3D打印设备及其物料供热系统的制作方法

3d打印设备及其物料供热系统
技术领域
1.本发明涉及3d打印技术领域，具体是一种3d打印设备及其物料供热系统。


背景技术：

2.3d打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体，现阶段三维打印机被用来制造产品。
3.现有技术中，其中公开号为cn109177166b的专利，公开了一种含有剪断机构的连续纤维增强复合材料3d打印装置，包括进料接口模块、纤维与基体材料复合模块、纤维剪断模块以及挤出喷嘴；纤维和基体材料通过进料接口模块分别进入纤维与基体材料复合模块进行复合，通过挤出喷嘴，在打印平台上堆积实现连续纤维增强复合材料打印，在打印过程中不需要加入纤维时，通过所述的纤维剪断模块剪断纤维，停止纤维材料的供给，与现有技术相比，上述发明实现了纤维与热塑性基体材料的复合，复合材料通过挤出后的层层堆积完成结构件的快速成型；最重要解决了纤维增强复合材料3d打印过程中纤维不可剪断的局限性问题，使纤维与基体材料可以基于所打印结构件的力流特征(主应力轨迹线)按需复合，体现成型结构件的各向异性，提高结构件实际工况下的力学性能，但是，在剪断纤维的时候，由于纤维材料存在一定柔软性的特质，从而导致纤维剪断模块难以实现纤维材料的剪切，从而不便于3d打印的供热系统对纤维的溶解，为此，提出了一种3d打印设备及其物料供热系统。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种3d打印设备，另一种目的在于提供一种3d打印设备的物料供热系统，通过设置套件、第一切割刀和第二切割刀，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种3d打印设备，包括供热机构，所述供热机构包括供热本体和螺纹杆，所述供热机构上固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出端固定连接有转动杆，所述螺纹杆的顶端与转动杆的底端固定连接，所述螺纹杆的上部外表面上固定套接有套件，所述套件包括套管和两个第一切割刀，所述第一切割刀上开设有第一限位槽，所述套管的侧面安装有第二切割刀。
6.作为本发明进一步的方案：所述套管固定连接第一切割刀处开设有限位口，所述限位口的内部顶端开设有滑槽，所述第二切割刀通过滑块以及滑槽与套管滑动连接，所述第二切割刀通过转动轴与套管转动连接，所述滑块的底端位于第一限位槽的内部。
7.作为本发明再进一步的方案：所述套件通过套孔固定套接在螺纹杆的上部，所述套件的水平位置位于第一夹持组件和第二夹持组件之间，两个所述第一切割刀分别位于套管的两端呈中心轴对称设计。
8.作为本发明再进一步的方案：所述供热本体的上部内侧壁上固定连接有多组限位
管、第一夹持组件和第二夹持组件，所述第一夹持组件和第二夹持组件均分别包括限位块，所述第一夹持组件位于第二夹持组件的正上方，所述第一夹持组件和第二夹持组件固定连接，多组所述限位管、第一夹持组件和第二夹持组件等距环绕在螺纹杆的四周。
9.作为本发明再进一步的方案：所述第一夹持组件和第二夹持组件的内部均开设有第二限位槽，所述第二限位槽的内部转动连接有多个滚珠，多个所述滚珠在第二限位槽的内部均匀排列，所述热塑材料丝通过通孔穿过第一夹持组件和第二夹持组件，所述滚珠上开设有第三限位槽，所述第三限位槽通过第三限位槽固定连接有限位杆，所述第一夹持组件和第二夹持组件之间热塑材料丝上设置有切割区和限位区。
10.作为本发明再进一步的方案：还包括设备框体和操控区，所述操控区嵌套在设备框体的内部，所述设备框体的上方设置有第一固定杆和第二固定杆，所述第一固定杆和第二固定杆呈垂直设置，所述第一固定杆与设备框体固定连接，所述第二固定杆的两侧均固定连接有送丝机构，所述送丝机构套接在第一固定杆上，所述第二固定杆通过送丝机构与第一固定杆滑动连接，所述供热机构固定套接在第二固定杆上，所述供热机构上包括供热本体和喷涂件，所述喷涂件位于供热本体的下方，所述供热本体与喷涂件贯通连接。
11.一种物料供热系统，物料供热系统对供热机构进行操控，包括控制中心、物料供热系统和数据储存库，所述控制中心与物料供热系统和数据储存库之间信号连接，所述物料供热系统和数据储存库之间信号连接。
