阅读说明：本技术 一种用于3d打印机的颗粒挤出装置及其挤出方法 (Particle extrusion device for 3D printer and extrusion method thereof ) 是由 赵子晗 于 2019-10-31 设计创作，主要内容包括：本发明的一种用于3D打印机的颗粒挤出装置及其挤出方法,属于3D打印机技术领域,包括料盒和挤出装置,料盒上下贯通,料盒的上端为进料口,下端为出料口,料盒内设有减速电机,减速电机通过电机固定板与料盒固定连接,减速电机下端连接螺杆,螺杆通过联轴器与减速电机的输出轴固定连接,料盒的出料口连接隔热装置,隔热装置包括隔热管一、散热器和固定平台,隔热装置与料盒内部连通,隔热装置下方设有挤出装置,螺杆穿过出料口和隔热装置进入进出装置内,挤出装置内设有压力传感器,采用了本设计的挤出装置,颗粒挤出均匀,效果好,挤出效率高,装置内部不粘连,能够根据压力反馈来调节加热热量和螺杆转速。(The invention relates to a particle extrusion device for a 3D printer and an extrusion method thereof, belonging to the technical field of 3D printers, comprising a material box and an extrusion device, wherein the material box is communicated up and down, the upper end of the material box is provided with a feed inlet, the lower end of the material box is provided with a discharge outlet, a speed reducing motor is arranged in the material box, the speed reducing motor is fixedly connected with the material box through a motor fixing plate, the lower end of the speed reducing motor is connected with a screw rod, the screw rod is fixedly connected with an output shaft of the speed reducing motor through a coupling, the discharge outlet of the material box is connected with a heat insulation device, the heat insulation device comprises a heat insulation pipe I, a radiator and a fixing platform, the heat insulation device is communicated with the interior of the material box, the extrusion device is arranged below the heat insulation device, the screw rod passes, the heating heat and the screw rotation speed can be adjusted according to the pressure feedback.)

一种用于3D打印机的颗粒挤出装置及其挤出方法

技术领域

本发明属于3D打印机技术领域，更具体来说，涉及一种用于3D打印机的颗粒挤出装置及其挤出方法。

背景技术

3D打印技术即：三维打印(英语:3D printing)，即快速成形技术的一种，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用(比如髓关节或牙齿，或一些飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件。

现有的3D打印机虽然能满足大致的使用要求，但是其挤出机构的结构较为复杂，体积大，内部融化的颗粒相互之间容易粘连，同时也会粘连在螺杆等挤出装置上，造成挤出效果差，效率低，同时市面上的挤出装置内无法检测挤出压力，进而无法根据挤出压力的变化来实时调节加热效率和螺杆转速。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于解决上述的缺陷。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种用于3D打印机的颗粒挤出装置，包括料盒和挤出装置，料盒上下贯通，料盒的上端为进料口，下端为出料口，料盒内设有减速电机，减速电机通过电机固定板与料盒固定连接，减速电机下端连接螺杆，螺杆通过联轴器与减速电机的输出轴固定连接，料盒的出料口连接隔热装置，隔热装置包括隔热管一、散热器和固定平台，隔热装置与料盒内部连通，隔热装置下方设有挤出装置，螺杆穿过出料口和隔热装置进入进出装置内，挤出装置内设有压力传感器。

优选的，隔热装置内的隔热管一固定安装在固定平台上，散热器为管状结构，散热器包覆隔热管一的外壁，散热器外套有防护套。

优选的，散热器内设有隔热管二，隔热管二位于隔热管一的上方，隔热管二穿过散热器与料盒下端固定连接，隔热管二的上端的内壁与料盒的下端的外壁贴合。

优选的，挤出装置包括挤出管和挤出头，挤出管的一端与隔热装置连通，另一端连接挤出头，螺杆伸入挤出管内，挤出管外设有加热铝块，加热铝块贴合挤出管的外壁，加热铝块内设有加热管。

