[发明专利]一种基于螺杆旋转连续挤出的3D打印机

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印机，具体涉及一种基于螺杆旋转连续挤出的3D打印机。

背景技术

3D打印是目前一种被广泛应用的快速成型技术，其成型工艺原理是：首先建立目标零件的计算机三维模型，然后用软件将三维模型进行分层切片处理，得到每一个加工层面的数据信息，在计算机控制下，根据切片层面信息进行叠层增材制造，完成目标加工的制造。3D打印的优势在于不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，速度快，效率高，能够实现自由形状实体的自动化制造，正在受到越来越广泛的重视。

3D打印目前有几种不同的主要技术，分别是FDM(熔融沉积成型)、SLA(立体光固化成型法)、SLS(选择性激光烧结)、LOM(叠层实体制造)、3DP(三维打印)。FDM使用的打印材料是ABS、PLA热熔性线材，SLA使用的打印材料是液态光敏树脂，SLS使用的打印材料是热熔性粉末材料，如尼龙12及其复合材料及金属粉末材料，LOM使用的打印材料是纸张或金属箔材，3DP使用的打印材料主要是石膏粉及着色剂。上述的这几种3D打印机虽然可以完成打印工作，但存在以下缺陷：1、当使用上述的打印机进行打印作业时，打印材料的选择局限性比较大，且用户自己无法对打印材料进行改进，如无法添加抗菌剂等改进材料，这将达不到用户的特定需求；2、上述的3D打印技术中的FDM打印机，输送打印材料的稳定性差及连续性差，造成挤出材料时不稳定，打印效果差；3、同一台3D打印机不能使用多种不同的材料，如FDM只能使用热熔性线材，SLS只能使用热熔性粉末材料，而无法使用粘稠状液态热固性材料，故材料的通用性差，无法满足用户的不同需求。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、合理，可使用多种打印材料，稳定性好的基于螺杆旋转连续挤出的3D打印机。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：本基于螺杆旋转连续挤出的3D打印机，包括壳体、挤出机构、升降机构、工作平台和滑轨，所述工作平台通过滑轨安装于壳体内的下部，所述挤出机构通过升降机构安装于壳体内，且所述挤出机构位于工作平台上方；

所述挤出机构包括机筒、电机、加料斗和至少一根螺杆，所述机筒包含输送部、过渡部和挤出部，所述输送部、过渡部和挤出部自物料移动方向依次连接；所述输送部和电机均安装于升降机构，所述螺杆安装于输送部的内腔，且所述螺杆的一端与电机的转轴连接，所述加料斗安装于输送部上。利用螺杆旋转稳定的特性，这可提高输送打印材料的稳定性和连续性。

优选的，为提高稳定性和可靠性，所述输送部呈直线状，所述输送部内设有与螺杆匹配的内腔，且所述输送部水平安装于壳体内；所述过渡部呈弯曲状；所述挤出部呈倒圆锥状，且所述挤出部相对于壳体底面垂直设置。输送部呈现直线状，且水平设置，这有利于保证输送打印材料的稳定性，保证打印的质量；而过渡部用于改变打印材料的运动方向，即将水平方向移动的打印材料转变成垂直方向移动的打印材料；而挤出部呈倒圆锥状，即类似漏斗结构，挤出部的内腔尺寸上大下小，这有利于打印材料被准确、稳定的挤出至工作平台上。

优选的，所述挤出部的喷头出口呈圆形、椭圆形或扁平形。喷头出口的形状可根据客户的需求而决定。同时挤出部与过渡部的连接采用可拆式连接，如挤出部与过渡部使用螺纹连接，则可根据打印作业时的需求随时更换具有不同形状喷头出口的挤出部。

优选的，为更进一步增加打印材料的使用范围及为让打印材料混合更均匀，所述输送部、过渡部和挤出部均套有加热圈。将打印材料加热至熔融状态，可保证打印材料混合均匀，提高打印质量；同时如果向打印材料中加入了添加剂，加热可使添加剂更均匀的混入打印材料中，进一步提高打印质量。

优选的，所述加热圈的数量有5个，其中3个所述加热圈均匀套于输送部，剩下2个加热圈分别套于过渡部和挤出部。使用多个加热圈，这保证打印材料被均匀加热，避免局部受热。

优选的，所述螺杆的数量为一根。

优选的，为使打印材料混合更充分，输送更稳定，所述螺杆的数量为2根，2根所述螺杆具体为主动螺杆和从动螺杆，所述主动螺杆的一端与电机的转轴连接，所述主动螺杆和从动螺杆啮合。

优选的，为了同时打印不同颜色或者不同类型的材料，所述挤出机构和升降机构均有2套，且2套所述挤出机构分别通过2套升降机构对称安装于壳体内。