12.作为本发明再进一步的方案：所述物料供热系统包括驱动单元、供热单元和出料单元，所述驱动单元、供热单元和出料单元之间信号连接，所述驱动单元包括智能传感模块、物料送丝模块和物料控量模块，所述智能传感模块、物料送丝模块和物料控量模块之间信号连接，所述供热单元包括调温模块、物料感知模块和故障自检测模块，所述调温模块、物料感知模块和故障自检测模块之间信号连接，所述出料单元包括喷嘴检测模块和物料信息传载模块，所述喷嘴检测模块和物料信息传载模块之间信号连接。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
14.1.本发明中，通过限位柱的设置，对打印材料热塑材料丝进行限位，从而便于热塑材料丝送料过程中的稳定，且在供热机构的内部设置螺纹杆，螺纹杆能够对溶解呈液态的热塑材料丝进行搅拌，同时，螺纹杆在转动的过程中能够对溶解之后的热塑材料丝进行推动，从而便于热塑材料丝出料过程中实现热塑材料丝出料的紧固程度，提升物料在进行3d材料打印时的特性，同时，在螺纹杆上设置固定套接的套件，套件随着螺纹杆的转动而转动，在螺纹杆对溶解的热塑材料丝进行搅动的时候，套件上设置的两个第一切割刀在转动的过程中分别与两侧的热塑材料丝接触，从而热塑材料丝通过第一切割刀对套件进行限位，同时，第一切割刀能够对热塑材料丝进行推动，从而位于第一夹持组件和第二夹持组件之间的热塑材料丝形成一个紧绷的状态，从而便于热塑材料丝的切割操作，解决了热塑材料丝在本身柔性的特质下，难以切割的弊端。
15.2.通过在第一切割刀上设置第一限位槽，且在套件上设置第二切割刀，第二切割刀通过转动轴与套件转动连接，从而在第一切割刀实现限位的条件下，能够调节第二切割刀的角度，从而便于第二切割刀对热塑材料丝的切割，同时，第二切割刀能够沿着第一限位槽设置的方向滑动，从而对热塑材料丝提供一个往复来回的作用力，对热塑材料丝进行切割，在实际应用过程中，具有一定的进步意义。
16.3.在供热机构的内部设置第一夹持组件和第二夹持组件能够对热塑材料丝上的切割区进行进一步限位，利用滚珠的转动实现热塑材料丝的限位，从而确保热塑材料丝在切割过程中的稳定性，通过第一夹持组件和第二夹持组件的设置能够改变热塑材料丝的力臂，从而进一步加强热塑材料丝切割过程中的稳定性，防止热塑材料丝自身柔性材质所导致切割失效的弊端。
17.4.物料供热系统包括驱动单元、供热单元和出料单元，所述驱动单元、供热单元和出料单元之间信号连接，在驱动单元内设置智能传感模块、物料送丝模块和物料控量模块，在供热单元内设置调温模块、物料感知模块和故障自检测模块，在出料单元内设置喷嘴检测模块和物料信息传载模块，利用物料供热系统对驱动单元、供热单元和出料单元进行操控，驱动单元控制驱动电机的转速以及转动时间，通过智能传感器对供热机构进行实时信号传输，且通过驱动电机的转速与间歇性时间的设置，将物料送丝模块和物料控量模块结合在一起，对物料供热系统内部的参数进行设置，供热单元对热塑材料丝进行溶解，且供热单元能够对供热机构内部的温度进行调节，从而实现供热机构对热塑材料丝不同温度的溶解，且物料感知模块的设置能够对供热机构内溶解的热塑材料丝堆积的量以及状态进行实时监测，根据供热机构内溶解的热塑材料丝堆积的量以及状态判断供热机构的故障检测，从而能够快速判断供热机构故障点，同时，喷嘴检测模块的设置能够准确的判断喷嘴实时疏通状况，从而便于打印设备的高效打印。
附图说明
18.图1为一种3d打印设备的结构示意图。
19.图2为图1中a处的放大图。
20.图3为供热机构的立体结构示意图。
21.图4为图3的内部结构示意图。
22.图5为图4中b处的放大图。
23.图6为图5中第一夹持组件的俯视结构示意图。
24.图7为滚珠与热塑材料丝的位置关系图。
25.图8为滚珠与热塑材料丝的状态结构示意图。
26.图9为套件的立体结构示意图。
27.图10为套件与热塑材料丝的状态结构示意图。
28.图11为套件上开设第一限位槽的结构示意图。
29.图12为套件上安装第二切割刀之后的结构示意图。
30.图13为图12的部分仰视结构示意图。
31.图14为图13中c处的放大图。
32.图15为物料供热系统的模块示意图。
