[发明专利]一种用于打印玻璃体的3D打印机及打印方法

权利要求书

1.一种用于打印玻璃体的3D打印机，其特征在于：所述3D打印机由机架、打印仓和控制冷却仓组成，所述打印仓与控制冷却仓相连，并设置于机架中，在所述打印仓内部设有送料机构、喷头打印机构、感应加热装置、打印底板、冷却介质导流管和三维运动机构，所述送料机构与喷头打印机构相连接，喷头打印机构设置于感应加热装置中，所述送料机构、喷头打印机构和感应加热装置设置于所述三维运动机构上，打印底板设置于喷头打印机构下方并位于三维运动机构上；在所述控制冷却仓内部设有冷却装置、控制系统和电源，所述冷却装置通过冷却介质导流管与感应加热装置及送料机构相连，并形成回路；所述控制系统用于控制给送料机构、喷头打印机构、感应加热装置、打印底板、三维运动机构和冷却装置的工作状态；所述电源用于给送料机构、喷头打印机构、感应加热装置、打印底板、三维运动机构和冷却装置提供电能；所述三维运动机构、冷却装置、控制系统和电源固定于机架上。

2.根据权利要求1所述的一种用于打印玻璃体的3D打印机，其特征在于：所述送料机构通过玻璃棒用于给喷头打印机构送料，所述感应加热装置用于给喷头打印机构进行加热，所述冷却装置用于给送料机构及感应加热装置冷却降温，所述电源分别用于给感应加热装置、三维运动机构和控制系统提供电能，所述控制系统根据计算机生成的代码控制送料机构、感应加热装置和三维运动机构的工作状态；通过所述控制系统控制送料机构对原料挤出量、挤出速度以及控制原料回抽的动作，所述送料机构、喷头打印机构、感应加热装置、打印底板与三维运动机构相连，其中所述三维运动机构包括X轴组件、Y轴组件和Z轴组件之间联动构成，在所述控制系统作用下实现三维运动机构中的X轴组件、Y轴组件和Z轴组件分别在X轴、Y轴和Z轴方向的联动打印动作。

3.根据权利要求1所述的一种用于打印玻璃体的3D打印机，其特征在于：所述喷头打印机构设置于感应加热装置中，所述喷头打印机构由喉管、喷嘴、发热体、发热体隔氧层、保温层、外壳和固定块组成，所述喷嘴通过喉管在送料机构作用下与玻璃棒相连通，所述喉管在感应加热装置的作用下，用于对从玻璃棒中进入喉管中的原料加热及送料作用，所述喷嘴起出料作用，所述喉管及喷嘴采用高温合金材料，防止喉管及喷嘴在高温下所产生的氧化物污染玻璃原料，提高玻璃打印的光洁度；所述发热体通过固定块与所述喉管连接并包裹喉管及喷嘴，所述喉管、喷嘴及发热体受到感应加热装置的作用产生热量，用于给玻璃原料加热；所述发热体隔氧层完全包裹发热体，防止发热体氧化；所述保温层包裹发热体及发热体隔氧层，起保温作用；所述外壳包裹保温层，起到进一步保温及固定保温层的作用；所述发热体采用石墨或其他利于感应加热的材质作为材料，保证发热量和经济适用性；所述发热体隔氧层采用高温合金材料或者耐高温涂料作为材料，所述保温层采用耐高温硅酸铝陶瓷纤维或其他耐高温保温材质作为材料。

4.根据权利要求3所述的一种用于打印玻璃体的3D打印机，其特征在于：所述送料机构包括有电机、导料轮、送料轮、导料轮固定块、导料轮推紧弹簧、喉管固定块和散热块，所述导料轮与所述导料轮固定块连接，所述导料轮固定块与所述电机连接，所述导料轮推紧弹簧位于导料轮固定块及喉管固定块之间，起到对玻璃棒中的玻璃原料进行伸缩压紧及送料导向的作用，导料轮采用外衬橡胶、硅胶、聚氨酯等软质材料层的U槽轮或平面轮；所述送料轮与所述电机的主轴连接，起到玻璃原料的推送作用，送料轮为齿轮，或为外衬橡胶、硅胶、聚氨酯等软质材料层的U槽轮或平面轮；所述喉管固定块用于固定所述喷头打印机构中的喉管，所述喉管固定块采用陶瓷、不锈钢等导热系数小的材质作为制作材料；所述散热块位于电机上，通过冷却介质导流管用于对电机降低工作温度，作为冷却散热作用。

5.根据权利要求4所述的一种用于打印玻璃体的3D打印机，其特征在于：所述感应加热装置包括有感应加热电路部分、风扇冷却部分以及空心感应线圈部分，所述感应加热电路部分对空心感应线圈部分提供电源，用于给所述喷头打印机构加热，所述风扇冷却部分用于对感应加热电路部分中的电机冷却散热，所述感应加热装置通过空心感应线圈部分采用感应加热方式对玻璃原料进行加热。

6.根据权利要求5所述的一种用于打印玻璃体的3D打印机，其特征在于：所述冷却装置包括有水箱和控制水泵，通过冷却介质导流管与控制水泵相连并形成回路，为感应加热装置中的空心感应线圈部分及送料机构中的散热块提供循环的冷却水，起到冷却散热作用。