一种3D打印塑料丝的防水预处理装置

一种3d打印塑料丝的防水预处理装置
技术领域
1.本发明涉及3d打印耗材的技术领域，具体而言，尤其涉及一种3d打印塑料丝的防水预处理装置。


背景技术：

2.随着技术的进步，现在3d打印被越来越多地应用在各个领域，尤其是在产品研发阶段，采用3d打印做样件，极大地降低了产品研发的成本和研发周期。打印丝作为3d打印的耗材，所使用的材料有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚乳酸、聚碳酸酯等普通的工程塑料以及聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺等耐高温热塑性材料。
3.在3d打印中，经常有塑料丝受潮进而影响其打印后的材料性能，上述提到的打印原料多为吸水性较强的热塑性聚合物，为保证打印质量，目前的做法是在打印前把丝材放入烘箱进行烘烤，给打印操作带来不便；尤其是在较长时间的打印任务执行期间，或较长时间后进行二次试验，因丝材暴露在空气中会快速吸水而影响打印质量，为提高层间打印质量，需要经二次烘烤去除丝材表面的水分，非常不方便。
4.当前主要对耗材的预处理方式多为烘箱干燥，方式较为单一，且烘干时间较长，在实验中面临着诸多不便，且不同温度下烘干的材料不同造成时间成本较高，一旦打印丝的烘干处理不好，就会导致在试验中出现失败的样件。


