[实用新型]聚合物多组分梯度3D打印挤出装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械领域，尤其是一种聚合物多组分梯度3D打印挤出装置。

背景技术

3D打印技术的对未来的制造业将产生深远的影响，受到了世界各国政府的高度重视，美国总统奥巴马政府将人工智能、3D 打印、机器人为重振美国制造业的三大支柱，其中3D 打印是第一个得到政府扶持的产业，可见3D打印技术的发展在未来的重要性，但是现有的3D打印技术还远未成熟，还有很多问题需要解决，离大规模应用与工业生产还有很多技术问题需要解决。例如：存在不同材料组分的制件的3D打印还很难实现；存在组分梯度的制件的3D打印还很难实现；聚合物彩色3D打印还很难实现。特别是采用熔融沉积模式（FDM模式）的聚合物3D打印。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种聚合物多组分梯度3D打印挤出装置，它可以长时间稳定打印，且打印过程稳定，可实现多组分制件和多组分梯度3D打印，以克服现有技术的不足。

本实用新型是这样实现的：聚合物多组分梯度3D打印挤出装置，包括螺杆式挤喷装置以及柱塞式送料装置，螺杆式挤喷装置的组成包括设置在顶部的步进电机，在步进电机的输出轴上连接有传动齿轮，在步进电机的下方设有料筒，在料筒内设螺杆，传动齿轮与螺杆的输入轴连接；在料筒的侧壁上设有加热装置及热电偶，在料筒的底部设有喷嘴，在喷嘴上设有喷丝孔；柱塞式送料装置的组成包括与主动轮步进电机电机的主动轮，被动轮，以及送料料筒，在送料料筒的侧壁上设有料筒加热装置及料筒热电偶；送料料筒前端的出料口通过料筒侧壁的开口与料筒的内腔连通。

所述的螺杆为单螺杆或双螺杆。

所述的加热装置及料筒加热装置为电加热圈、弹簧加热器或电加热板。

所述的柱塞式送料装置为两个以上，在料筒上设有数量对应、位置对称分布的开口。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型采用螺杆式挤喷装置与柱塞式送料装置相结合的结构，与传统的聚合物3D打印挤出装置相比，可实现复杂组分制件的3D打印，可以很容易实现打印具有材料组分梯度的制件，甚至实现聚合物彩色3D打印；克服了现有技术在多组分打印、梯度打印机彩色打印领域的缺陷。本实用新型结构简单，成本低廉，使用效果理想。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的实施例：聚合物多组分梯度3D打印挤出装置的结构如图1所示，包括螺杆式挤喷装置A以及两个柱塞式送料装置B，螺杆式挤喷装置A的组成包括设置在顶部的步进电机1，在步进电机1的输出轴上连接有传动齿轮2，在步进电机1的下方设有料筒4，在料筒4内设螺杆3，螺杆3为双螺杆；传动齿轮2与螺杆3的输入轴连接；在料筒4的侧壁上设有加热装置6及热电偶5，在料筒4的底部设有喷嘴7，在喷嘴7上设有喷丝孔8；柱塞式送料装置B的组成包括与主动轮步进电机电机的主动轮10，被动轮11，以及送料料筒12，在送料料筒12的侧壁上设有料筒加热装置13及料筒热电偶14；送料料筒12前端的出料口通过料筒4侧壁对称设置的两个开口与料筒4的内腔连通；加热装置6及料筒加热装置13为电加热圈；

本实用新型的工作原理为：由柱塞式送料装置B的主动轮10及被动轮11组成的卷进机构将线材9送入送料料筒12中，线材9在送料料筒12外部的料筒加热装置13加热下熔融，其温度由料筒热电偶14采集并控制送料料筒12的温度；通过未熔融的线材推动熔融的熔体进入螺杆式挤喷装置A，从两个柱塞式送料装置B进入螺杆式挤喷装置A的聚合经螺杆3的作用混合，在螺杆3的推动下把熔体连续稳定的输送到喷头7，并把熔体连续稳定的喷出。在保持单位时间聚合物挤出总量不变的情况下，两种聚合物的混合比例由柱塞式送料装置B的卷进机构的步进电机通过转速控制，熔体挤出速度计熔体压力由螺杆式挤喷装置A和卷进机构的步进通过机电控制系统共同控制。