专利类型 | 发明授权 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 申请权转移; 授权; |
专利有效性 | 有效专利 | 当前状态 | 授权 |
申请号 | CN202411336257.4 | 申请日 | 2024-09-24 |
公开(公告)号 | CN119058090B | 公开(公告)日 | 2025-04-15 |
申请人 | 北京中康增材科技有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
发明人 | 王冉; 陈乃坤; 韩宁宁; | 第一发明人 | 王冉 |
权利人 | 北京中康增材科技有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
当前权利人 | 北京中康增材科技有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
省份 | 当前专利权人所在省份:北京市 | 城市 | 当前专利权人所在城市:北京市延庆区 |
具体地址 | 当前专利权人所在详细地址:北京市延庆区中关村延庆园风谷四路8号院27号楼2206 | 邮编 | 当前专利权人邮编:102100 |
主IPC国际分类 | B29C64/209 | 所有IPC国际分类 | B29C64/209 ; B29C64/314 ; B29C64/295 ; B29C64/321 ; B29C64/30 ; B29C35/16 ; B33Y30/00 ; B33Y40/00 |
专利引用数量 | 2 | 专利被引用数量 | 0 |
专利权利要求数量 | 8 | 专利文献类型 | B |
专利代理机构 | 苏州市知腾专利代理事务所 | 专利代理人 | 李建; |
摘要 | 本 发明 涉及3D打印设备技术领域,尤其涉及一种具有自动脱模功能的3D打印设备。包括有 工作台 ,所述工作台的上侧固接有镜像分布的滑轨,镜像分布的所述滑轨的上侧共同滑动连接有倒U形架,所述倒U形架滑动连接有第一滑动架,所述第一滑动架滑动连接有滑动件,所述滑动件的下侧固接有喉管,所述喉管的下侧设置有加热件,所述加热件的下侧固接且连通有储料壳,所述储料壳设置有导料通道,所述储料壳的一侧固接且连通有抽气管,所述储料壳的下侧固接有喷头,所述滑动件、所述喉管和所述加热件均与耗材配合。本发明对喷出之前的耗材进行预处理,将耗材中的气泡以 负压 抽取 的方式去除,避免耗材在被喷出时,耗材内的气泡影响到模型的外观。 | ||
权利要求 | 1.一种具有自动脱模功能的3D打印设备,其特征在于:包括有工作台(10),所述工作台(10)的上侧固接有镜像分布的滑轨(11),镜像分布的所述滑轨(11)的上侧共同滑动连接有倒U形架(12),所述倒U形架(12)滑动连接有第一滑动架(14),所述第一滑动架(14)滑动连接有滑动件(15),所述滑动件(15)的下侧固接有喉管(16),所述喉管(16)的下侧设置有加热件(17),所述加热件(17)的下侧固接且连通有储料壳(18),所述储料壳(18)内的下侧设置有与其连通的导料通道(181),所述储料壳(18)的一侧固接且连通有抽气管(182),所述储料壳(18)的下侧固接有喷头(19),所述滑动件(15)、所述喉管(16)和所述加热件(17)均与耗材(1)配合,所述工作台(10)上设置有用于对模型进行处理的脱模组件; |