技术实现要素：

5.针对现有3d打印中使用的打印丝存在的易受潮问题，在打印前需进行烘干处理，尤其是在较长时间的打印任务执行期间，或较长时间后进行二次试验，为提高层间打印质量，需要经二次烘烤去除丝材表面的水分，在时间上面临非常不方便的技术问题，本发明通过使用防水预处理装置在打印丝的外表涂覆一层由碳纳米管作和热固性树脂混合溶液形成的漆膜，并经烘干、风冷处理，使打印丝的外表形成一层防水薄膜，使打印丝在进行3d打印时无需再做烘干处理的一种3d打印塑料丝的防水预处理装置，包括放丝机构，所述放丝机构上可拆卸地穿装有原丝卷轴，所述原丝卷轴上缠绕有未带防潮漆膜的打印丝；所述放丝机构的一侧设置有浸润组件，所述浸润组件中填装有可在打印丝表面形成防潮漆膜的漆液；所述浸润组件的另一侧设置有可对打印丝表面漆膜进行烘干的烘烤组件，所述烘烤组件的另一侧设置收丝机构，所述收丝机构上可拆卸地穿装有收丝卷轴，所述收丝机构上还装有通过传动件连接后可驱动所述收丝卷轴旋转的电机。
6.进一步地，所述烘烤组件的和收丝机构之间设置有可使打印丝表面的漆膜加速干燥和冷却的风冷机构。
7.进一步地，所述收丝机构和浸润组件之间设置有将所述打印丝托起防止其在自身重力的作用下下垂的支撑机构。
8.进一步地，所述浸润组件包括填装有漆液的箱体，所述箱体朝向放丝机构和收丝机构的侧壁上分别制有供打印丝穿过的过丝孔，所述过丝孔中装有供打印丝穿行的、可防
止打印丝被孔壁刮伤的过丝管。
9.进一步地，所述箱体另外两侧的侧壁上装有滚轮轴，所述滚轮轴的中间装有可绕其轴线旋转的滚轮，所述滚轮的下部浸没在漆液中，所述打印丝从滚轮下部绕行通过。
10.进一步地，所述放丝机构包括支架一，所述支架一的上部装有旋转轴一，所述原丝卷轴可拆卸地穿装在旋转轴一上，所述原丝卷轴在打印丝的牵引下可带动旋转轴一在支架一中旋转，或原丝卷轴在旋转轴一上旋转。
11.进一步地，所述收丝机构包括支架二，所述支架二的外侧壁上装有电机，所述传动件是安装在支架二上部的旋转轴二，所述旋转轴二和电机的转轴固定连接，所述收丝卷轴可拆卸地穿装在旋转轴二上，所述旋转轴二可在电机的带动下在支架二上带动收丝卷轴做旋转运动。
12.进一步地，所述烘烤组件是安装在箱体过丝孔两侧侧壁上、呈上下或左右分布的通电后发热温度可达180℃的一组碳纤维烤灯，所述烤灯的发热面朝外。
13.进一步地，所述风冷机构是由设置在打印丝左右两侧的一组或多组对吹的风机组成，所述风机安装在风机支架的上端。
14.进一步地，所述漆液是由碳纳米管和热固性树脂混合均匀后制成的混合溶液。
15.本发明具有以下优点：
16.1、本发明的塑料丝预处理装置可更好的对打印丝这种耗材进行防潮预处理，起到了保护层的作用，减少其在长时间3d打印的过程中吸水过多而导致的打印件内部产生过多孔隙，机械性能下降的问题，使得材料的性能得到更好的提升，同时使得打印后的材料在实验中例如：抗弯强度和抗拉强度均有所提高，为后续的实验打下了良好的基础。
17.2、碳纳米管作为纳米材料具有高模量和高强度，有良好的力学性能；热固性树脂经固化加热后具有在常温下不溶于水的性质，与碳纳米管混合后，防水性增强，具有良好的可塑和流动性，使从原线轴过来的丝线表面浸润一层较薄的保护层，防止丝线吸水。
18.3、固性树脂的固化温度一般在150℃-180℃之间，使用发热温度碳纤维烤灯可达180℃的进行漆膜的烘烤，完全满足漆膜的固化温度要求。
19.4、支撑机构的设置，使打印丝避免了由于其自身重量引起的下垂。
20.5、箱体内滚轮的设置，使在其下部绕行打印丝和漆液接触的距离和时间得到相应的延长，浸涂的效果更佳。
21.6、在箱体侧壁上的过丝空中穿装上过丝管，有效地避免了出现打印丝在穿过孔壁时被刮伤的现象。
22.基于上述理由，本发明可以在3d打印的领域中广泛应用。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是本发明的三维图。
25.图2是本发明的主视图。
26.图3是图2的俯视图。
27.图4是图1中浸润组件的俯视图.
28.图5是图4的a-a剖视图。
29.图6是图1中支撑机构的主视图。
30.图7是图6的侧视图。
31.图8是图2中箱盖的主视图。
32.图9是图4中过丝管的主视图。
