一种自动送料的大型环保3d打印设备

文档序号:264896 发布日期:2021-11-19 浏览:41次 >En<

阅读说明:本技术 一种自动送料的大型环保3d打印设备 (Large-scale environment-friendly 3D printing equipment with automatic feeding function ) 是由 邹智挥 葛非凡 杨涛 崔学军 吴津田 庄永杰 黎睿鸥 夏益青 张雪梅 陈爽 陈治 于 2021-07-28 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种自动送料的大型环保3D打印设备,包括步进电机,所述步进电机的顶部连接在框架上,所述步进电机的输出端连接有所述皮带;所述皮带的下端连接有对其固定的固定座;联轴器的外侧安装有进行支撑的铜螺柱;所述框架的顶端连接有便于下料的自动加温料斗,所述框架的内侧连接有便于固定所述皮带的限位块。该自动送料的大型环保3D打印设备不仅方便扩大打印范围,使打印体型更大,而且打印速度快,方便调节打印速度,并且打印材料环保;并可搭配自动送料装置系统,实现双色、三色或渐层渐变色泽产品工艺。本发明适用于酒糟、秸秆、豆渣、咖啡渣、热塑性淀粉、生物基材料、聚乙烯醇等易吸水环保复合材料打印。(The invention discloses an automatic feeding large-scale environment-friendly 3D printing device which comprises a stepping motor, wherein the top of the stepping motor is connected to a frame, and the output end of the stepping motor is connected with a belt; the lower end of the belt is connected with a fixed seat for fixing the belt; a copper stud for supporting is arranged on the outer side of the coupler; the top of frame is connected with the automatic heating hopper of the unloading of being convenient for, the inboard of frame is connected with and is convenient for fix the stopper of belt. The large-scale environment-friendly 3D printing equipment with automatic feeding is convenient for expanding the printing range and enabling the printing size to be larger, is high in printing speed and convenient for adjusting the printing speed, and is environment-friendly in printing materials; and can be matched with an automatic feeding device system to realize the product process of double-color, three-color or gradual-change color. The invention is suitable for printing of easily water-absorbing environment-friendly composite materials such as vinasse, straws, bean dregs, coffee grounds, thermoplastic starch, bio-based materials, polyvinyl alcohol and the like.)

一种自动送料的大型环保3D打印设备

技术领域

本发明涉及3D打印机技术领域,具体为一种自动送料的大型环保3D打印设备。

背景技术

现有的3D打印机,打印的物体尺寸有限,打印尺寸小,并且打印速度慢,消耗时间特别长,大部分使用材料为塑料材质,使用时加热软化过程中会产生有害气体,不环保。

中国专利授权公告号CN207789730U,公告日为2018年1月18号,公开了一种自动送料的大型环保3D打印设备,属于3D打印技术领域。所述的角钢框架上方平行安装有两组上方固定板,所述的角钢框架下方平行安装有两组下方支撑板,且下方支撑板之间通过下方固定板连接,所述的角钢框架中部安装有打印平台,所述的Z轴升降丝杆与Z轴驱动电机连接,且Z轴驱动电机安装在下方支撑板上,通过多个电机联动实现打印头在打印平台上自下而上运动实现3D打印功能,适用于艺术创作、创客教育、产品研发、模具制造和建筑设计等领域,具备高精度、操作简单、安全可靠等特点,相较现有的3D打印机,该自动送料的大型环保3D打印设备打印效率高且打印体积显著增大,做出的模型不仅成型速度快,而且真实美观、坚固易用。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷,3D打印机在打印过程中,打印尺寸较小,不适合家具及艺术方面的设计,并且打印速度较慢,且无法调节打印的速度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动送料的大型环保3D打印设备,以解决上述背景技术提出的目前常用的自动送料的大型环保3D打印设备,不仅不方便扩大打印范围,使打印体型更大,而且打印速度慢,不方便调节打印速度的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种自动送料的大型环保3D打印设备,包括:

步进电机,所述步进电机的顶部连接在框架上,所述步进电机的输出端连接有皮带;

