[发明专利]工业级无限尺寸3D打印机

说明书

本发明涉及的一种工业级无限尺寸3D打印机，包括打印机机架、挤出装置、驱动挤出装置在X方向运动的第一运动机构、驱动挤出装置在Z方向运动的第二运动机构和在Y方向运动的平台；挤出装置固定在打印机机架的上，且位于Y方向运动的平台的上方，第一运动机构与挤出装置连接，用于驱动挤出装置在X方向运动，第二运动机构与挤出装置连接，用于驱动挤出装置在Z方向运动；挤出装置与平台的运动方向成钝角。随着需要打印的物料从挤出装置中挤出，挤出装置在第一运动机构和第二运动机构的驱动下在X和Z方向移动，物料在平台上沉积出产品的与X‑Z平面平行的界面，随着平台在Y方向运动，使得沉积产品在Y方向不断延长，沉积出三维产品。

技术领域

本发明涉及工业3D打印设备领域，具体涉及工业级无限尺寸3D打印机。

背景技术

3D打印技术又称增材制造技术，成型过程是采用NX、Pro/E、SolidWorks、3DMAX等制图软件对需要打印的产品，进行三维建模，然后导出成STL等格式文件，再使用分层软件进行分层，生成GCODE文件，最后将GCODE文件导入到3D打印机中，机器自动读取文件，将材料进行层层叠加到工作平台上，最终打印出整个产品；成型技术主要包括：熔融沉积成型（FDM）、光固化快速成型（SLA）、选择性激光烧结成型（SLS）、分层实体制造（LOM）、三维打印制造（3DP）等工艺。3D打印技术能够完成复杂零部件的制造，缩短研发时间，生产出传统加工方式难以加工的产品，在医疗器械、汽车工业、科研教学、航空航天等领域有着巨大的发展前景，被誉为第三次工业革命的标志。

特种工程塑料主要包括聚苯硫醚（PPS）、聚砜（PSF）、聚酰亚胺（PI）、聚芳酯（PAR）、液晶聚合物（LCP）、聚醚醚酮（PEEK）、含氟聚合物（PTFE、PVDF、PCTFE、PFA）等，特种工程塑料种类多、性能优异价格昂贵。例如：PPS 比重小、强度高、耐腐蚀，可用其取代金属材料，制成军事装备所需的结构部件。如：发动机散热器、车体门、电动泵等，跨海水陆两用坦克炮塔底座、耐腐蚀旋转齿轮、密封环、活塞环、密封垫片、电喷发动机转子叶轮等，可有效降低战车的重量，提高其机动性、可靠性、破损安全性以及乘坐舒适性；用PPS 制成的自润滑轴承、滑动垫片等制品非常适合于武器及装甲战车在各种恶劣的自然条件下使用，提高装备的可靠性和战时出勤率。

目前可供熔融沉积型3D打印的材料品种较少，并且对材料的要求较高，使用最广泛的打印材料为聚乳酸和ABS，而特种工程塑料却较难在FDM打印中应用，打印产品不能直接用于工业领域甚至军事领域，只可作为模型并无太大实用效果；国内外的FDM打印机所采用的材料均是直径均匀的线材，导致原材料在打印之前已经经历了一次热成型，导致高分子材料的力学强度有所下降；目前的3D打印受制于技术原因，打印产品尺寸小，例如，在申请号为2018105442374的发明专利中公开了一种基于熔融沉积成型的3D打印机包括挤出装置、打印机机架、台面移动机构和台面，但打印机出的产品尺寸会受到打印机架及台面的大小的约束，因此设计一种工业级无限尺寸3D打印机非常有必要，既能够打印特种工程塑料，满足工业、军事、医疗等特殊领域；又可以打印无限尺寸的物件，拓宽其适用范围。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可打印颗粒或粉末状的特种工程塑料、工程塑料和通用塑料的3D打印机，且打印的产品尺寸在某一个维度上可以无限大。