[发明专利]一种基于FDM的3D打印设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于FDM的3D打印设备。

背景技术

目前，FDM技术可以打印的材料包括ABS,聚碳酸醋、PLA,聚苯矾等。与其他的3D打印技术相比，FDM是唯一使用工业级热塑材料作为成型材料的积层制造方法，打印出的物件具有耐高热、腐耐蚀性化学物质、抗菌和抗强烈机械应力等特性，被用于制造概念模型、功能模型，甚至直接制造零部件和生产工具。由于其成型材料种类多，成型件强度高、精度高，表面质量好，易于装配、无公害，可在办公室环境下进行等特点，使得该工艺发展极为迅速，目前FDM在全球已安装快速成形系统中的份额大约为30％。但因需要对整个截面进行扫描涂覆、进料装置复杂，成型时间较长，造成FDM打印效率较低，严重制约了FDM工艺3D打印设备在大规模工业上的推广使用。

申请号为201410083018.2的中国专利，公开了一种FDM的3D打印机，其没有涉及有关本发明中用以提升打印效率的任何相关技术手段。

发明内容

针对现有技术的相关技术问题，本发明的目的在于提供一种基于FDM的3D打印设备，以解决现有技术中基于FDM 的3D打印设备打印效率较低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于FDM的3D打印设备，包括：挤出机，所述挤出机具有挤出机套筒、可在所述挤出机套筒中转动送料的挤出螺杆、以及安装在所述挤出机套筒上为所述挤出机套筒加热的第一加热器；3D打印机，所述3D打印机具有打印喷头、以及安装在所述打印喷头上的喷头加热器，其中，所述挤出机套筒的挤出料口，通过连接软管与所述打印喷头的入料口连通；

所述挤出螺杆的材质为聚苯乙烯树脂，所述聚苯乙烯树脂的成分组成包括高抗冲聚苯乙烯、通用级聚苯乙烯、抗氧剂、白油和炭黑；其中高抗冲聚苯乙烯的重量含量为85％-95％，通用级聚苯乙烯的重量含量为8％-27％,抗氧剂、白油和炭黑为余量。

优选地，所述连接软管为不锈钢耐压金属软管，所述聚苯乙烯树脂的制备步骤为：

(1)首先将各原料按照重量含量用高速搅拌机搅拌混匀15min；

(2)然后转入双螺杆挤出机中熔融挤出，冷却；其中，挤出时双螺杆挤出机的料筒温度为：后段190-220℃，中段220-230℃，前段225-230℃，机头温度245-250℃，机头压力：5-9Mpa；

(3)最后造粒得圆柱状颗粒产品；

所述加工助剂为白油；

所述稳定剂为抗氧剂；

所述染料为炭黑。

优选地，挤出机还具有安装在所述挤出机套筒上进行加料的加料口，沿着所述挤出螺杆的送料方向，所述第一加热器位于所述加料口的下游并且设置在所述挤出机套筒的外侧壁上。

优选地，所述挤出机还具有挤出机传动马达，所述挤出机传动马达驱动所述挤出螺杆在所述挤出机套筒中转动送料，其中，所述挤出机传动马达、所述挤出机套筒、所述挤出螺杆安装在所述挤出机的挤出机底座上，所述挤出机底座固定在地面上。

优选地，所述挤出机传动马达设定为：在所述第一加热器将所述挤出机套筒预热到原料临界温度后，所述挤出机传动马达带动所述挤出螺杆转动；其中，来自所述挤出机套筒的被所述第一加热器加热成熔融状态的原料，借助于挤出压力通过所述连接软管输送至所述打印喷头；其中，所述喷头加热器设定为：在所述打印喷头出料口处有所述熔融状态的原料液体溢出后启动，以保证所述打印喷头温度维持在所述原料临界温度。

优选地，所述3D打印机还具有：X、Y、Z三轴运动系统，所述打印喷头通过所述X、Y、Z三轴运动系统进行逐层打 印。

优选地，所述X轴运动系统包括：X轴齿条、X轴电机、X轴线轨、X轴滑块，其中所述X轴电机驱动所述X轴齿条以带动所述X轴滑块沿所述X轴线轨在X轴方向上运动；所述Y轴运动系统包括：Y轴齿条、Y轴电机、Y轴线轨、Y轴滑块、滑座，所述滑座固定在所述Y轴滑块上，所述Y轴电机驱动所述Y轴齿条以通过带动所述Y轴滑块而带动所述滑座沿所述Y轴线轨在Y轴方向上运动；所述Z轴运动系统包括：内置于所述3D打印机中工作箱中的抬升电机，所述抬升电机驱动所述3D打印机的工作台升降，通过所述工作台升降所述打印喷头与打印面一直处于同一面；其中，所述X轴齿条、所述X轴电机、所述X轴线轨、所述X轴滑块分别安装在所述3D打印机的打印机底座两侧，所述X轴滑块固定在所述3D打印机的X轴线轨上；其中，所述Y轴电机、所述Y轴齿条、所述Y轴线轨分别安装在所述横梁上，所述滑座通过所述Y轴线轨和可在所述Y轴线轨上滑动的所述Y轴滑块而与所述横梁连接，所述打印喷头固定在所述滑座上。