皮带,所述皮带的下端连接有对其固定的固定座,且固定座转动连接在框架的外侧,并且框架单体之间通过固定角支座相连接;

轴承,所述轴承的内侧连接有联轴器,且联轴器的外侧安装有进行支撑的铜螺柱;

伺服电机,所述伺服电机的输出端连接有联轴器;

所述框架的顶端连接有便于下料的自动加温料斗,且自动加温料斗与框架之间安装有支撑自动加温料斗的三角固定支座。

优选的,所述框架的内侧连接有便于固定所述皮带的限位块,所述三角固定支座的内部贯穿安装有便于送料的输料管。

优选的,所述框架的内侧通过螺栓固定安装有导轨,所述框架的底部连接有便于放置打印模具的底板。

优选的,还包括:打印部分,所述打印部分分别由挤出装置、加热装置和喷头组成;

其中挤出装置的外侧连接有对材料进行加热的加热装置,且挤出装置的底端连接有便于出料的喷头。

优选的,所述皮带的外侧安装有限位器,且限位器的正下方安装有固定座,并且固定座的内侧连接有防止热量传导的三角洲。

优选的,所述输料管的底端贯穿在便于接料的进料料斗的内部,且输料管顶部的竖截面为漏斗状结构。

优选的,所述轴承的底部连接有便于固定三角洲的固定底座,且固定底座的底部连接有内部为中空结构的挤出装置。

优选的,还包括与所述自动加温料斗连接的自动送料系统,所述自动送料系统包括传送带,位于传送带底部的多个原料斗,所述原料斗底部开口处设置有进料控制器,所述传送带顶端为与所述自动加温料斗(1)连接的送料出口;

所述传送带包括皮带和驱动皮带的进料电机,所述皮带上均匀排列有多个装料卡扣。

优选的:所述皮带外部设置有密闭式加热箱。

优选的:所述传送带下方设置有支撑架。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:该自动送料的大型环保3D打印设备,不仅方便扩大打印范围,使打印体型更大,而且打印速度快,方便调节打印速度,并且打印材料环保;

1.自动加温料斗和底板固定到框架上,打印尺寸可达到1000*1000*1200mm,可满足一般的市场需求,调整整体框架的大小,必要时可以用同样的架构和系统将尺寸提升至2-5倍大,可满足市场所有需求,方便扩大打印范围,打印体型大;

2.所述控制部分采用控制柜控制,控制柜采用三层分割式,且有散热扇,更好的解决散热问题,控制屏幕为10.1英寸,满足操作者的操作感,软件操作上采用Linux(10.04+),Windows(XP/7),OSX(10.6+)操作系统,实现三级调速,使其打印速度快,从而也方便调节打印速度;

3.将环保打印颗粒直接加在自动加温料斗上,通过自动加温料斗预热,通过输料管投入挤出装置,经过加热装置二次加热,最终由喷头喷出,通过自动加温料斗的预热,使加热装置加热更加快速,从而增加打印速度。

附图说明

图1为本发明一种

具体实施方式

的立体结构示意图;

图2为本发明伺服电机一种具体实施方式的立体结构示意图;

图3为本发明一种具体实施方式的俯视结构示意图;

图4为本发明一种具体实施方式的俯视剖切结构示意图;

图5 为本发明所述自动送料系统一种具体实施方式示意图;

图6为本发明将3D打印主机与自动送料装置系统组合的一种具体实施方式示意图;

图7为本发明将3D打印主机与自动送料装置系统组合的一种具体实施方式侧视图;

图中:1、自动加温料斗;2、固定角支座;3、三角固定支座;4、框架;5、限位块;6、输料管;7、导轨;8、打印部分;9、底板;10、步进电机;11、限位器;12、皮带;13、第一固定座;14、三角洲;15、第二固定座;16、进料料斗;17、轴承;18、伺服电机;19、联轴器;20、铜螺柱;21、固定底座;22、挤出装置;23、加热装置;24、喷头;25、送料出口;26、干燥箱;27、装料卡扣;28、皮带;29、原料斗;30、进料电机;31、进料控制器;32、连接件;33、支撑架。

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,所描述的实施例仅仅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做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。