33.图中：1、工作台；2、原丝卷轴；3、放丝机构；3.1、旋转轴一；3.2、支架一；4、浸润组件；4.1、把手；4.2、箱盖；4.3、箱体；4.4、过丝管；4.5、滚轮轴；4.6、滚轮；4.7、环形槽；4.8、漆液；4.9、过丝孔；5、烘烤组件；6、打印丝；7、风冷机构；7.1、风机支架；7.2、风机；8、支撑机构；8.1、滑轮；8.2、滑轮支架；8.3、挡圈；8.4、凹槽；9、收丝机构；9.1、旋转轴二；9.2、支架二；9.3、电机；10、收丝卷轴。
具体实施方式
34.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。
36.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
37.本发明提供一种3d打印塑料丝的防水预处理装置，如图1、2、3所示，包括由支架一3.2和旋转轴一3.1构成的放丝机构3，其中旋转轴一3.1装在放丝机构3的上部，在旋转轴一3.1上可拆卸地装有原丝卷轴2，原丝卷轴2上缠绕有未带防潮漆膜的打印丝6；在放丝机构3的右侧设置有浸润组件4，在浸润组件4中填装有可在打印丝6表面形成防潮薄膜的由碳纳米管和热固性树脂混合均匀后制成的漆液4.8，该漆液4.8形成的薄膜可防止打印丝6吸收空气中的水蒸气；在浸润组件4的右侧装有可对打印丝6表面的漆膜进行烘干的烘烤组件5，在烘烤组件5的右侧设置有由支架二9.2、旋转轴二9.1和电机9.3构成的收丝机构9，在旋转轴二9.1上可拆卸地装有收丝卷轴10，电机9.3装在支架二9.2的外侧壁上，电机9.3的转轴与旋转轴二9.1固定连接，当电机9.3旋转时电机轴带动旋转轴二9.1、旋转轴二9.1带动收丝卷轴10，电机9.3的转速应根据漆膜的烘烤温度和固化时间去设置；收丝卷轴10旋转时打印丝6开始缠绕在收丝卷轴10上。进一步地，在打印丝6的牵引下，原丝卷轴2在旋转轴一3.1上旋转，或原丝卷轴2带动旋转轴一3.1在支架一3.2上旋转；打印丝6从原丝卷轴2上脱离后从浸润组件4中穿过，位于浸润组件4中的打印丝6从漆液4.8中通过时被浸涂上漆液4.8；烘
烤组件5通电后发热，当烘烤组件5预热完成后启动电机9.3，在打印丝6离开浸润组件4后在烘烤组件5的烘烤下打印丝6表面的漆膜被固化。
38.如图1所示，所述烘烤组件5为装在箱体4.3外侧壁上的两个通电后发热温度可达180℃的碳纤维烤灯，两个烤灯分上下或左右设置在箱体4.3的过丝孔4.9的两侧，烤灯的发热面朝外。
39.如图4、5所示，所述浸润组件4包括填装有漆液4.8的箱体4.3，在箱体4.3朝向放丝机构3和收丝机构9的侧壁上分别制有供打印丝6穿过的过丝孔4.9，在过丝孔4.9中装有如图9所示的供打印丝6穿行的、且可防止打印丝6被孔壁刮伤的过丝管4.4；在另外两侧箱体4.3的侧壁上装有滚轮轴4.5，在滚轮轴4.5的中间装有可绕其轴线旋转的滚轮4.6，滚轮4.6的下部浸没在漆液4.8中，打印丝6从滚轮4.6下部绕行通过时被浸涂上漆液4.8。
40.作为一种优选的实施方式，所述烘烤组件5的和收丝机构9之间设置有可使打印丝6表面的漆膜加速干燥和冷却的风冷机构7。
41.如图1所示，所述冷却机构是由设置在打印丝6左右两侧的一组或两组对吹的风机7.2组成，每个风机7.2都安装在风机支架7.1的上端，为保证冷却的效果，风机7.2的中轴线应和打印丝6大致处于一个平面上。
42.作为一种优选的实施方式，如图1所示，所述收丝机构9和浸润组件4之间设置有两个支撑机构8，支撑机构8的设置可有效防止打印丝6因跨度过大而出现下垂的现象；也可根据打印丝6的跨度大小设置一个或两个以上的支撑机构8。
43.如图6、7所示，所述支撑机构8包括滑轮支架8.2，滑轮支架8.2上端设有凹槽8.4，凹槽8.4中装有滑轮8.1，滑轮8.1的轮轴穿过凹槽8.4的侧壁后其外端用挡圈8.3固定；打印丝6从滑轮8.1的上端滑过，可转动的滑轮8.1可进一步减小打印丝6的和滑轮8.1的摩擦，使漆膜免受损伤。
44.作为一种优选的实施方式，所述放丝机构3、浸润组件4、冷却机构、支撑机构8以及收丝机构9均安装在一个长方形的工作台1上，当需要移动本装置时，移动工作台1即可。
45.作为一种优选的实施方式，如图4、5所示，所述箱体4.3的顶端设有环形槽4.7，在环形槽4.7中装有可防止漆液4.8挥发的箱盖4.2，使漆液4.8的粘度能在较长时间内保持在可控的范畴，如图8所示，箱盖4.2上设有把手4.1。
46.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。