优选的，料盒为锥形结构，料盒内设有安装平台，电机固定板安装在安装平台上。

优选的，防护套上开有通风口，防护套上设有风扇，风扇的出风口与通风口连通。

优选的，挤出管与挤出头连接处为锥形管，压力传感器安装在锥形管内壁，加热管、压力传感器和减速电机均连接控制器。

一种用于3D打印机的颗粒挤出装置的挤出方法，挤出方法为减速电机带动螺杆转动，螺杆转动按压颗粒进入挤出装置内，挤出装置融化颗粒，最后从挤出头喷出成型打印。

优选的，挤出方法包括以下步骤：

S100、进料，物料颗粒通过料盒进入装置内部，电机驱动螺杆转动，螺杆对物料颗粒提供向下的压力；

S200、融化，加热管对加热铝块加热，热量传递给物料颗粒并使其融化；

S300、挤出，螺杆持续转动带动大量物料进入加热管内挤压融化的物料从挤出头喷出；

S400、反馈，压力传感器反馈压力给控制器，控制器控制加热热量和减速电机转速。

优选的，S200融化的具体内容为加热管对加热铝块提供热量，加热铝块传递热量给挤出管，挤出管内的物料颗粒受热融化，热量继续传递至隔热装置内的物料颗粒上，风扇转动通过散热器散去隔热装置内的热量。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种用于3D打印机的颗粒挤出装置，包括料盒和挤出装置，料盒上下贯通，料盒的上端为进料口，下端为出料口，料盒内设有减速电机，减速电机通过电机固定板与料盒固定连接，减速电机下端连接螺杆，螺杆通过联轴器与减速电机的输出轴固定连接，料盒的出料口连接隔热装置，隔热装置包括隔热管一、散热器和固定平台，隔热装置与料盒内部连通，隔热装置下方设有挤出装置，螺杆穿过出料口和隔热装置进入进出装置内，挤出装置内设有压力传感器，此设计的装置，通过螺杆挤压颗粒并对下方颗粒进行加热融化，使其挤出进行3D打印，通过压力传感器检测挤出压力进一步控制挤出速度，散热器散去多余的热量，避免颗粒融化过多对螺杆进行粘连，此设计的装置，挤出效果好，效率高。

(2)本发明的一种用于3D打印机的颗粒挤出装置，隔热装置内的隔热管一固定安装在固定平台上，散热器为管状结构，散热器包覆隔热管一的外壁，散热器外套有防护套，此设计的隔热装置，通过散热器全面高效的散去隔热管内的热量，避免隔热管内的颗粒提前融化造成挤压失败。

(3)本发明的一种用于3D打印机的颗粒挤出装置，散热器内设有隔热管二，隔热管二位于隔热管一的上方，隔热管二穿过散热器与料盒下端固定连接，隔热管二的上端的内壁与料盒的下端的外壁贴合，由于散热器散出的热量从散热器上方散出，因此隔热管二隔绝了料盒下端内的物料颗粒，避免料盒内的物料颗粒受热融化粘连。

(4)本发明的一种用于3D打印机的颗粒挤出装置的挤出方法，挤出方法为减速电机带动螺杆转动，螺杆转动按压颗粒进入挤出装置内，挤出装置融化颗粒，最后从挤出头喷出成型打印，采用本设计的装置进行颗粒挤出，挤出均匀，融化的颗粒不粘连螺杆，装置内的温度消散快，提高了3D打印的效率和效果。

附图说明

图1为本发明的一种用于3D打印机的颗粒挤出装置的结构示意图；

图2为本发明的一种用于3D打印机的颗粒挤出装置的立体图；

图3为本发明的一种用于3D打印机的颗粒挤出装置的剖视图；

图4为本发明的一种用于3D打印机的颗粒挤出方法流程图。

示意图中的标号说明：

100、料盒；110、进料口；120、出料口；130、减速电机；140、电机固定板；150、螺杆；160、联轴器；170、安装平台；

200、挤出装置；210、压力传感器；220、挤出管；221、锥形管；230、挤出头；240、加热铝块

300、隔热装置；310、隔热管一；320、散热器；330、固定平台；340、防护套；341、通风口；342、风扇；350、隔热管二；

400、控制器。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明；本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