请参阅图1-4,本发明提供一种技术方案:一种自动送料的大型环保3D打印设备,包括:打印部分8、步进电机10、皮带12、轴承17和伺服电机18,自动加温料斗1和底板9固定到框架4上,打印尺寸达到1000*1000*1200mm,可应市场需求,调整整体框架4的大小,必要时,可以提升至2-5倍大,框架4上面有自动加温料斗1,可装填25kg粒料,自动加温料斗1下方设有控制流量的开关,可调节送料速度,打印部分8的进料料斗16与输料管6连接处有断料检测器,可实时监测粒料的情况。

图1所示的具体实施方式中,所述框架包括三个垂直导轨,每一垂直导轨上安装有滑块及驱动滑块上下运动的驱动装置;

所述驱动装置为安装在垂直导轨上方并固定在框架上的步进电机,所述步进电机用于驱动环形皮带转动,所述滑块安装在环形皮带上;

所述环形皮带通过一对位于框架顶部和底部的皮带固定轴转动固定。

所述打印机还包括打印头,所述打印头通过三个并联臂分别与三条竖直导轨上的滑块活动连接。

打印头包括输出轴朝下的送料电机及套在送料电机输出轴上的连轴器,连轴器下方连接有轴承,所述轴承通过多个轴承侧壁上的螺柱与送料电机固定连接。

轴承下方为挤出装置,挤出装置内部设置有与轴承连接的螺杆送料器,螺杆为侧壁具有回旋螺纹的竖杆,挤出装置侧壁设置有进料口,且挤出装置的进料口与输料管道连接。通过轴承转动带动螺杆转动,将原料向下挤出。

挤出装置下方为作为加热装置的加热管道,打印颗粒物在加热管道内被加热为熔融状态后,进入加热管道下方的喷头进行打印作业。

所述限位器11的一个具体实施方式为:在环形皮带上端的皮带固定轴上安装有限位片,金属限位片上安装有红外传感器或电容传感器,如果被滑块撞击,红外传感器可以通过红外反射信号判断有物体贴近限位片,从而控制步进电机将转动皮带将滑块反向下拉,电容传感器在金属滑块与金属限位片接触时,金属限位片的电容发生变化,判断滑块已接触限位片,控制步进电机将转动皮带将滑块反向下拉;从而避免滑块到达皮带顶部造成脱落。

如图2所述,打印部分8采用螺杆送料颗粒效应器,可直接打印颗粒状的粒料,打印效率可以提高800%,打印速度显著提升;

所述打印部分8分别由挤出装置22、加热装置23和喷头24组成;

其中挤出装置22的外侧连接有对材料进行加热的加热装置23,且挤出装置22的底端连接有便于出料的喷头24。

挤出装置用于将螺杆送料颗粒效应器送出的打印用粒料向下挤出,并在加热装置中加热至熔化后,通过喷头24喷出,挤出装置和喷头都有利于对喷出的粒料加速使其能喷出喷头,遇冷后凝固实现打印功能。加热装置可以是一个由加热器包裹的耐高温金属腔体。

图2所示的具体实施方式中,加热装置采用两段由加热器包裹的耐高温金属腔体,一段在挤出装置下方,一段在喷头上方,中间为延伸段,这种方式通过第一段预加热至粒料熔融温度后,再送入第二段加热,相对单段加热方式,可以避免新加入粒料由于加热不均匀还未熔化,固体颗粒物进入喷头堵塞喷嘴的现象。打印部分8加热采用两段加热式,使材料更好更快的熔融出丝,提高打印的精度。

打印部分8可采用铜螺柱20固定,防止传热并提高稳定性,下方增加轴承17,让连接处减小摩擦,三角洲14的部分,采用碳纤维杆和鱼眼轴承构成,三角洲14采用铜柱固定,且与框架4连接部分采用高精度导轨7,提高打印时的的稳定性。