33.图中：10、设备框体；101、操控区；11、送丝机构；111、第一固定杆；12、供热机构；121、第二固定杆；122、驱动电机；1221、转动杆；123、供热本体；13、喷涂件；131、出料管；14、喷嘴；20、螺纹杆；21、连接管；22、套件；221、套管；2211、套孔；222、第一切割刀；2221、第一限位槽；2222、滑块；2223、转动轴；223、第二切割刀；30、热塑材料丝；31、限位柱；32、限位管；33、第一夹持组件；331、限位块；3311、第二限位槽；332、滚珠；3321、第三限位槽；3322、
限位杆；34、第二夹持组件；40、切割区；41、限位区。
具体实施方式
34.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。
35.另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”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，并不表示是唯一的实施方式。
36.请参阅图1-图15，本发明实施例中，一种3d打印设备,包括设备框体10和操控区101，所述操控区101嵌套在设备框体10的内部，通过操控区101对打印设备进行操控，所述设备框体10的上方设置有第一固定杆111和第二固定杆121，所述第一固定杆111和第二固定杆121呈垂直设置，所述第一固定杆111与设备框体10固定连接，所述第二固定杆121的两侧均固定连接有送丝机构11，所述送丝机构11套接在第一固定杆111上，所述第二固定杆121通过送丝机构11与第一固定杆111滑动连接，所述第二固定杆121上固定套接有供热机构12，第一固定杆111和第二固定杆121的设置能够便于打印设备内部送丝机构11和供热机构12位置的移动，所述供热机构12上包括供热本体123和喷涂件13，所述喷涂件13位于供热本体123的下方，所述供热本体123与喷涂件13贯通连接，通过喷嘴14喷射物料进行打印操作，所述供热机构12上固定连接有驱动电机122，所述驱动电机122的输出端固定连接有转动杆1221，所述供热本体123的内部固定连接有连接管21，所述转动杆1221通过连接管21延伸至供热本体123的内部，所述连接管21的内部转动连接有螺纹杆20，驱动电机122为转动杆1221提供驱动力，进而带动螺纹杆20的转动，转动的螺纹杆20能够在供热机构12的内部转动，从而实现物料的搅拌与挤压，所述螺纹杆20的顶端与转动杆1221的底端固定连接，所述供热本体123的底部设置有出料管131，所述出料管131的底端螺纹连接有喷嘴14，转动过程中的螺纹杆20能够实现喷嘴14的喷料操作，所述供热本体123的底部用于打印设备物料的供热，且物料供热系统对物料进行供热操作，所述供热本体123上安装有限位柱31，通过限位柱31的设置，对打印材料热塑材料丝30进行限位，从而便于热塑材料丝30送料过程中的稳定，所述限位柱31与与供热本体123固定连接并贯穿供热本体123，所述送丝机构11的内部缠绕有热塑材料丝30，热塑材料丝30为纤维材料制成，用于打印设备的物料供给，所述热塑材料丝30远离送丝机构11的一端通过限位柱31延伸至供热本体123的内部，热塑材料丝30在供热本体123的底部溶解呈液态，螺纹杆20在转动的过程中能够对溶解之后的热塑材料丝30进行推动，实现供热本体123的供热，且能够进一步提升热塑材料丝30出料过程中实现热塑材料丝30出料的紧固程度，提升物料在进行3d材料打印时的特性。
37.所述供热本体123的上部内侧壁上固定连接有多组限位管32、第一夹持组件33和第二夹持组件34，所述第一夹持组件33和第二夹持组件34均分别包括限位块331，所述第一夹持组件33位于第二夹持组件34的正上方，所述第一夹持组件33和第二夹持组件34固定连接，多组所述限位管32、第一夹持组件33和第二夹持组件34等距环绕在螺纹杆20的四周，所