参照附图1-图3所示，本实施例的本一种用于3D打印机的颗粒挤出装置，包括料盒100和挤出装置200，料盒100上下贯通，料盒100的上端为进料口 110，下端为出料口120，料盒100内设有减速电机130，减速电机130通过电机固定板140与料盒100固定连接，减速电机130下端连接螺杆150，螺杆150 通过联轴器160与减速电机130的输出轴固定连接，料盒100的出料口120连接隔热装置330，隔热装置330包括隔热管一310、散热器320和固定平台330，隔热装置330与料盒100内部连通，隔热装置330下方设有挤出装置200，螺杆 150穿过出料口120和隔热装置330进入进出装置内，挤出装置200内设有压力传感器210，此设计的装置，通过螺杆150挤压颗粒并对下方颗粒进行加热融化，使其挤出进行3D打印，通过压力传感器210检测挤出压力进一步控制挤出速度，散热器320散去多余的热量，避免颗粒融化过多对螺杆150进行粘连，此设计的装置，挤出效果好，效率高，若不采用本设计的结构而采用传统结构，颗粒挤出效果差，融化的颗粒对螺杆150又粘连，也不能根据内部压力进行反馈调节。

本实施例的隔热装置330内的隔热管一310固定安装在固定平台330上，散热器320为管状结构，散热器320包覆隔热管一310的外壁，散热器320外套有防护套340，此设计的隔热装置330，通过散热器320全面高效的散去隔热管内的热量，避免隔热管内的颗粒提前融化造成挤压失败，若不设置散热器320，该装置内的温度升高后，会融化过多的颗粒，使得颗粒间有所粘连，早场螺杆 150卡壳或者挤压失不下去等现象。

本实施例的散热器320内设有隔热管二350，隔热管二350位于隔热管一 310的上方，隔热管二350穿过散热器320与料盒100下端固定连接，隔热管二 350的上端的内壁与料盒100的下端的外壁贴合，由于散热器320散出的热量从散热器320上方散出，因此隔热管二350隔绝了料盒100下端内的物料颗粒，避免料盒100内的物料颗粒受热融化粘连。

本实施例的挤出装置200包括挤出管220和挤出头230，挤出管220的一端与隔热装置330连通，另一端连接挤出头230，螺杆150伸入挤出管220内，挤出管220外设有加热铝块240，加热铝块240贴合挤出管220的外壁，加热铝块 240内设有加热管，采用加热铝块240进行加热，传导热量快，均匀高效的融化颗粒，挤出效果好。

本实施例的料盒100为锥形结构，料盒100内设有安装平台170，电机固定板140安装在安装平台170上，此设计的结构，稳定的安装减速电机130，使得螺杆150运作状态稳定，不会因为颗粒的堆积挤压而形成震动，保证了该装置挤压颗粒的效果和效率。

本实施例的防护套340上开有通风口341，防护套340上设有风扇342，风扇342的出风口与通风口341连通，通过持续的空气流动来带走热量，散热效果好，若不设置风扇342，该散热器320的散热效率差。

本实施例的挤出管220与挤出头230连接处为锥形管221，压力传感器210 安装在锥形管221内壁，加热管、压力传感器210和减速电机130均连接控制器400，此设计使得压力传感器210能够快速稳定的检测到挤出压力，通过压力的反馈来控制加热效率和螺杆150的转速，避免过热或者热量不足，提高整体的挤出效率。

实施例2

参照附图1-图4所示，本实施例的一种用于3D打印机的颗粒挤出装置的挤出方法，挤出方法为减速电机130带动螺杆150转动，螺杆150转动按压颗粒进入挤出装置200内，挤出装置200融化颗粒，最后从挤出头230喷出成型打印。

本实施例的挤出方法包括以下步骤：

S100、进料，物料颗粒通过料盒100进入装置内部，电机驱动螺杆150转动，螺杆150对物料颗粒提供向下的压力；

S200、融化，加热管对加热铝块240加热，热量传递给物料颗粒并使其融化；

S300、挤出，螺杆150持续转动带动大量物料进入加热管内挤压融化的物料从挤出头230喷出；

S400、反馈，压力传感器210反馈压力给控制器400，控制器400控制加热热量和减速电机130转速。

本实施例的S200融化的具体内容为加热管对加热铝块240提供热量，加热铝块240传递热量给挤出管220，挤出管220内的物料颗粒受热融化，热量继续传递至隔热装置330内的物料颗粒上，风扇342转动通过散热器320散去隔热装置330内的热量。

采用本设计的装置进行颗粒挤出，挤出均匀，融化的颗粒不粘连螺杆，装置内的温度消散快，提高了3D打印的效率和效果。

以上所述实施例仅表达了本发明的某种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。