[实用新型]一种用于3D打印机供料量精确控制的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于增材制造技术领域，具体涉及一种用于3D打印机供料量精确控制的装置。

背景技术

熔融沉积式（FDM）的3D打印机，将丝状的PLA、ABS等热塑性材料加热熔融成液态，通过细口喷嘴挤出并在工作平台上迅速凝固，喷嘴在计算机的控制下按照零件的分层截面信息运动，逐层堆积从而形成三维实体零件。

该类型3D打印机供料量的精确控制困难：三维模型经过模型切片后形成3D打印机喷嘴扫描路径，各扫描路径切换时，喷头进料口和挤出口完全相通，熔融的液态材料极易从挤出口滴落，随着喷头的移动形成“拉丝”现象，在成形零件表面形成疤痕或斑点，严重影响成型件表面质量。

为了精确控制供料量，解决上述现象，目前普遍采取供料挤出电机“回抽”的方式：在不需要耗材流出时，挤出电机反转，使耗材从喷嘴中抽出一段距离，抽回挤出口即将滴落的耗材。

但是，这种“回抽”方法存在以下缺陷：

1.“回抽”长度和速度等参数调整困难：由于不同品牌和类型的耗材，其粘度、直径公差等参数各不相同，更换时需要重新测试“回抽”长度和速度，以保证合格的打印质量。若“回抽”长度和速度过大，会使喷嘴内部液体耗材抽出过多，再次出料时供料短时不足，打印表面会形成凹痕；若“回抽”长度和速度过小，会造成喷嘴内部液体耗材抽出过少，部分流出挤出口，形成“拉丝”现象，打印表面会形成斑点。该测试过程复杂繁琐，需要多次重复实验，耗费大量时间。

2.挤出电机负担过大：打印结构复杂的零件时，挤出电机需要不停正反转，发热异常严重，严重影响挤出电机的寿命；还有可能引起步进电机“失步”，导致进丝量不精确，产生打印质量问题，甚至可能因电机过热保护而停转，使打印一半的零件功亏一篑。

3.在打印结构非常复杂的零件时，例如镂空球结构，打印机供料量的精确度要求非常高，即使利用“回抽”功能也容易形成“拉丝”现象。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的“回抽”方法不能精确控制回抽长度和速度，导致3D打印质量不合格的技术问题，本实用新型提供了以下技术方案：

一种用于3D打印机供料量精确控制装置，包括熔池筒、铝合金加热块和喷嘴，所述喷嘴设置于所述熔池筒下方，所述铝合金加热块套设于所述熔池筒外侧，所述熔池筒、铝合金加热块和喷嘴同轴设置；

所述喷嘴上端的进料口与所述熔池筒内的熔池相通，所述喷嘴下端设置有挤出口；

所述熔池筒筒壁上开有竖直孔，所述竖直孔上端开口设置于所述熔池筒上端面上，所述竖直孔下端开口设置于所述熔池筒内壁上；

所述竖直孔内设置有一弯针；

所述弯针分为第一水平段、第一竖直段、第二水平段和第二竖直段，所述第一竖直段设置于所述竖直孔内，所述第二竖直段设置于所述熔池筒内、且位于所述熔池筒轴心线上，所述第一竖直段底端和所述第二竖直段顶端之间通过所述第二水平段固定连接，所述第一水平段与所述第一竖直段顶端固定连接；

所述第一水平段和所述第二水平段位于所述第一竖直段两侧；

所述第二竖直段底端为尖针状；

所述第一水平段和所述铝合金加热块之间设置有电磁开关。

作为本实用新型的进一步说明，所述电磁开关包括铁芯、弹簧和电磁体，所述铁芯固定于所述第一水平段下侧，所述电磁体固定于所述铝合金加热块上、并位于所述铁芯下方，所述弹簧固定于所述第二水平段和所述电磁体之间。

作为本实用新型的进一步说明，所述弹簧为压缩弹簧，所述弹簧数量为两个，并且设置于所述铁芯两侧。

作为本实用新型的进一步说明，所述竖直孔顶端设置有密封圈。

作为本实用新型的进一步说明，所述铝合金加热块外侧套设有保温层。

与现有技术相比，本实用新型取得的有益效果为：

1、本实用新型提出的装置及方法通过电磁开关控制弯针上下移动，精确控制出料的开始和停止，材料进行精确堆积，由线到面再到三维实体，避免“拉丝”，表面“疤痕”等问题而造成产品质量不合格；而且本实用新型不需要挤出电机“回抽”，解决了以往更换不同品牌和种类的耗材时的“回抽”参数调试问题，节约了大量材料测试时间。

2、本实用新型不需要挤出电机“回抽”，明显减少了挤出电机的工作负担，延长了打印机的使用寿命，大大降低了挤出电机“失步”、过热停转等现象的发生概率，保证了打印质量，减少了打印失败率，降低了生产成本。