[发明专利]用于3D打印所需石墨烯添加剂的高效混料装置

说明书

本申请公开了一种用于3D打印所需石墨烯添加剂的高效混料装置，属于3D打印领域，用于3D打印材料制备，其中顶盖上连通有多个进料管，底板上连通有带截止阀的出料口，顶盖的中心轴线处连接有向搅拌筒体内延伸的主轴，主轴的底端通过主轴支撑座连接于底板上，主轴通过主轴连杆连接有搅拌叶片，搅拌叶片的端部固定有竖向放置且中心轴线与顶盖所处平面垂直的循环筒，循环筒的两端开口，且在循环筒的周向分布有若干分布孔；循环筒的内部设有分支搅拌杆，分支搅拌杆在位于循环筒内部的位置处固定有螺旋叶片，分支搅拌杆的顶端与传动支撑板转动连接。其能够实现石墨烯与高分子材料为代表的复合打印材料的高效分散与混合，进而提高3D打印材料的制备效率。

技术领域

本发明属于3D打印线材领域，具体地说，尤其涉及一种用于3D打印所需石墨烯添加剂的高效混料装置。

背景技术

3D打印（3D printing）是一种始于上世纪90年代中期的技术，其能够利用光固化以及纸层叠的技术实现建模文件的快速成型。3D打印与传统打印的工作原理相同，其都需要基于所承载的流体或粉末的打印材料来实现。随着3D打印技术的逐渐成熟与发展，3D打印运用粉末状金属或塑料等可粘合材料在产品原型、模具制造以及艺术创作等领域替代了精细加工工艺。

由于石墨烯具有较为优异的光学、力学的特点，并且导电效果优异，其与硅胶、聚氯乙烯等高分子材料共同作为3D打印材料时，由于石墨烯与高分子材料之间存在分离特性，均匀性较差，难以满足3D打印产品内部均匀精度的要求，造成力学性能不理想。例如在中国专利公开号CN110527221A所公开的一种石墨烯3D打印材料及其制备方法，其在制备的过程中需要将两种不同的溶液分别进行处理并且在设定温度下充分混合，以便将石墨烯尽可能地分散于其中。因此，在含有石墨烯的3D打印材料中，如何设置高效混料装置，成为石墨烯与以高分子材料为代表的复合打印材料生产过程中需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于3D打印所需石墨烯添加剂的高效混料装置，其能够实现石墨烯与高分子材料为代表的复合打印材料的高效分散与混合，进而提高3D打印材料的制备效率。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明中所述的一种用于3D打印所需石墨烯添加剂的高效混料装置，包括搅拌筒体，搅拌筒体的两端出口分别连接有顶盖、底板，其中所述顶盖上连通有多个进料管，底板上连通有带截止阀的出料口，所述顶盖的中心轴线处连接有向搅拌筒体内延伸的主轴，主轴的底端通过主轴支撑座连接于底板上，所述主轴通过主轴连杆连接有搅拌叶片，搅拌叶片的端部固定有竖向放置且中心轴线与顶盖所处平面垂直的循环筒，循环筒的两端开口，且在循环筒的周向分布有若干分布孔；所述循环筒的内部设有与之同轴的分支搅拌杆，所述分支搅拌杆在位于循环筒内部的位置处固定有螺旋叶片，分支搅拌杆的顶端穿过顶盖后与传动支撑板转动连接；所述传动支撑板上设置有变速箱，变速箱的输入端连接于主轴上，变速箱的输出端连接于分支搅拌杆上；所述主轴被主轴驱动机构驱动，主轴驱动机构固定于顶盖上。

进一步地讲，本发明中所述的搅拌叶片包括两块对称设置的板体，两块对称设置的板体通过连杆座体固定于主轴连杆的两侧；所述搅拌叶片的内侧面加工有若干搅拌齿。

进一步地讲，本发明中所述的搅拌叶片在向上延伸的过程中，其宽度逐渐减小，且所述搅拌叶片的外侧面及底面为直线型平面，所述搅拌叶片的内侧面为圆弧形面；所述搅拌齿位于圆弧形面的上半部。

进一步地讲，本发明中所述的主轴在位于搅拌筒体的位置处设置有定位支撑，定位支撑通过轴套连接于主轴上，定位支撑的末端设置有供分支搅拌杆穿过的通孔。

进一步地讲，本发明中所述的顶盖上设置有容纳与固定密封轴承的顶盖环体，所述密封轴承通过带有轴承结构的轴套连接有分支搅拌杆，分支搅拌杆穿过密封轴承后与传动支撑板连接。

进一步地讲，本发明中所述的循环筒上所分布的分布孔在远离搅拌叶片的周向面上分布，且分布孔的截面为锥形，分布孔截面较小的一端位于循环筒的外侧。