述第一夹持组件33和第二夹持组件34的内部均开设有第二限位槽3311，所述第二限位槽3311的内部转动连接有多个滚珠332，多个所述滚珠332在第二限位槽3311的内部均匀排列，所述热塑材料丝30通过通孔穿过第一夹持组件33和第二夹持组件34，所述滚珠332上开设有第三限位槽3321，所述第三限位槽3321通过第三限位槽3321固定连接有限位杆3322，利用滚珠332的转动实现热塑材料丝30的限位，从而确保热塑材料丝30在切割过程中的稳定性，通过第一夹持组件33和第二夹持组件34的设置能够改变热塑材料丝30的力臂，从而进一步加强热塑材料丝30切割过程中的稳定性，防止热塑材料丝30自身柔性材质所导致切割失效的弊端，所述第一夹持组件33和第二夹持组件34之间热塑材料丝30上设置有切割区40和限位区41，在供热机构12的内部设置第一夹持组件33和第二夹持组件34能够对热塑材料丝30上的切割区40进行进一步限位。
38.所述螺纹杆20的上部外表面上固定套接有套件22，所述套件22包括套管221和两个第一切割刀222，在螺纹杆20上设置固定套接的套件22，套件22随着螺纹杆20的转动而转动，在螺纹杆20对溶解的热塑材料丝30进行搅动的时候，套件22上设置的两个第一切割刀222在转动的过程中分别与两侧的热塑材料丝30接触，从而热塑材料丝30通过第一切割刀222对套件22进行限位，同时，第一切割刀222能够对热塑材料丝30进行推动，从而位于第一夹持组件33和第二夹持组件34之间的热塑材料丝30形成一个紧绷的状态，从而便于热塑材料丝30的切割操作，解决了热塑材料丝30在本身柔性的特质下，难以切割的弊端，所述套管221开设有套孔2211，所述套件22通过套孔2211固定套接在螺纹杆20的上部，所述套件22的水平位置位于第一夹持组件33和第二夹持组件34之间，两个所述第一切割刀222分别位于套管221的两端呈中心轴对称设计，所述第一切割刀222上开设有第一限位槽2221，所述套管221的侧面安装有第二切割刀223，所述套管221固定连接第一切割刀222处开设有限位口，所述限位口的内部顶端开设有滑槽，所述第二切割刀223通过滑块2222以及滑槽与套管221滑动连接，所述第二切割刀223通过转动轴2223与套管221转动连接，通过在第一切割刀222上设置第一限位槽2221，且在套件22上设置第二切割刀223，第二切割刀223通过转动轴2223与套件22转动连接，从而在第一切割刀222实现限位的条件下，能够调节第二切割刀223的角度，从而便于第二切割刀223对热塑材料丝30的切割，同时，第二切割刀223能够沿着第一限位槽2221设置的方向滑动，从而对热塑材料丝30提供一个往复来回的作用力，对热塑材料丝30进行切割，在实际应用过程中，具有一定的进步意义，所述滑块2222的底端位于第一限位槽2221的内部，所述第一切割刀222的厚度厚于第二切割刀223的厚度，第一切割刀222厚度比第二切割刀223的厚度厚，能够增加第一切割刀222与热塑材料丝30之间的稳定性，从而实现第一切割刀222对热塑材料丝30的限位，保障第二切割刀223在切割过程中的稳定性。
39.一种3d打印设备的物料供热系统，用于3d打印设备的物料供热，包括控制中心、物料供热系统和数据储存库，所述控制中心与物料供热系统和数据储存库之间信号连接，所述物料供热系统和数据储存库之间信号连接，控制中心对物料供热系统和数据储存库进行操控，通过控制中心对物料供热系统进行操控，从而实现供热机构12内物料供热系统的运行，且控制中心对数据储存库进行操控能够对物料供热系统内的参数进行调节。
40.所述物料供热系统包括驱动单元、供热单元和出料单元，所述驱动单元、供热单元和出料单元之间信号连接，所述驱动单元包括智能传感模块、物料送丝模块和物料控量模
块，所述智能传感模块、物料送丝模块和物料控量模块之间信号连接，所述供热单元包括调温模块、物料感知模块和故障自检测模块，所述调温模块、物料感知模块和故障自检测模块之间信号连接，所述出料单元包括喷嘴检测模块和物料信息传载模块，所述喷嘴检测模块和物料信息传载模块之间信号连接，物料供热系统对驱动单元、供热单元和出料单元进行操控，驱动单元控制驱动电机122的转速以及转动时间，通过智能传感器对供热机构12进行实时信号传输，且通过驱动电机122的转速与间歇性时间的设置，将物料送丝模块和物料控量模块结合在一起，对物料供热系统内部的参数进行设置，供热单元对热塑材料丝30进行溶解，且供热单元能够对供热机构12内部的温度进行调节，从而实现供热机构12对热塑材料丝30不同温度的溶解，且物料感知模块的设置能够对供热机构12内溶解的热塑材料丝30堆积的量以及状态进行实时监测，根据供热机构12内溶解的热塑材料丝30堆积的量以及状态判断供热机构12的故障检测，从而能够快速判断供热机构12故障点，同时，喷嘴检测模块的设置能够准确的判断喷嘴实时疏通状况，从而便于打印设备的高效打印。