一个具体实施方式中,底板9采用硅晶玻璃材质,具有更高的强度,更好的耐高温性能和更高的稳定性,硅晶玻璃的底板9能承受400摄氏度的高温,比一般的普通钢化玻璃具有更加的抗冲击力,相比更加的安全。一般的3D打印耗材需要制备成卷状线材来使用,本设备所述打印材料采用环保复合颗粒材料,无需材料二次加工,更经济环保;

如图1中本设备更适合针对木塑环保复合材料,如由秸秆、酒糟、稻壳等回收再生植物纤维所制备的材料,打印制品外观及质感均与木材相仿,适合打印大型仿木家具,在控制系统中,可输入植物纤维在基材中的含量,调整挤出装置22,通过调整螺杆挤出速度,达到更适合、更精准的进料、挤出与打印的速度,操作时,只需将建立好的三维模型发送到切片软件中,进行参数设置,设置好后,将打印文件导入到系统中即可,机器可自动识别,操作人员只需确定开始即可打印。

如图5至7所示的具体实施方式中,还包括与所述自动加温料斗连接的自动送料系统,所述自动送料系统包括传送带,位于传送带底部的多个原料斗29,所述原料斗底部开口处设置有进料控制器31,所述传送带顶端为与所述自动加温料斗1连接的送料出口25;

所述传送带包括皮带28和驱动皮带的进料电机30,所述皮带28上均匀排列有多个装料卡扣27。

其中,原料斗可以根据原料种类和产品要求设置数量,例如设置两个或三个原料斗时,自动送料系统可以实现双料 或三料斗进料,并可以通过进料控制器对原料斗的送料时间和送料速度进行控制,实现精准送料。也可同时按一定比例输送两或三种材料,实现双色或三色花打印,实现花色产品。也可以分段进料,实现一成品,不同部位有不同的颜色或以渐层渐变的色泽呈现。

传送带上可以设置密闭式的干燥箱26,将皮带28全部包裹在内,通过电热丝缠绕在干燥箱上对皮带上的原料进行干燥,可以提供粒料预热,减少粒料中的水分,更适合用于酒糟、秸秆、豆渣、咖啡渣、热塑性淀粉、生物基材料、聚乙烯醇等易吸水环保复合材料。传送带下方可设置支撑架33支撑传送带。

一个具体实施方式中,每个原料斗可以储存50kg的粒料,以供应大型打印机连续工作;所述的自动送料系统也可以实现无料检测,通过在自动加温料斗中安装红外传感器或重力传感器,检测自动加温料斗中是否具有物料或重量轻重判断,自动向打印机的自动加温料斗中加料。

自动送料装置的皮带28上设置有多个装料卡扣27,一般采用金属材料,根据自动送料的大型环保3D打印设备的打印用量,实现定量加料;防止资源浪费。

整套装置的占用面积小,与自动送料的大型环保3D打印设备组合使用,操作简单,只需人工向料斗里面加料,可实现自动送料操作;

与现有技术相比,本发明的有益效果是:该自动送料的大型环保3D打印设备,不仅方便扩大打印范围,使打印体型更大,而且打印速度快,方便调节打印速度,并且打印材料环保;

1.自动加温料斗和底板固定到框架上,打印尺寸可达到1000*1000*1200mm,可满足一般的市场需求。调整整体框架的大小,必要时可以提升至2-5倍,可满足市场所有需求,方便扩大打印范围,打印体型大;

2.所述控制部分采用控制柜控制,控制柜采用三层分割式,且有散热扇,更好的解决散热问题,控制屏幕为10.1英寸,满足操作者的操作感,软件操作上采用Linux(10.04+),Windows(XP/7),OSX(10.6+)操作系统,实现三级调速,使其打印速度快,从而也方便调节打印速度;

3.将环保打印颗粒直接加到自动加温料斗上,通过自动加温料斗预热,经过输料管投入挤出装置,再由加热装置二次加热,最终由喷头喷出,通过自动加温料斗的预热,使加热装置加热更加快速,从而增加打印速度。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买,异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行定制,各个零件的具体连接方式均采用现有技术中的常规手段,如:螺栓、铆钉、焊接等;机械、零件和设备均采用现有技术中,常规的型号;此外,电路连接采用现有技术中常规的连接方式,在此不再详述。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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