[实用新型]一种基于熔融层积成型技术3D打印机的螺杆挤出装置

说明书

技术领域

本实用新型属于三维打印成型领域，具体涉及熔融层积成型技术(简称：FDM)的3D打印机的螺杆挤出装置。 

背景技术

FDM熔融层积成型3D打印技术是以丝状热融性材料为原料，利用电加热方式将丝材加热至熔化温度，在计算机的控制下，根据截面信息，用热融喷头将熔融的材料涂覆在工作台上，冷却后形成工件的一层截面，热融喷头上移一层高度，再进行下一层截面涂覆，这样逐层堆积形成三维工件。 

现有FDM熔融层积成型3D打印机的挤出装置均采用步进电机输出轴安装送丝轮，直接对热融丝料进行挤压给进，通过热融丝料向下施加压力，使熔融后材料通过喷头挤出，其主要的问题是： 

1、由于热融丝料前端已受热软化，其挤出压力小，喷头出丝速度有限，造成在设计上喷头口径较大、打印行走机构运行速度较慢，使3D打印机的精度和速度难以提高。 

2、由于热融丝料尺寸不均匀，使热融丝料进料速度和向下压力不均匀，造成喷头出丝速度不均匀，可靠性较差，出现失步，甚至喷头堵死，使得对热融丝料尺寸精度要求很高。 

3、由于是间接的施加挤出压力，使喷头出丝难以精确控制，限制了打印过程中的如停丝走位、加速堆积等的运行动作，影响了3D打印机的精度和速度，降低了打印的成品率。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：利用螺杆挤出技术，为基于熔融层积成型技术3D打印机提供一种可精确控制、并利于提高打印精度和速度的挤出装置。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案： 

一种基于熔融层积成型技术3D打印机的螺杆挤出装置，包括：减速机构、送料机构、热融喷头、电机和支撑板，所述送料机构和电机安装到减速机构上，所述装有送料机构和电机的减速机构安装在支撑板上，所述热融喷头安装在减速机构上，所述减速机构在所述电机的驱动下，通过所述送料机构将热熔丝料送入所述热融喷头内，所述热融喷头将热熔丝料加热至熔点，熔化，由所述减速机构中的螺杆将已熔化的热熔丝料从热融喷头中挤出。 

本实用新型中，所述减速机构包括减速箱上盖、蜗杆、螺杆、蜗轮、减速箱体和联轴器，步进电机的输出轴通过联轴器与蜗杆连接，螺杆与蜗轮刚性连接，减速箱上盖和减速箱体将各零件准确安装到位，保证蜗杆与蜗轮良好啮合状态。 

本实用新型中，所述送料机构包括送料软管、软管接头、顶紧柱、青铜轴承、弹簧、顶紧螺丝和引料管，顶紧柱两端分别套上青铜轴承，装入减速机构中，依次将两只弹簧和两只顶紧螺丝装入减速机构中，两只弹簧分别顶住两只青铜轴承，软管接头装入减速箱上盖，送料软管装入软管接头，引料管装入减速箱体。 

本实用新型中，所述电机为步进电机，安装在减速机构上。 

本实用新型中，所述热融喷头、减速机构依次安装在支撑板上。 

本实用新型中，所述减速机构内的螺杆头部装入热融喷头。 

本实用新型中，所述引料管被支撑板顶紧。 

本实用新型的有益作用在于： 

螺杆的旋转直接施压于熔化后的热熔丝料，通过调整电机的转速、停转和短暂反转，可精确控制出丝速度和精度，避免出丝不均现象，可实现打印机各类复杂的运行动作。 

电机经蜗杆12和蜗轮14减速后，输出端的螺杆大幅提高了扭矩，使挤出压力提高一个数量级以上，有利于使用较小口径的喷头以提高打印精度和大幅度提高打印速度，最大限度避免了喷头堵死现象。 

以螺杆旋转拉入为主、联轴器和顶紧柱旋转挤入为辅、可调整顶紧螺丝和有弹簧随动的送料机构，使打印机适用于不同尺寸热熔丝料，且对其没有尺寸精度要求，同时保证了双送料装置的同步。 

附图说明

图1为本实用新型立体图； 

图2为本实用新型的立体分解图； 

图3为减速箱的主剖面图； 

图4为减速箱的俯视剖面图； 

图5为送料机构的立体分解图； 

其中：1、减速机构；2、送料机构；3、热融喷头；4、电机；5、支撑板；11、减速箱上盖；12、蜗杆；13、螺杆；14、蜗轮；15、减速箱体；16、联轴器；21、送料软管；22、软管接头；23、顶紧柱；24、青铜轴承；25、弹簧；26、顶紧螺丝；27、热熔丝料；28、引料管；41、输出轴。 

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步说明。