所述旋转盖326套筒可相对所述固定盖325套筒旋转。

所述旋转盖326与所述固定盖325盖板上均设有定位小孔，所述圆柱开关组件324穿过定位小孔定位。

在本发明的实施例中，搅拌壳体组件32的设置用于储存和混合待打印物料，固定盖325可拆卸，便于后期维护；

需要说明的是，固定盖325包括套筒和盖板，套筒和盖板焊接，盖板为扇形结构，套筒中心与盖板扇形中心重合，旋转盖326包括套筒和盖板，套筒和盖板焊接，盖板为扇形结构，套筒中心与盖板扇形中心重合；

可选地，在本发明实施例中，所述圆柱开关组件324包括圆柱开关3241和圆柱螺母3242；

所述圆柱开关3241第一端穿过所述旋转盖326盖板定位小孔，所述圆柱开关3241第一端有外螺纹与所述圆柱螺母3242连接，所述圆柱螺母3242可自由穿过固定盖盖板3251上的定位小孔；

其中，所述旋转盖326盖板小孔呈底宽上窄凸台结构，所述圆柱开关3241中间设有定位凸台，所述圆柱开关组件324可在所述圆柱螺母3242与所述定位凸台之间移动，当所述圆柱开关3241提起时，所述旋转盖326自由旋转打开，当所述旋转盖326定位小孔与所述固定盖325定位小孔对齐时，将所述圆柱开关3241放下，所述旋转盖326关闭。

在本发明的实施例中，所述圆柱开关组件324的设置可以实现随时、随意根据需要打开与关闭搅拌壳体组件32，结构简单巧妙，可靠性好，操作便捷；

需要说明的是，旋转盖326盖板设有限位块，保证在关闭所述圆柱开关组件324时，旋转盖326与固定盖325定位小孔对齐。

可选地，在本发明实施例中，所述加热打印装置10包括打印喷头14、末端加热块13、微控针15、加热固定座12、加热块11、加热筒体16组成；

所述加热筒体16第一端与所述加热固定座12连接，加热筒体16第二端与所述搅拌固定座31连接，所述搅拌固定座31与所述加热固定座12固定于所述基板23上；

所述加热块11与所述加热筒体16套设，所述加热筒体16相对于所述加热块11处于内侧，所述加热筒体16第一端与所述末端加热块13连接，所述末端加热块13与所述打印喷头14连接；

所述微控针15第一端与所述螺杆331第二端连接，所述微控针15处于所述打印喷头14内侧。

在本发明的实施例中，所述微控针15与所述打印喷头14形成出料空腔，所述打印喷头14喷嘴内孔呈锥形，所述微控针15第二端也呈锥形，二者锥角相同，当所述微控针15发生移动时，与所述打印喷头14喷嘴所形成的空腔间隙发生变化，进而实现打印物料有粗有细，通过控制出口流量大小，实现打印模型边界处高精度，模型内部牺牲精度增加速度，保证在精度不变情况下大幅提高打印速度，与此同时，该结构还可以有效防止喷嘴处堵塞，通过调节微控针15的运动可以及时疏通喷嘴。

本发明的工作原理和工作过程如下：

首先，通过加热块11和末端加热块13给加热筒体16预热到设置的温度；

提起圆柱开关3241，旋转旋转盖326到达极限位置；

将热塑性材料颗粒或回收的废料小颗粒倒入搅拌箱323中；

若待打印物料为单一物料，则打开第二电机333转动，使第二电机333正转，从而带动旋转叶片34反转及螺杆331正向转动，使物料随着螺杆331的转动缓慢输送进入加热打印装置10中，在加热块11的作用下在加热筒体16内加热熔融变为液体，再经过末端加热块13使物料均匀受热，并控制温度恒定，经过打印喷头14，将物料挤出，控制第一电机223的转动，可以带动丝杠组件221的转动进而转化为第二电机333的平动，逐步控制微控针15的移动，最终实现喷嘴处的物料多少可控；

若待打印物料为多种物料，则打开第二电机333转动，使第二电机333反转，从而带动旋转叶片34正转及螺杆331反向转动，使料在搅拌箱323内均匀分散并且随着螺杆331的反向转动，物料不会跟随螺杆331进入到加热打印装置10中，待物料充分混合均匀后，使第二电机333正转，则螺杆331缓慢输送物料进入加热筒体16内，在加热块11的作用下在加热筒体16内加热熔融变为液体，再经过末端加热块13使物料均匀受热，并控制温度恒定，经过打印喷头14，将物料挤出，控制第一电机223的转动，可以带动丝杠组件221的转动进而转化为第二电机333的平动，逐步控制微控针15的移动，最终实现喷嘴处的物料多少可控；

通过控制打印喷嘴的精度，可以实现打印模型在边界处精度高，在打印模型内部增加流量降低精度，增加速度，最终实现模型的精度不变，但打印速度成倍的提高。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对在先技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。