41.本发明的工作原理是：
42.首先，需要说明的是，利用设备框体10上的操控区101对打印设备进行参数的设置，从而实现打印设备的打印操作，在打印设备进行打印的时候，控制送丝机构11在第一固定杆111上滑动，实现第二固定杆121的移动，控制供热机构12在第二固定杆121上移动，实现供热设备打印过程中的位置，打印设备调节完成之后，打印设备开始打印操作，由于打印设备参数已经调节完成，因此，在打印设备进行打印的时候，送丝机构11向着供热机构12的内部输送物料热塑材料丝30，热塑材料丝30为纤维材料制成，用于打印设备的物料供给，输送的热塑材料丝30经过限位柱31进入供热本体123的内部，且供热本体123内部的限位管32进一步对热塑材料丝30进行限位，利用驱动电机122带动转动杆1221转动，需要说明的是，利用驱动电机122控制转动杆1221缓慢转动，由于转动杆1221的底端与螺纹杆20的顶端固定连接，因此，螺纹杆20随着转动杆1221的转动而转动，对供热本体123底端溶解之后的热塑材料丝30进行挤压搅动，从而热塑材料丝30经过喷嘴14进行打印操作。
43.在螺纹杆20转动对溶解的热塑材料丝30进行搅动的时候，转动的螺纹杆20在转动的过程中能够对溶解之后的热塑材料丝30进行推动，实现供热本体123的供热，且能够进一步提升热塑材料丝30出料过程中实现热塑材料丝30出料的紧固程度，提升物料在进行3d材料打印时的特性，带动固定套接在螺纹杆20上的套件22转动，当套件22上的第一切割刀222与套件22同一水平面上热塑材料丝30接触的时候，第一夹持组件33和第二夹持组件34内部滚珠332转动，此时，滚珠332与热塑材料丝30之间的位置关系由图7转变为图8的状态，滚珠332内的限位杆3322对热塑材料丝30进行限位，利用滚珠332的转动实现热塑材料丝30的限位，从而确保热塑材料丝30在切割过程中的稳定性，通过第一夹持组件33和第二夹持组件34的设置能够改变热塑材料丝30的力臂，从而进一步加强热塑材料丝30切割过程中的稳定性，防止热塑材料丝30自身柔性材质所导致切割失效的弊端，第一切割刀222与第一夹持组件33和第二夹持组件34之间热塑材料丝30上的限位区41接触，套件22上的第二切割刀223与第一夹持组件33和第二夹持组件34之间热塑材料丝30上的切割区40接触，由于第二切割刀223与套件22滑动连接，因此，第二切割刀223对切割区40进行切割，在第二切割刀223来回滑动的进行切割的时候，第二切割刀223实现自转动，从而调节自身的角度，从而更加便于第二切割刀223对切割区40的切割操作，在第二切割刀223进行切割的时候，第一切割刀
222与热塑材料丝30的位置如图10所示，从而第一切割刀222利用相对应的两根热塑材料丝30实现套件22的限位操作，从而便于第二切割刀223的切割，与此同时，在第一切割刀222随着套件22缓慢转动的时候，第一切割刀222能够对热塑材料丝30进行推动，从而促进第一夹持组件33和第二夹持组件34之间热塑材料丝30的紧绷程度，从而便于第二切割刀223对热塑材料丝30的切割操作。
44.切割完成之后，再次通过送丝机构11进行送丝操作，重复上述操作，从而对送丝机构11递送的热塑材料丝30进行切割，等距切割的热塑材料丝30能够便于供热机构12对热塑材料丝30的溶解，提升供热机构12的溶解效率，在整个切割的操作过程中，利用控制中心对驱动单元、供热单元和出料单元进行操控，实现切割时的时序的安排，物料供热系统对供热机构12的时序进行操控，从而实现打印设备的打印操作。
45.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
46.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。