[发明专利]一种用于FDM打印中物料挤出的螺杆

说明书

技术领域

本发明涉及一种物料挤出螺杆，特别涉及一种用于FDM打印中物料挤出的螺杆。

背景技术

现有技术中有一种双螺杆或多螺杆挤出的打印头装置，如图1所示，包括伺服电机1带动的减速器2，所述减速器2的输出轴上连接有挤出螺杆，挤出螺杆的末端连接打印头5，挤出螺杆的外周设有加热筒3用于打印物料的加热，加热筒3的上方设有加料斗4，物料在加热筒3内边挤出输送边加热，使输送至打印头5的物料达到熔融状态，通过打印头堆积在3D打印平台上，形成所需的三维实体。该打印头装置采用现有技术中通用螺杆主要存在以下问题：因FDM打印挤压输送的物料PLA熔化温度低，分子间应力小，如果螺杆的各项参数选择不合适合，容易造成物料在挤压输送过程中过热而性能破坏。

发明内容

本发明针对现有技术中的用于FDM打印的物料性能对挤出螺杆的要求，提供一种用于FDM打印中物料挤出的螺杆，以适应FDM打印物料的需求。

本发明的目的是这样实现的，一种用于FDM打印中物料挤出的螺杆，所述螺杆的长径比为（9～12）：1，所述螺杆沿长度方向分为进料段、熔料段和匀料段，所述进料段、熔料段和匀料段的长度比为30:(38～42): (24～28)，所述螺杆的螺距与螺杆的外径相等，所述螺杆的螺槽宽为螺距的（0.7～0.8）倍，所述螺杆的槽深从进料段向匀料段逐渐变浅。

本发明的螺杆，针对FDM打印用物料PLA的熔化温度低、分子间应力小的特性，改变螺杆的长径比，减小螺杆在挤出通道的行程，以防止物料边挤压输送边加热的过程中加温时间过长而改变性能，影响FDM打印成型的质量；根据PLA物料在边挤压输送边加热熔化过程中密度和紧实度逐渐变紧的特性，沿挤出方向槽深逐渐变浅，可以保证物料在挤压腔内逐渐熔化输送过程中的紧实度，以保证打印出料的连续性。因此本发明的螺杆结构，根据挤压物料PLA的特性进行螺杆参数的专用化设计，以满足FDM打印的需求，保证打印产品的质量。

为进一步适应打印输出的要求，所述进料段前部的槽深为螺杆直径的（0.1～0.12）倍，所述匀料段尾段的槽深为螺杆直径的（0.05～0.06）倍。

为减轻螺杆重量，所述螺杆的中心为中空式。

附图说明

图1为现有技术中的多螺杆挤出的打印头装置的结构示意图。

图2为本发明的用于FDM打印中物料挤出的螺杆结构示意图。

具体实施方式

如图2所示，为本发明的用于FDM打印中物料挤出的螺杆，螺杆的长径比L/D的比值为（9～12）：1，该螺杆沿长度方向分为进料段L1、熔料段L2和匀料段L3，并且上述三段的长度比为L1:L2：L3=30:(38～42): (24～28)，螺杆的螺距与螺杆的外径大体相等，螺杆的螺槽宽为螺距的（0.7～0.8）倍，螺杆的槽深从进料段向匀料段逐渐变浅；进一步适应打印输出的要求，螺杆进料段前部的槽深为螺杆直径的（0.1～0.12）倍，匀料段尾段的槽深为螺杆直径的（0.05～0.06）倍，该螺杆槽深浅，挤压过程中受热快，并且受热均匀，物料状态稳定；相比一般螺杆本结构的螺杆的长径比小，因此螺杆的整体强度好，为减轻螺杆的重量，螺杆的中心为中空式结构，在保证螺杆承受一定扭矩的同时，可以尽量减轻螺杆的重量负载。

本发明的螺杆，针对FDM打印用物料PLA的熔化温度低、分子间应力小的特性，改变螺杆的长径比，减小螺杆在挤出通道的行程，以防止物料边挤压输送边加热的过程中加温时间过长而改变性能，影响FDM打印成型的质量；根据PLA物料在边挤压输送边加热熔化过程中密度和紧实度逐渐变紧的特性，沿挤出方向槽深逐渐变浅，可以保证物料在挤压腔内逐渐熔化输送过程中的紧实度，以保证打印出料的连续性。因此本发明的螺杆结构，根据挤压物料PLA的特性进行螺杆参数的专用化设计，以满足FDM打印的需求，保证打印产品的质量。