[发明专利]一种3D打印机

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印设备，特别是涉及一种连续长纤维复合熔融堆积的3D打印机。

背景技术

3D打印是目前一种被广泛应用的快速成型技术，能够不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，即可快速完成各种形状的三维实体物件的快速打印。3D打印机的种类多种多样，其中存在一种连续长纤维复合熔融堆积的3D打印机，该3D打印机包括基座、打印平台和复合挤出装置。打印平台和复合挤出装置自上而下依次安装于基座上。其中，复合挤出装置具有用于挤出熔融打印材料到打印喷嘴的挤出机构、及将连续长纤维输入至打印喷嘴与熔融打印材料复合的输送机构。在进行3D打印时，打印材料从复合挤出装置的加料斗加入后进入机筒内加热，挤出机构的基础电机驱动螺杆，螺杆转动将打印材料冲机筒输送到打印喷嘴中；同时，连续长纤维通过输送机构的输送电机驱动输送辊而带入到打印喷嘴中，从而使得连续长纤维被打印材料复合浸渍，并一同从打印喷嘴流出而送至打印平台，由此实现3D打印。

但是，由于现有的连续长纤维复合熔融堆积的3D打印机的制造需要整套制造，制造所需时间较长，成本较高，且由于设备功能的局限性，不能够提高设备的有效利用率。并且，该3D打印机的连续长纤维的输出需要利用到输送电机才能实现输送，则在输送电机故障的时候就无法正常打印，且耗费能源。

发明内容

为解决上述现有技术的缺点和不足，本发明提供了一种3D打印机，通过在打印平台上设置自身不需要耗费电能的长纤维牵引机构，使得长纤维牵引机构直接利用打印平台的运动而对连续长纤维的产生拉力，即能实现拉动连续长纤维，从而不需要应用到输送电机才能实现在打印过程中保持对连续长纤维的持续牵引，能够避免输送电机故障时而无法正常打印的现象发生，且可节省能耗，降低制造成本。

一种3D打印机，包括熔料送料机构、打印喷嘴、打印平台、平台行走机构、长纤维送料机构、长纤维牵引机构、控制机构和供电机构；所述熔料送料机构包括上料机构和挤出送料机构；所述打印喷嘴与所述挤出送料机构的挤出口连通相接，且其喷嘴朝向所述打印平台；所述平台行走机构与所述打印平台驱动连接，并可驱动所述打印平台在三维方向运行；所述长纤维送料机构包括长纤维输送管和长纤维输送辊；所述长纤维输送管一端沿轴向贯穿所述打印喷嘴，并伸入到打印喷嘴内且正对悬置于所述打印喷嘴的喷嘴上方，且该端端面与打印喷嘴的喷嘴里端端面之间的空隙形成一由打印喷嘴的内腔包裹的包裹复合空间，及所述长纤维输送管的另一端外露于所述打印喷嘴的上方；所述长纤维输送辊设置于所述长纤维输送管外露的一端上方，且其输出侧所在的切线与所述长纤维输送管的轴线共线；所述长纤维牵引机构设置于打印平台，用于固定从打印喷嘴输出的由熔料包裹连续长纤维而形成的复合型物料，以在打印过程中通过打印平台的运动而连续牵引连续长纤维；所述控制机构与熔料送料机构和平台行走机构电连接；所述供电机构为所述控制机构、熔料送料机构和平台行走机构供电。

相对于现有技术，本发明3D打印机通过在打印平台上设置自身不需要耗费电能的长纤维牵引机构，使得长纤维牵引机构直接利用打印平台的运动而对连续长纤维的产生拉力，即能实现拉动连续长纤维，从而不需要应用到输送电机才能实现在打印过程中保持对连续长纤维的持续牵引，能够避免输送电机故障时而无法正常打印的现象发生，且可节省能耗，降低制造成本。

进一步，所述长纤维牵引机构为由打印平台顶面局部挖空形成的一夹缝或凹槽；或者，所述长纤维牵引机构为钉子或夹子或柱子，用于将流出到打印平台的复合型物料固定于打印平台上。通过此处限定，直接利用夹缝或凹槽作为长纤维牵引机构，容纳刚刚输出的复合型物料，而在复合型物料静置成型后即可实现对复合型物料的固定，不仅有利于简化长纤维牵引机构的结构，降低3D打印机的制造成本，而且还能保证对复合型物料的固定。

进一步，所述夹缝或所述凹槽包括沿打印平台的高度方向依次设置且相互连通的多层固定空间；每相邻两层固定空间的体积大小不同。通过此处限定，有利于利用多层固定空间对复合型物料进行加固，从而增强长纤维牵引机构对连续长纤维进行牵引的稳定性。

进一步，作为长纤维牵引机构的另一种结构，所述长纤维牵引机构包括设置于所述打印平台顶面一侧的长纤维固定体；所述长纤维固定体的外围壁面往外延伸形成多层夹板；每相邻两夹板之间的空间形成用于夹置复合型物料的固定空间。通过此处限定，利用多层夹板形成的多个固定空间对复合型物料进行固定，从而更好地增强了长纤维牵引机构对连续长纤维的牵引力，能够进一步提高本发明用于连续长纤维复合熔融堆积的3D打印机进行3D打印的稳定性。