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说明书全文 | 一种具有自动脱模功能的3D打印设备技术领域[0001] 本发明涉及3D打印设备技术领域,尤其涉及一种具有自动脱模功能的3D打印设备。 背景技术[0002] 3D打印,全称为三维打印,是一种以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,这一过程又称增材制造,与传统的减材制造(如切割、雕刻)相反,3D打印通过叠加材料层来创建实体物品。 [0003] 3D打印设备的具体工作原理为:将固体耗材经过高温加热,使固体耗材熔融并通过喷头将熔融后的耗材挤出,使耗材被挤至符合工作所需的形状,并进行逐层堆叠,直至制造出需要的模型,但一些特殊材质的耗材,比如:聚乳酸材质,它在开放环境下存放过久时,容易吸收空气中的水分,吸收的水分在加热过程中会转化为蒸汽,而形成气泡,当含有气泡的耗材被挤出时,会导致打印层中形成孔洞或凹陷,影响模型表面光滑度和结构强度,使得模型外观不佳,甚至功能受限。 发明内容[0004] 为解决现有3D打印设备中使用的耗材因存放时间过久而导致耗材吸收周围环境中的水分,吸收的水分在加热的过程中会转换为蒸汽,而后形成气泡,含有气泡的耗材被挤出后导致模型外观不佳,甚至功能受限的问题,本发明提供了一种具有自动脱模功能的3D打印设备。 [0005] 本发明的技术方案为:一种具有自动脱模功能的3D打印设备,包括有工作台,所述工作台的上侧固接有镜像分布的滑轨,镜像分布的所述滑轨的上侧共同滑动连接有倒U形架,所述倒U形架滑动连接有第一滑动架,所述第一滑动架滑动连接有滑动件,所述滑动件的下侧固接有喉管,所述喉管的下侧设置有加热件,所述加热件的下侧固接且连通有储料壳,所述储料壳内的下侧设置有与其连通的导料通道,所述储料壳的一侧固接且连通有抽气管,所述储料壳的下侧固接有喷头,所述滑动件、所述喉管和所述加热件均与耗材配合,所述工作台上设置有用于对模型进行处理的脱模组件。 [0007] 进一步的,所述储料壳内的上侧转动连接有封堵件,所述封堵件用于对所述抽气管和所述储料壳的连通位置进行封堵,所述封堵件固接有环形阵列分布的连接杆,环形阵列分布所述连接杆的相向侧共同固接有与所述储料壳转动配合的旋转件,所述旋转件由相互固接的转筒和螺旋叶片组成,所述导料通道为圆台形,所述旋转件上的螺旋叶片位于所述导料通道内且与所述储料壳贴合,所述加热件的下侧固接有第一固定壳和第二固定壳。 [0008] 进一步的,所述加热件的一侧固接有L形架,所述L形架设置有电机,所述电机的输出轴穿过所述储料壳和所述第二固定壳并与二者转动配合,所述第一固定壳的外侧转动连接有与环形阵列分布所述连接杆上侧均固接的第一齿轮,所述电机的输出轴键连接有与所述第一齿轮啮合的第二齿轮。 [0009] 进一步的,所述储料壳内滑动连接有滑动壳,所述滑动壳的下侧设置有环形阵列分布的进料口,所述储料壳与所述滑动壳上环形阵列分布的进料口均封堵配合,所述滑动壳与所述储料壳之间固接有拉簧,所述滑动壳的内侧固接有固定块,所述旋转件的上侧固接有与所述固定块挤压配合的第二挤压块。 [0010] 进一步的,所述旋转件内设置有与所述储料壳连通的导气通道,所述旋转件内设置有位于所述导气通道内的泄压阀,所述旋转件设置有若干个L形导气腔,若干个所述L形导气腔的相向侧均与所述导气通道连通,若干个所述L形导气腔的下侧均朝向于所述导料通道的下侧。 [0011] 进一步的,所述储料壳靠近所述抽气管的一侧固接有盛气壳,所述盛气壳与所述抽气管固接且连通,所述盛气壳内滑动连接有挤压板,所述挤压板与所述盛气壳之间固接有弹簧,所述盛气壳的下侧设置有连通孔。 [0012] 进一步的,还包括有风扇,所述风扇固接于所述加热件靠近所述抽气管的一侧,所述加热件固接有导气件,所述导气件背向所述风扇的一侧固接且连通有导气管,所述导气管的中部与所述储料壳内连通,所述封堵件用于对所述导气管和所述储料壳的连通位置进行遮挡。 [0013] 进一步的,所述喉管设置为波纹状,所述喉管的外侧固接有盛液壳,所述盛液壳内储存有水,所述盛液壳内固接有直线阵列且均与所述喉管固接的固定环,所述固定环设置有若干组环形阵列分布的通孔。 [0014] 进一步的,所述盛液壳的截面为“丰”字形,且“丰”字形的外侧向上倾斜。 [0016] 当完成对模型的打印后,通过第一挤压块与模型的接触,实现对模型的自动脱模,去除熔融状态耗材中气泡的过程中; [0017] 在打印模型的过程中,通过抽气管抽取储料壳内的气体,使储料壳内呈现负压环境,以此使熔融状态耗材中的气泡向上浮动至其上表面时,融状态耗材中的气泡破裂而后释放于储料壳内,在抽气管抽气的作用下,对上述提出的气体进行抽取,以此完成对熔融状态耗材中气泡的去除,封堵件遮挡抽气管与储料壳的连通位置后,抽气管内的压力在外置抽气设备的作用下逐渐降低,使挤压板克服相邻弹簧提供的支撑力以此向上移动,并使抽气管内的环境保持稳定; [0019] 图1为本发明的立体结构正视图; [0020] 图2为本发明的立体结构后视图; [0021] 图3为本发明第一滑动架的立体结构正视图; [0022] 图4为本发明加热件的立体结构后视图; [0023] 图5为本发明储料壳的立体结构剖视图; [0024] 图6为本发明抽气管的立体结构剖视图; [0025] 图7为本发明盛气壳的立体结构剖视图; [0026] 图8为本发明封堵件的立体结构剖视图; [0027] 图9为本发明盛液壳的立体结构剖视图。 [0028] 附图标记如下:10、工作台,11、滑轨,12、倒U形架,14、第一滑动架,15、滑动件,16、喉管,17、加热件,18、储料壳,181、导料通道,182、抽气管,19、喷头,1、耗材,20、第二滑动架,21、第一挤压块,30、封堵件,31、连接杆,32、旋转件,33、第一固定壳,34、第二固定壳,40、L形架,41、电机,42、第一齿轮,43、第二齿轮,50、滑动壳,51、固定块,52、第二挤压块, 60、导气通道,61、L形导气腔,70、盛气壳,71、挤压板,80、风扇,81、导气件,82、导气管,90、盛液壳,91、固定环。 具体实施方式[0029] 首先要指出,在不同描述的实施方式中,相同部件设有相同的附图标记或者说相同的构件名称,其中,在整个说明书中包含的公开内容能够按意义转用到具有相同的附图标记或者说相同的构件名称的相同部件上。在说明书中所选择的位置说明、例如上、下、侧向等等也参考直接描述的以及示出的附图并且在位置改变时按意义转用到新的位置上。 [0030] 为解决现有3D打印设备中使用的耗材因存放时间过久而导致耗材吸收周围环境中的水分,吸收的水分在加热的过程中会转换为蒸汽,而后形成气泡,含有气泡的耗材被挤出后导致模型外观不佳,甚至功能受限的问题,本发明对喷出之前的耗材进行预处理,将耗材中的气泡以负压抽取的方式去除,避免耗材在被喷出时,耗材内的气泡影响到模型的外观。 [0031] 实施例1:一种具有自动脱模功能的3D打印设备,如图1‑图6所示,包括有工作台10,工作台10的上侧固接有左右镜像分布的两个滑轨11,左右镜像分布的两个滑轨11的上侧共同限位滑动连接有倒U形架12,倒U形架12限位滑动连接有第一滑动架14,第一滑动架 14限位滑动连接有滑动件15,滑动件15的下侧固接有喉管16(也称热敏电阻管),喉管16的下侧设置有加热件17,加热件17用于加热耗材1,喉管16用于输送耗材1,加热件17的下侧固接且连通有储料壳18,储料壳18内的下侧设置有与其连通的导料通道181,储料壳18的左侧固接且连通有抽气管182,储料壳18的下侧固接有喷头19,喷头19用于输送熔融后的耗材1,滑动件15、喉管16和加热件17均与耗材1配合,通过抽气管182抽取储料壳18内的气体,储料壳18内呈现负压环境,在储料壳18内负压环境的作用下,使熔融状态耗材1中的气泡暴露于其上表面时,熔融状态耗材1中的气泡破裂而后释放于储料壳18内,在抽气管182抽气的作用下,对上述提出的气体进行抽取,以此完成对熔融状态耗材1中气泡的去除,工作台10上设置有用于对模型进行处理的脱模组件。 [0032] 如图1和图2所示,脱模组件包括有第二滑动架20,第二滑动架20滑动连接于左右镜像分布的两个滑轨11之间,第二滑动架20的前侧固接有第一挤压块21,第一挤压块21与工作台10的上侧面滑动配合,第一挤压块21的前侧设置有倾斜面,第一挤压块21向前移动时,通过第一挤压块21上倾斜面对工作台10上侧模型进行剔除,以此实现模型的自动脱模。 [0033] 如图5‑图8所示,储料壳18内的上侧限位转动连接有封堵件30,封堵件30由相互固接的弧形挡板和圆环组成,封堵件30用于对抽气管182和储料壳18的连通位置进行封堵,封堵件30封堵抽气管182和储料壳18的连通位置时,抽气管182不再抽取储料壳18内的气体,封堵件30的下侧固接有环形阵列分布的两个连接杆31,环形阵列分布的两个连接杆31的相向侧共同固接有旋转件32,旋转件32与储料壳18转动配合,旋转件32由相互固接的转筒和螺旋叶片组成,导料通道181为圆台形,且圆台形上侧的直径大于下侧的直径,旋转件32上的螺旋叶片位于导料通道181内且与储料壳18贴合,旋转件32上的螺旋叶片与导料通道181贴合,加热件17的下侧固接有第一固定壳33和第二固定壳34,第一固定壳33的直径小于第二固定壳34的直径,第一固定壳33位于第二固定壳34内,在旋转件32上螺旋叶片转动和导料通道181呈圆台形的作用下,使熔融状态的耗材1迅速由导料通道181的上侧流动至导料通道181的下侧。 [0034] 如图4和图6‑图8所示,加热件17的后侧固接有L形架40,L形架40设置有电机41,电机41的输出轴穿过储料壳18和第二固定壳34并与二者密封转动配合,第一固定壳33的外侧限位转动连接有与环形阵列分布两个连接杆31的上侧均固接的第一齿轮42,电机41的输出轴键连接有与第一齿轮42啮合的第二齿轮43,第一齿轮42和第二齿轮43均为锥齿轮,通过第二齿轮43与第一齿轮42的啮合,使环形阵列分布的两个连接杆31能够带动封堵件30进行转动。 [0035] 如图6和图7所示,储料壳18内限位密封滑动连接有滑动壳50,滑动壳50的下侧设置有环形阵列分布的进料口,储料壳18与滑动壳50上环形阵列分布的进料口均封堵配合,滑动壳50与储料壳18之间固接有拉簧,此拉簧用于带动滑动壳50复位移动,滑动壳50上环形阵列分布的进料口被储料壳18所遮挡时,储料壳18内熔融状态下的耗材不会进入导料通道181中,滑动壳50的内侧固接有固定块51,固定块51的下侧设置有倾斜面,旋转件32的上侧固接有第二挤压块52,第二挤压块52的上侧设置有倾斜面,第二挤压块52的倾斜面与固定块51的倾斜面挤压配合,滑动壳50的上侧未与旋转件32密封。 [0036] 如图8所示,旋转件32内设置有与储料壳18连通的导气通道60,旋转件32内设置有位于导气通道60内的泄压阀,旋转件32设置有若干个L形导气腔61,若干个L形导气腔61的相向侧均与导气通道60连通,若干个L形导气腔61的下侧均朝向于导料通道181的下侧,旋转件32转动的过程中挤压周围熔融状态下的耗材1,使熔融状态耗材1中的残余气泡受到上述提出的压力发生破裂,再由相邻的L形导气腔61进入导气通道60中,当导气通道60内压力超过其内泄压阀的阈值后,导气通道60内的气体和熔融状态的耗材1由导气通道60的上侧流出,以此完成气体的转移。 [0037] 如图3和图5‑图7所示,储料壳18的左侧固接有与抽气管182固接且连通的盛气壳70,盛气壳70内限位密封滑动连接有挤压板71,挤压板71与盛气壳70之间固接有弹簧,此弹簧用于带动挤压板71复位移动,盛气壳70的下侧设置有连通孔,挤压板71向上移动时稳定抽气管182内的环境,挤压板71向下移动时,使储料壳18内迅速成为负压环境,以此缩短对储料壳18内熔融状态耗材1的除气泡时间。 [0038] 在使用本装置打印模型之前,工作人员将外置抽气设备的抽气口连接至抽气管182的左侧,而后将外置动力设备分别连接至滑轨11和倒U形架12之间、滑轨11和第二滑动架20之间、第一滑动架14和倒U形架12之间及滑动件15和第一滑动架14之间,以此完成模型打印前的准备动作。 [0039] 当完成模型打印前的准备工作后,滑动件15以间歇的方式将耗材1经过喉管16递送至加热件17,由加热件17对耗材1进行加热,使耗材1以熔融状态落入储料壳18内,在此过程中,工作人员启动电机41和抽气管182外置的抽气设备,电机41将动力传递至第二齿轮43,使第二齿轮43带动第一齿轮42转动,第一齿轮42通过所有的连接杆31带动封堵件30、旋转件32、第二挤压块52进行转动。 [0040] 熔融状态的耗材1落入储料壳18内后,旋转件32、第二挤压块52和封堵件30转动至封堵件30不再遮挡抽气管182与储料壳18的连通位置(上述零件顺时针转动),第二挤压块52不再与固定块51接触,而后通过抽气管182外置的抽气设备抽取抽气管182和储料壳18内的气体,使储料壳18内呈现负压环境,在储料壳18内负压环境的作用下,使熔融状态耗材1中的气泡向上侧移动(因为气体比熔融的耗材1更容易流动,所以熔融状态耗材1内的气泡会向抽气管182的方向移动),使熔融状态耗材1中的气泡暴露于其上表面时,熔融状态耗材 1中的气泡破裂而后释放于储料壳18内,在抽气管182抽气的作用下,对上述提出的气体进行抽取,以此完成对熔融状态耗材1中气泡的去除。 [0041] 当完成对熔融状态耗材1中气泡的去除后,旋转件32、第二挤压块52和封堵件30转动至封堵件30遮挡抽气管182与储料壳18的连通位置,第二挤压块52与固定块51接触并将固定块51向上挤压,固定块51随之带动滑动壳50向上移动(滑动壳50移动的过程中拉伸相邻的拉簧),滑动壳50向上移动至其上所有进料口暴露于储料壳18内后,储料壳18内熔融状态的耗材1由滑动壳50上所有的进料口进入导料通道181内,在旋转件32上螺旋叶片转动的作用下和导料通道181呈圆台形的作用下,使熔融状态的耗材1迅速由导料通道181的上侧流动至导料通道181的下侧,而后由喷头19喷出,通过上述步骤,完成对熔融状态耗材1内气泡的去除。 [0042] 封堵件30遮挡抽气管182与储料壳18的连通位置后,抽气管182内的压力在外置抽气设备的作用下逐渐降低,使挤压板71克服相邻弹簧提供的支撑力以此向上移动,并使抽气管182内的环境保持稳定。 [0043] 当熔融状态的耗材1由喷头19喷出后,通过上述提到的动力设备分别带动倒U形架12、第二滑动架20、第一滑动架14和滑动件15进行移动,以此完成模型的打印,上述零件的移动均根据模型的结构特征进行移动,且移动方式与现有无异。 [0044] 在打印模型的过程中,旋转件32、第二挤压块52和封堵件30转动至封堵件30不再遮挡抽气管182与储料壳18的连通位置,第二挤压块52不再与固定块51接触,滑动壳50在相邻拉簧的作用下向下移动复位,使储料壳18暂时不再与导料通道181连通,以此使储料壳18内形成密封环境,此时再次通过上述零件的运动,完成对储料壳18内熔融状态耗材1的除气泡步骤,在对储料壳18内熔融状态的耗材1进行除气泡的过程中,因抽气管182已与储料壳18连通,故而挤压板71在相邻弹簧的作用下移动复位,使储料壳18内迅速成为负压环境,以此缩短对储料壳18内熔融状态耗材1的除气泡时间。 [0045] 在打印模型的过程中,旋转件32持续转动的过程中挤压导料通道181内熔融状态下的耗材1,使熔融状态耗材1中的残余气泡受到上述提出的压力发生破裂,再由相邻的L形导气腔61进入导气通道60中。 [0046] 当导气通道60内压力超过其内泄压阀的阈值后(导气通道60内压力低于其内泄压阀的阈值后,泄压阀关闭),导气通道60内的气体和熔融状态的耗材1由导气通道60的上侧流出,并再次回到储料壳18内,以此完成对熔融状态耗材1的重复处理。 [0047] 当完成模型的打印后,工作人员操控第二滑动架20带动第一挤压块21向前侧移动,使第一挤压块21将打印完成的模型进行剔除,以此完成模型的脱模,不再需要对模型进行打印后,工作人员关闭电机41和抽气管182外置的抽气设备及上述提出的所有电力元件即可。 [0048] 现有3D打印设备中的喉管是为了防止下侧加热后的耗材影响到喉管上侧的电力元件,现有喉管的降温方式仅为风扇吹风降温,当风扇被喉管下侧加热的耗材影响并且无法实现降温操作后,喉管的温度便会传递至上侧的电力元件,以此影响到电力元件的正常工作,本发明为解决上述问题,采用物理降温的方式对喉管进行降温,当风扇损坏后,依旧能够对喉管进行降温。 [0049] 实施例2:在实施例1的基础上,如图3‑图7所示,还包括有风扇80,风扇80固接于加热件17上侧的左部,加热件17上侧的右部固接有导气件81,导气件81由相互固接的梯形壳和连接板构成,导气件81上梯形壳左侧的横截面积大于右侧的横截面积,导气件81的右侧固接有导气管82,导气管82为F形,导气管82的上侧与导气件81连通,导气件81的中部储料壳18内连通,封堵件30用于对导气管82和储料壳18的连通位置进行遮挡。 [0050] 如图4、图5和图9所示,喉管16设置为波纹状,喉管16的外侧固接有盛液壳90,盛液壳90内储存有水,盛液壳90内固接有直线阵列且均与喉管16固接的固定环91,固定环91设置有若干组环形阵列分布的通孔,盛液壳90的截面为“丰”字形,且“丰”字形的外侧向上倾斜,喉管16将热量传递至盛液壳90内的水中,水以气态的形状向上移动,以完成热量的传递,气体移动至粘附于盛液壳90的内壁后,在盛液壳90外壁与外界环境接触的作用下,使盛液壳90对气体进行降温,使气体重新以液体的形状流入盛液壳90内,通过水换热的效果,实现对喉管16的日常降温。 [0051] 在打印模型的过程中,工作人员启动风扇80,风扇80先对盛液壳90进行降温,盛液壳90与喉管16进行换热(喉管16在工作时也会将热量传递至盛液壳90),以此实现对喉管16的降温,风扇80吹拂盛液壳90时,盛液壳90上的热量被风扇80吹出的风所带走,并且部分热风进入导气件81内,导气件81内的热风进入导气管82内后随之由下侧流出,完成喉管16降温的同时,完成对喉管16上热量的传递。 [0052] 在打印模型且封堵件30不再遮挡导气管82与储料壳18连通位置时,封堵件30遮挡抽气管182与储料壳18的连通位置,导气管82将含有温度的气体输送至储料壳18内,使储料壳18内迅速回归正压环境。 [0053] 在对喉管16进行降温的过程中,喉管16将热量传递至盛液壳90内的水中,使水以气态的形式沿固定环91上所有的通孔向上移动,以此完成热量的传递,气体向上移动后粘附于盛液壳90的内壁,在盛液壳90外壁与外界环境和风扇80吹出风接触的作用下(此过程中,盛液壳90外壁与外界环境接触也可以对盛液壳90内的气体进行降温,故得知,风扇80无法吹风时,盛液壳90也可以完成对其内气体的降温),使盛液壳90对气体进行降温,以此使气体以液体的形状从新流入盛液壳90内,在盛液壳90为“丰”字形,且“丰”字形的外侧向上倾斜的作用下,加快液体向下流动的速度,随后重复上述步骤,完成对喉管16的物理降温。 [0054] 本行业的技术人员应该了解,上述实施例不以任何形式限制本发明,凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本发明的保护范围内。 |