[发明专利]微型挤出机及3D打印材料制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印材料制备领域，具体涉及一种可以用于制备3D打印材料中FDM(Fused Deposition Modeling)熔融沉积制造法使用的线材的微型挤出机，及利用该微型挤出机进行制备的3D打印材料制备的方法。

背景技术

传统3D打印材料的制备都是在大厂房里由大型的工业挤出机和冷却设备及卷线设备，通过工业化大规模生产来实现的，这对于个人或一般家庭来说通常是无法进行制备的,同时个人或家庭做出的不合格成品也不能回收，只能报废处理。除此之外，传统的工业挤出机还存在各种各样的缺陷，例如温度难以控制，以及挤出头容易粘上由熔融的3D打印材料凝结后形成线材废料导致挤出困难等。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种可供个人或一般家庭使用、温度可控并适用于制备各种熔融沉积制造法使用的线材的微型挤出机。

本发明的另一个目的在于，基于所述微型挤出机提供一种方便、高效的3D打印材料制备的方法。

本发明提出的一种微型挤出机，其包括机架以及安设在机架上的马达、减速齿轮箱、推料螺杆、送料管、进料斗、挤出头、温控器、测温探头和加热管；

所述马达与所述减速齿轮箱的输入端传动连接；所述减速齿轮箱的输出端与所述推料螺杆的第二端传动连接；所述推料螺杆的第一端安装在所述送料管的第二端中，且其在所述马达及减速齿轮箱的传动下可从所述送料管的第二端沿所述送料管的第一端运动；所述挤出头安装在所述送料管的第一端，其第二端与所述送料管相连通，且其第一端设置有挤出口；所述进料斗设置在所述送料管上方，且其与所述送料管相连通；

所述加热管、测温探头均安装在所述送料管上；所述温控器设置有显示屏，其分别与所述加热管和测温探头电连接，以控制所述加热管按预设加热温度对所述送料管进行加热，并通过所述测温探头监测所述送料管的实际温度；所述显示屏用于显示所述预设加热温度和所述实际温度。

优选的，所述加热管包括第一加热管和第二加热管，所述第一加热管安装在所述送料管的第一端外表面上，所述第二加热管安装在所述送料管中部的外表面上。

优选的，所述测温探头安装在所述送料管的第一端外表面上。

优选的，所述测温探头具体为热电偶。

优选的，所述挤出头的第一端为锥形，所述挤出口位于所述锥形的顶点处。

优选的，所述微型挤出机还包括变压器，所述变压器一端用于连接外部电源，另一端分别与所述马达、温控器电连接。

优选的，所述微型挤出机还包括连轴器，所述连轴器连接在所述推料螺杆和减速齿轮箱之间。

优选的，所述挤出头的挤出口的口径为1.0mm至3.5mm。

本发明相应提出的一种3D打印材料制备方法，其基于所述的微型挤出机进行制备，具体包括以下步骤：

根据不同3D打印材料熔融所需的温度，在所述温控器中预设加热温度，并控制所述加热管相应对所述送料管进行加热；以及通过所述温控器的显示屏对所述预设加热温度进行显示；

通过所述测温控头监测所述送料管的实际温度，并通过所述温控器的显示屏对所述实际温度进行显示，以判断所述实际温度是否达到所述预设加热温度；

当所述实际温度达到所述预设加热温度时，将对应的3D打印材料的原料从所述进料斗放入所述送料管中；

开启所述马达，由所述马达通过所述减速齿轮箱减速后带动所述推料螺杆转动；

所述推料螺杆转动时从所述送料管的第二端沿所述送料管的第一端运动，并将所述送料管中熔融的3D打印材料从所述挤出头的挤出口中挤出。

优选的，所述3D打印材料的原料为包括ABS塑料、PETG塑料、NYLON塑料、PLA环保材料、TPU和TPE软性材料在内的热塑性高分子材料中的一种。

有益效果：本发明提出的一种微型挤出机，其仅包括机架、马达、减速齿轮箱、推料螺杆、送料管、进料斗、挤出头、温控器、测温探头和加热管等简易部件，具有体积小、质量轻等优点，属于桌面级别的3D打印材料制备装置，适用于个人或一般家庭制备所需的各种3D打印材料(例如ABS塑料、PETG塑料、NYLON塑料、PLA环保材料或TPU软性材料或其他的热塑性高分子材料等)，解决了现有技术中个人或一般家庭无法制备3D打印材料的问题，同时，个人或一般家庭做出的不合格成品可以利用其他机械设备粉碎后，直接进行回收并利用本发明制备出新的成品。此外，用户可通过读取所述温控器的显示屏中显示的预设加热温度及实际温度，可以更为直观、方便、高效地进行温度控制及制备操作。