[发明专利]智能化3D快速成型物料塑化单线生产系统

说明书

技术领域

本发明涉及物料塑化装置，尤其涉及物料塑化单线生产系统的智能控制。

背景技术

注塑成型是塑料的主要成型方法，其特点是生产效率高，对各种塑料的加 工适应性强，能成型形状复杂、尺寸精确的注塑塑料制品，应用领域广泛。其 生产过程为：将固态塑料从料斗送入料筒，在料筒中加热的同时被旋转的螺杆 搅拌推进至模头，即将粒状(或粉状)的固态塑料塑化成具有均匀的密度、粘度和 组成的可塑性良好的塑料熔体，再通过施加一定的压力使该种塑料熔体具备一 定流速而注射进入成型模头的模腔中，塑料熔体冷却定型后，便可得到和模头 的模腔形状一致的塑料制品。然而，现有的物料塑化装置必须熟练的技术工在 现场实时依据需要调节料筒的加热器工作，手动控制冷却机构冷却水的大小， 浪费人力和成本，且使得物料的加热温度调节不及时而致使加热温度过高影响 质量和成品或者因加热温度不够而出现次品。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能化3D快速成型物料塑化单线生产系统，不但 可自动控制塑料加工的温度，而且可以自动控制冷却水的水量，无需人工操作， 不但提高了生产效率，且制成的线材品质好。

为了实现上有目的，本发明公开了一种智能化3D快速成型物料塑化单线生 产系统，用于将塑料颗粒挤成型为3D打印用线材，包括挤出成型机、冷却机构、 出料牵引机构、卷线机构、切割机构、检测模块、控制器和操作显示面板，所 述挤出成型机包括机座、马达、挤压螺杆、料斗、料筒、模头和加热件，所述 马达安装于所述机座上，所述马达的输出轴与所述挤压螺杆连接，所述挤压螺 杆横向设置于所述料筒内，所述加热件有数个并分别安装于所述料筒上和模头 上以对所述料筒和模头进行加热，所述料斗将塑料颗粒输送至料筒，所述料筒 对所述塑料颗粒进行加热、搅拌并输送至模头，所述模头将加热融化后的塑料 进行定型以制成线材；所述冷却机构位于所述模头的出料口处，并设有若干喷 淋头，以对制成的线材进行冷却定型；所述出料牵引机构位于所述冷却机构的 末端并将冷却后的线材输送至卷线机构；卷线机构缠绕所述出料牵引机构输送 至的线材。切割机构位于所述出料牵引机构和卷线机构之间，检测所述线材的 长度并在所述线材到达预设长度时切割所述线材。所述检测模块包括数个温度 传感器并分别检测所述料筒、模头和冷却机构处冷却后线材的温度以输出对应 的检测温度；所述控制器一端与所述检测模块相连，另一端与所述加热件、马 达和喷淋头相连，依据所述检测温度控制对应的加热件和若干喷淋头工作，以 使所述料筒、模头保持对应的控制温度，以使所述喷淋头提供对应大小的冷却 水，且所述模头对应的控制温度小于所述料筒对应的控制温度，所述控制器依 据马达控制命令控制所述马达的转速；所述操作显示面板输入外部的控制命令 以及显示所述温度传感器的检测温度，所述控制命令包括参数修改命令和马达 控制命令，所述控制器与所述操作显示面板相连并依据所述参数修改命令修改 所述控制温度、预设长度的数值的调节参数。

与现有技术相比，由于本发明智能化3D快速成型物料塑化单线生产系统的 挤出成型机通过控制器对加热件实时控制，使得塑料颗粒稳定的从料斗进入挤 压腔中，并顺畅的在挤压腔中被加热熔融和均匀搅拌，最后在模头的模腔作用 下从其出料口中被挤出，被挤出的线材在出料牵引机构的作用下被牵引穿过冷 却机构时，喷淋头所喷射出的水对线材进行有效冷却，最终使得线材温度与室 温一致从而被定型，制成的线材品质好。另一方面，由于控制器对喷淋头进行 实时控制，不但使得线材的冷却温度不够时，加大喷淋头的水量，提高冷却效 率，而且使得喷淋头的水量过大时，及时降低喷淋头的水量，使得制成的线材 不会降温过多而影响品质且节省水量。再一方面，本发明可依据外部的控制信 号控制马达转速以及控制温度，使得操作人员可以依据塑料材质的不同的当前 环境的不同自行调节设定参数。