3d打印机用耗材预处理机构
阅读说明：本技术 3d打印机用耗材预处理机构 (Consumable pretreatment mechanism for 3D printer ) 是由 丁孙莹 赖传榜 于 2020-12-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了3D打印机用耗材预处理机构,包括3D打印机壳、第一凹槽、第二凹槽、弹簧、横向调节机构、3D打印头、送料筒、步进电机、进料斗和伺服电机；3D打印机壳：侧面底部固定有连接耳,连接耳的内侧上下滑动连接有活杆,所述活杆的顶端固定有限位块,活杆的底端固定有脚垫,所述连接耳上开设有限位槽；该3D打印机用耗材预处理机构,采用螺旋给料方式,避免了活塞式加压方式不能够持续给料的弊端,提高了生产的效率,其仅对加热筒内的料体进行加热,而不是对整个储料进行加热,避免了熔融料体使用不完造成浪费的情况,节约了原料,同时,由于其不必对整个储料进行加热,所以可以减少加热做功,节约了能耗。(The invention discloses a consumable pretreatment mechanism for a 3D printer, which comprises a 3D printer shell, a first groove, a second groove, a spring, a transverse adjusting mechanism, a 3D printing head, a feeding barrel, a stepping motor, a feeding hopper and a servo motor, wherein the feeding barrel is arranged in the shell; 3D prints the casing: the bottom of the side surface is fixed with a connecting lug, the inner side of the connecting lug is connected with a movable rod in a vertical sliding manner, the top end of the movable rod is fixed with a limiting block, the bottom end of the movable rod is fixed with a foot pad, and the connecting lug is provided with a limiting groove; this 3D is consumptive material preliminary treatment mechanism for printer, adopt the spiral feed mode, avoided the drawback that piston pressurization mode can not last the feed, improved the efficiency of production, it only heats the material body in the cartridge heater, rather than heating whole storage, avoided the incomplete extravagant condition that causes of fused material body use, the raw materials have been practiced thrift, simultaneously, because it needn't heat whole storage, so can reduce the heating work, the energy consumption has been practiced thrift.)
技术领域
本发明涉及3D打印装置技术领域，具体为3D打印机用耗材预处理机构。
背景技术
三维打印，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；
