[发明专利]三维打印设备

说明书

本发明提供一种三维打印设备，三维打印设备包括打印腔室、打印平台、平台运动驱动机构、打印喷头、空气电加热箱、发热装置和对流风扇，打印腔室设有打印腔室出气口，打印喷头位于打印平台上方，打印喷头上开设有热空气通道，空气电加热箱设置在打印腔室外，空气电加热箱内设置有加热元件，空气电加热箱上开设有电加热箱进气口和电加热箱出气口，电加热箱出气口与热空气通道连通，电加热箱进气口与打印腔室出气口连通。打印平台、平台运动驱动机构、打印喷头和发热装置均设置在打印腔室内，发热装置和对流风扇设置在打印平台的下方，发热装置包括多个环绕在对流风扇周围的红外热辐射灯。三维打印设备可减少三维打印制品翘曲变形。

技术领域

本发明涉及三维打印技术领域，具体地说，是涉及一种可以减少三维打印制品翘曲的三维打印设备。

背景技术

在工业、制造业高速发展的今天，传统的制造业加工工艺已经无法满足许多高精度、高复杂度、异形的加工要求，在各类高要求高标准的加工需求催生之下，新的快速成型方法应运而生：三维打印。三维打印技术凭借其诸多优势，成为了目前新型制造领域中最受欢迎同时最具生命力的技术之一，和普通打印机只能在二维方向上移动不同，三维打印利用三维CAD数据模型，操控机器对打印材料进行逐层堆积的操作，通过堆积实现3D模型的实体还原，这种制造方式在生产复杂零部件时不仅缩短了研制周期同时还降低了研发成本。

然而熔融塑料在堆积过程中，由于体积收缩而产生的内应力会总是引起原型的翘曲变形，严重时引起分层，甚至使成型无法进行下去，翘曲变形是影响打印产品精度和品质的主要原因，在层厚一定的情况下，影响翘曲的因素最主要的为温度和填充率，研究如何减少翘曲，对三维打印技术的进一步推广和应用具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种可减少三维打印制品翘曲变形的三维打印设备，以解决目前高温热塑性塑料打印时的翘曲问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种三维打印设备，包括打印腔室、打印平台、平台运动驱动机构、打印喷头、空气电加热箱、发热装置和对流风扇，打印腔室开设有打印腔室出气口，打印腔室的外壁上包裹有腔体隔热层，打印平台用于承载三维打印制品，平台运动驱动机构驱动打印平台在三维空间内移动，打印喷头位于打印平台的上方，打印喷头上开设有热空气通道，空气电加热箱设置在打印腔室外，空气电加热箱内设置有加热元件，空气电加热箱上开设有电加热箱进气口和电加热箱出气口，电加热箱出气口与热空气通道连通，电加热箱进气口与打印腔室出气口连通。打印平台、平台运动驱动机构、打印喷头和发热装置均设置在打印腔室内，发热装置包括多个红外热辐射灯，发热装置和对流风扇均设置在打印平台的下方，对流风扇安装在打印腔室底壁的中心位置，多个红外热辐射灯环绕在对流风扇的周围。

由上述方案可见，通过空气电加热箱对气体进行加热，并实现对打印喷头的保温，使三维打印制品受热均匀，且可以实现气体循环利用，节约资源，减少污染。红外热辐射灯对热循环空气进行加热，多个红外热辐射灯环绕在对流风扇的周围,对流风扇能够将红外热辐射灯发出的热量与打印腔室内部的气体进行均匀地混合,从而保证打印腔室内温度分布均匀。另外,腔体通过包裹保温材料有效降低对外的热耗散，使得腔体温度高达250℃以上，且有很好的温度均匀性。本发明提供的三维打印设备有效地解决了目前打印机打印三维制品容易产生翘曲、腔体温度不够高以及温度均匀性不理想的问题。

一个优选的方案是，三维打印设备还包括依次连接的塑化装置、熔体齿轮泵和微滴喷射装置。塑化装置包括料斗、机筒和塑化螺杆，塑化螺杆安装在机筒内并在水平方向上延伸，料斗安装在机筒的顶部并与机筒连通，熔体齿轮泵安装在机筒的出料端。微滴喷射装置包括熔融物料入口和打印喷头，熔融物料入口与熔体齿轮泵连接。

由此可见，通过在料斗内加入颗粒状塑料原料，使用塑化螺杆，配合熔体齿轮泵建压，气动阀针高速运动实现微滴喷射。