[发明专利]快速成形工作台

说明书

技术领域

本发明属于快速成形技术领域，特别涉及一种快速成形工作台。

背景技术

快速成形技术作为一种先进的制造技术，打破了传统的制造模式，利用离散/堆积的原理，无需任何工、模具，由CAD模型直接驱动，快速完成任意复杂形状的零件，从而实现了从产品设计到产品制造的数字化和自动化。

熔融挤压快速成形(MEM～Melted Extrusion Modeling)技术是由计算机根据CAD模型确定的几何信息，控制喷嘴，将成形材料通过加热器的挤压头熔化成熔融态，使熔化的热塑料丝通过喷嘴挤出，挤压头沿零件的每一截面的轮廓准确运动，挤出半流动的热塑材料沉积固化成精确的实际部件薄层，覆盖于已建造的零件之上，并快速凝固，形成一层材料。随后，挤压头沿纵向向上运动一个微小距离进行下一层材料的建造，这样逐层由底到顶地堆积成一个实体零件。

利用熔融挤压快速成形技术加工塑料零件时，通常会产生翘曲变形，主要是由于成形材料固化时体积收缩引起的，即喷嘴挤出的半流动的热塑性材料的温度快速从熔融温度降到室温，产生了不可补偿的体积收缩，形成翘曲变形。为了消除翘曲变形，现有技术的做法是：在成形设备上加装封闭的成形室，热塑料丝的挤出和固化过程在成形室内部完成，热塑料丝的温度从熔融温度只降到成形室内温度，一般情况下，成形室内的温度被控制在在50-130℃左右，以避免成形材料降温速度过快带来的翘曲变形。成形室内的加热装置使其内温度保持在50-130℃，加热装置一般采用加热管、加热棒、电阻丝加热或者红外线发热装置。但是，上述的技术方案导致了快速成形设备过于复杂，需要增设用于保温的成形室，另外增设的成形室在材料成形过程中始终处于封闭状态，使得成形室内执行部件的工作状态不易观察，无法及时处理实时产生的各种问题。

发明内容

为了防止成形材料降温速度过快，现有技术中的快速成形设备需增设成形室以提供环境温度，因此造成了快速成形设备复杂和成形过程不易观察及由此导致的无法及时处理实时产生的各种问题的缺陷，本发明提供一种快速成形工作台，该工作台为一种自加热的开放式工作台，该工作台本身带有加热装置用以保证成形材料的环境温度；采用该工作台无需设置成形室，使得材料成形的工作过程完全可见以便及时处理实时产生的各种问题。

技术方案：

快速成形工作台，包括支撑装置和加热装置，所述支撑装置的上表面包括一支撑面用于支撑成形零件，所述加热装置用于通过对支撑装置加热进而对挤出的成形材料提供环境温度。

所述支撑装置为金属材质、玻璃材质或石质。

所述支撑装置为至少耐150度温度的高分子材料。

所述支撑装置为一平台。

所述支撑面上分布有凸凹结构。

所述凸凹结构为间隔分布的凹槽和/或凹孔。

所述支撑面上涂覆有高分子材料层，所述高分子材料层的上表面用于支撑成形零件。

所述高分子材料层为塑料层或树脂层或胶粘剂层。

所述高分子材料层的厚度不大于5毫米。

所述高分子材料层的厚度不大于0.5毫米。

所述高分子材料层的上表面为凸凹结构或高分子材料层在所述支撑面上间隔涂覆形成了凹凸结构。

所述凸凹结构为间隔分布的凹槽和/或凹孔。

所述加热装置位于支撑装置的内部或者下方。

所述加热装置的加热温度设定在成形材料软化温度的正负30度范围内。

所述加热装置的加热温度设定在成形材料软化温度的正负10度范围内。

技术效果：

本发明提供一种自加热开放式快速成形工作台，包括有用于支撑成形零件的支撑装置，和用于通过对支撑装置加热进而对挤出的成形材料提供环境温度的加热装置。该快速成形工作台打破的快速成形设备必须设置封闭的成形室的传统观念，别具匠心的提出了一种开放式的工作台，开放式的工作台的好处不仅仅在于简化了快速成形设备的结构，更重要的是使得成形过程可视化，不论作为教学讲解还是生产实际中监测执行部件的工作状态，都是一种突破。另外，这种开放式的工作台同时还是一种自加热的工作台，加热装置对支撑装置加热，具有一定温度的支撑装置对其周围的空气加热，随着热气流的上升，形成了具有一定范围的热环境，挤出的成形材料在降温过程中其温度便只会从熔融温度降低到热环境温度了，并且挤出的成形材料沉积固化成的实际部件薄层与支撑面直接接触或者覆盖于支撑面上已堆积的成形零件之上，同样抑制了成形材料的快速冷却，因此很好的解决了降温速度过快带来的成形零件翘曲变形的问题。