现有技术中：授权公布号CN 206633422 U的专利公开了一种3D打印机用耗材预处理装置，包括3D打印机外壳和热熔坩埚，所述3D打印机外壳一侧设有进料口，所述进料口处安装有上下滑门，所述3D打印机外壳内部另一侧固定安装有热熔坩埚，所述熔坩埚外侧设有隔热层，所述热熔坩埚开口处正上方设有活塞，所述活塞顶部固定连接于电动伸缩杆的底端，所述电动伸缩杆的顶端固定于安装在固定底座上的压力传感器上，所述固定底座固定安装于3D打印机外壳内顶部，所述3D打印机外壳一侧的底部设有PLC控制器，其在需要加料时需要活塞从热熔坩埚内伸出，然后再进行加料，此时，则不能够进行打印工作，其不具备连续加料的能力，另外其是对整个热熔坩埚内的料体进行加热的，如果热熔坩埚内的料体没有使用完成，此时3D打印机停止工作，热熔坩埚内的料体在冷却后就会结块，无法正常使用，导致了原料的浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供3D打印机用耗材预处理机构，采用螺旋给料方式，避免了活塞式加压方式不能够持续给料的弊端，提高了生产的效率，其仅对加热筒内的料体进行加热，而不是对整个储料进行加热，避免了熔融料体使用不完造成浪费的情况，节约了原料，同时，由于其不必对整个储料进行加热，所以可以减少加热做功，节约了能耗，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：3D打印机用耗材预处理机构，包括3D打印机壳、第一凹槽、第二凹槽、弹簧、横向调节机构、3D打印头、送料筒、步进电机、进料斗和伺服电机；
3D打印机壳：侧面底部固定有连接耳，连接耳的内侧上下滑动连接有活杆，所述活杆的顶端固定有限位块，活杆的底端固定有脚垫，所述连接耳上开设有限位槽，限位块与限位槽上下对应设置；
第一凹槽：开设在连接耳的底部且与活杆同轴线设置；
第二凹槽：开设在脚垫的顶部且与活杆同轴线设置；
弹簧：套接在活杆上，所述弹簧的一端伸入到第一凹槽内部，弹簧的另一端伸入到第二凹槽内部；
横向调节机构：安装在3D打印机壳的内部侧面，所述横向调节机构的调节部位上安装有纵向调节机构；
3D打印头：装配在纵向调节机构的调节部位上，所述3D打印头的顶部连通固定有加热筒，加热筒的内侧均匀固定有导热翅片，所述加热筒的外侧安装有电磁加热器；
送料筒：固定在3D打印机壳的顶部且通过送料管与加热筒连通，所述送料筒的内侧转动连接有中轴，中轴的侧面固定有螺旋叶片；
步进电机：安装在3D打印机壳的侧面，所述步进电机的输出轴通过第一传动机构与中轴的端部传动连接；
进料斗：连通固定在送料筒上，所述进料斗的进料口位置安装有驱动机构，驱动机构的活动部位上固定有盖板，且盖板通过滑动机构与进料斗滑动连接；
伺服电机：安装在进料斗的侧面，所述伺服电机的输出轴通过第二传动机构与驱动机构的转动端部传动连接；
其中，还包括电动玻璃门，所述电动玻璃门安装在3D打印机壳的前侧，所述电动玻璃门、伺服电机、步进电机和电磁加热器的输入端电连接外部控制器的输出端。
进一步的，所述横向调节机构包括第一直线电机和第一导轨，第一导轨固定在3D打印机壳的内部侧面，所述第一直线电机装配在第一导轨上，第一直线电机的输入端电连接外部控制器的输出端，第一直线电机沿着第一导轨上做直线运动，从而对3D打印头的横向工作位置进行调节，其调节能力强，提高了打印的能力。
进一步的，所述纵向调节机构包括第二导轨和第二直线电机，第二导轨的端部与第一直线电机固定连接，所述第二直线电机装配在第二导轨上，3D打印头装配在第二直线电机的侧面，所述第二直线电机的输入端电连接外部控制器的输出端，第二直线电机沿着第二导轨做直线运动，从而对3D打印头的纵向工作位置进行调节，其调节能力强，提高了打印的能力。
进一步的，所述第一传动机构包括主动轮、皮带和从动轮，主动轮固定在步进电机的输出轴上，所述从动轮固定在中轴的外端部，从动轮通过皮带与主动轮传动连接，步进电机的输出轴带动主动轮转动，主动轮通过皮带与从动轮转动，从动轮带动中轴转对，通过传动可以对步进电机进行低位安装，从而便于对其进行维护。
进一步的，所述主动轮和从动轮均为V带轮，皮带为V型带，保证了传动的稳定性。
进一步的，所述驱动机构包括丝杆和传动螺母，丝杆有两组，两组丝杆前后对称转动安装在进料斗的侧面，所述传动螺母与丝杆螺纹连接，盖板的一端与传动螺母固定连接，丝杆与传动螺母螺纹传动，传动螺母带动盖板沿着丝杆移动，从而露出进料斗的进料口，其盖板打开方便，便于进行加料工作。
进一步的，所述第二传动机构包括主动齿轮、链条和从动齿轮，主动齿轮固定在伺服电机的输出轴上，所述从动齿轮固定在丝杆的端部，从动齿轮通过链条与主动齿轮传动连接，伺服电机的输出轴带动主动齿轮转动，主动齿轮通过链条与从动齿轮传动，从动齿轮带动丝杆转动，通过传动保证了两组丝杆转动的同步性。
进一步的，所述滑动机构包括滑槽和滑轨，滑槽开设在进料斗上，所述滑轨固定在盖板的底部，滑轨滑动连接在滑槽的内侧，盖板在移动过程中带动滑轨沿着滑槽滑动，保证了盖板开合的稳定性。
进一步的，还包括电机减震垫，所述电机减震垫有两组，两组电机减震垫对应粘贴在步进电机与3D打印机壳的连接处以及伺服电机与进料斗的连接处，电机减震垫通过弹性变形从而对步进电机和伺服电机产生的机械震动进行减弱，从而减弱步进电机和伺服电机的工作噪音。
进一步的，还包括观察窗，所述观察窗安装在送料筒的侧面，通过观察窗对送料筒内部料体的输送情况进行观察，保证了设计的合理性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本3D打印机用耗材预处理机构，具有以下好处：
1、通过进料斗向送料筒内加料，步进电机的输出轴带动主动轮转动，主动轮通过皮带与从动轮转动，从动轮带动中轴转对，中轴带动螺旋叶片转动从而对料体进行输送，其采用螺旋给料方式，避免了活塞式加压方式不能够持续给料的弊端，提高了生产的效率。
2、通过进料斗向送料筒内加料，料体通过送料管进入到加热筒内，通过电磁加热器对加热筒内的料体进行加热，导热翅片用于提高加热筒与料体之间的热交换效率，其采用电磁加热方式，相对于电阻加热方式，安全高效，同时，其仅对加热筒内的料体进行加热，而不是对整个储料进行加热，避免了熔融料体使用不完造成浪费的情况，节约了原料，同时，由于其不必对整个储料进行加热，所以可以减少加热做功，节约了能耗。
3、第一直线电机沿着第一导轨上做直线运动，从而对3D打印头的横向工作位置进行调节，第二直线电机沿着第二导轨做直线运动，从而对3D打印头的纵向工作位置进行调节，其调节能力强，提高了打印的能力。
4、伺服电机的输出轴带动主动齿轮转动，主动齿轮通过链条与从动齿轮传动，从动齿轮带动丝杆转动，丝杆与传动螺母螺纹传动，传动螺母带动盖板沿着丝杆移动，从而露出进料斗的进料口，盖板在移动过程中带动滑轨沿着滑槽滑动，其盖板打开方便，便于进行加料工作。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明结构第一剖面图；
图3为本发明A处结构放大图；
图4为本发明结构第二剖面图。
图中：13D打印机壳、2电机减震垫、3步进电机、4第一传动机构、41主动轮、42皮带、43从动轮、5第二传动机构、51主动齿轮、52链条、53从动齿轮、6横向调节机构、61第一直线电机、62第一导轨、7纵向调节机构、71第二导轨、72第二直线电机、8滑动机构、81滑槽、82滑轨、9驱动机构、91丝杆、92传动螺母、10盖板、11进料斗、12送料筒、13伺服电机、14观察窗、15电动玻璃门、16中轴、17螺旋叶片、18送料管、193D打印头、20电磁加热器、21加热筒、22导热翅片、23第一凹槽、24第二凹槽、25脚垫、26弹簧、27活杆、28限位块、29限位槽、30连接耳。
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：3D打印机用耗材预处理机构，包括3D打印机壳1、第一凹槽23、第二凹槽24、弹簧26、横向调节机构6、3D打印头19、送料筒12、步进电机3、进料斗11和伺服电机13；
3D打印机壳1：侧面底部固定有连接耳30，连接耳30的内侧上下滑动连接有活杆27，活杆27的顶端固定有限位块28，活杆27的底端固定有脚垫25，连接耳30上开设有限位槽29，限位块28与限位槽29上下对应设置；
第一凹槽23：开设在连接耳30的底部且与活杆27同轴线设置；
第二凹槽24：开设在脚垫25的顶部且与活杆27同轴线设置；
弹簧26：套接在活杆27上，弹簧26的一端伸入到第一凹槽23内部，弹簧26的另一端伸入到第二凹槽24内部；
3D打印机壳1受到的不良震动传递到连接耳30上，连接耳30迫使弹簧26发生弹性形变，此时，活杆27与连接耳30发生相对滑动，限位块28从限位槽29内脱出，通过弹簧26的弹性形变对震动能量进行减弱，避免不良震动对打印工作产生的不良影响，保证了打印工作的正常运行；
第一凹槽23和第二凹槽24用于避免弹簧26发生侧向偏移，保证了弹簧26的使用寿命；
横向调节机构6：安装在3D打印机壳1的内部侧面，横向调节机构6的调节部位上安装有纵向调节机构7；
3D打印头19：装配在纵向调节机构7的调节部位上，3D打印头19的顶部连通固定有加热筒21，加热筒21的内侧均匀固定有导热翅片22，加热筒21的外侧安装有电磁加热器20；
送料筒12：固定在3D打印机壳1的顶部且通过送料管18与加热筒21连通，送料筒12的内侧转动连接有中轴16，中轴16的侧面固定有螺旋叶片17；
中轴16带动螺旋叶片17转动从而对料体进行输送，其采用螺旋给料方式，避免了活塞式加压方式不能够持续给料的弊端，提高了生产的效率；
步进电机3：安装在3D打印机壳1的侧面，步进电机3的输出轴通过第一传动机构4与中轴16的端部传动连接；
进料斗11：连通固定在送料筒12上，进料斗11的进料口位置安装有驱动机构9，驱动机构9的活动部位上固定有盖板10，且盖板10通过滑动机构8与进料斗11滑动连接；
通过进料斗11向送料筒12内加料，料体通过送料管18进入到加热筒21内，通过电磁加热器20对加热筒21内的料体进行加热，导热翅片22用于提高加热筒21与料体之间的热交换效率，其采用电磁加热方式，相对于电阻加热方式，安全高效，同时，其仅对加热筒21内的料体进行加热，而不是对整个储料进行加热，避免了熔融料体使用不完造成浪费的情况，节约了原料，同时，由于其不必对整个储料进行加热，所以可以减少加热做功，节约了能耗；
伺服电机13：安装在进料斗11的侧面，伺服电机13的输出轴通过第二传动机构5与驱动机构9的转动端部传动连接；
其中，还包括电动玻璃门15，电动玻璃门15安装在3D打印机壳1的前侧，电动玻璃门15、伺服电机13、步进电机3和电磁加热器20的输入端电连接外部控制器的输出端。
打印完成后，打开电动玻璃门15，即可对打印产品取出。
横向调节机构6包括第一直线电机61和第一导轨62，第一导轨62固定在3D打印机壳1的内部侧面，第一直线电机61装配在第一导轨62上，第一直线电机61的输入端电连接外部控制器的输出端，第一直线电机61沿着第一导轨62上做直线运动，从而对3D打印头19的横向工作位置进行调节，其调节能力强，提高了打印的能力。
纵向调节机构7包括第二导轨71和第二直线电机72，第二导轨71的端部与第一直线电机61固定连接，第二直线电机72装配在第二导轨71上，3D打印头19装配在第二直线电机72的侧面，第二直线电机72的输入端电连接外部控制器的输出端，第二直线电机72沿着第二导轨71做直线运动，从而对3D打印头19的纵向工作位置进行调节，其调节能力强，提高了打印的能力。
第一传动机构4包括主动轮41、皮带42和从动轮43，主动轮41固定在步进电机3的输出轴上，从动轮43固定在中轴16的外端部，从动轮43通过皮带42与主动轮41传动连接，步进电机3的输出轴带动主动轮41转动，主动轮41通过皮带42与从动轮43转动，从动轮43带动中轴16转对，通过传动可以对步进电机3进行低位安装，从而便于对其进行维护。
主动轮41和从动轮43均为V带轮，皮带42为V型带，保证了传动的稳定性。
驱动机构9包括丝杆91和传动螺母92，丝杆91有两组，两组丝杆91前后对称转动安装在进料斗11的侧面，传动螺母92与丝杆91螺纹连接，盖板10的一端与传动螺母92固定连接，丝杆91与传动螺母92螺纹传动，传动螺母92带动盖板10沿着丝杆91移动，从而露出进料斗11的进料口，其盖板10打开方便，便于进行加料工作。
第二传动机构5包括主动齿轮51、链条52和从动齿轮53，主动齿轮51固定在伺服电机13的输出轴上，从动齿轮53固定在丝杆91的端部，从动齿轮53通过链条52与主动齿轮51传动连接，伺服电机13的输出轴带动主动齿轮51转动，主动齿轮51通过链条52与从动齿轮53传动，从动齿轮53带动丝杆91转动，通过传动保证了两组丝杆91转动的同步性。
滑动机构8包括滑槽81和滑轨82，滑槽81开设在进料斗11上，滑轨82固定在盖板10的底部，滑轨82滑动连接在滑槽81的内侧，盖板10在移动过程中带动滑轨82沿着滑槽81滑动，保证了盖板10开合的稳定性。
进一步的，还包括电机减震垫2，电机减震垫2有两组，两组电机减震垫2对应粘贴在步进电机3与3D打印机壳1的连接处以及伺服电机13与进料斗11的连接处，电机减震垫2通过弹性变形从而对步进电机3和伺服电机13产生的机械震动进行减弱，从而减弱步进电机3和伺服电机13的工作噪音。
进一步的，还包括观察窗14，观察窗14安装在送料筒12的侧面，通过观察窗14对送料筒12内部料体的输送情况进行观察，保证了设计的合理性。
在使用时：3D打印机壳1受到的不良震动传递到连接耳30上，连接耳30迫使弹簧26发生弹性形变，此时，活杆27与连接耳30发生相对滑动，限位块28从限位槽29内脱出，通过弹簧26的弹性形变对震动能量进行减弱。
伺服电机13的输出轴带动主动齿轮51转动，主动齿轮51通过链条52与从动齿轮53传动，从动齿轮53带动丝杆91转动，丝杆91与传动螺母92螺纹传动，传动螺母92带动盖板10沿着丝杆91移动，从而露出进料斗11的进料口，盖板10在移动过程中带动滑轨82沿着滑槽81滑动。
通过进料斗11向送料筒12内加料，步进电机3的输出轴带动主动轮41转动，主动轮41通过皮带42与从动轮43转动，从动轮43带动中轴16转对，中轴16带动螺旋叶片17转动从而对料体进行输送，料体通过送料管18进入到加热筒21内，通过电磁加热器20对加热筒21内的料体进行加热，导热翅片22用于提高加热筒21与料体之间的热交换效率。
加热完成后，料体通过3D打印头19喷出。
打印完成后，打开电动玻璃门15，即可对打印产品取出。
第一直线电机61沿着第一导轨62上做直线运动，从而对3D打印头19的横向工作位置进行调节，第二直线电机72沿着第二导轨71做直线运动，从而对3D打印头19的纵向工作位置进行调节。
电机减震垫2通过弹性变形从而对步进电机3和伺服电机13产生的机械震动进行减弱。
通过观察窗14对送料筒12内部料体的输送情况进行观察。
值得注意的是：第一直线电机61、第二直线电机72、电动玻璃门15、伺服电机13、步进电机3和电磁加热器20均根据实际应用场景进行选型配置，送料管18和3D打印头19选用授权公布号CN206633422U专利中的送料管和3D打印头。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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