[发明专利]一种3D打印机进丝结构及其调试方法

说明书

本发明公开了一种3D打印机进丝结构，包括混合加热结构，丝料整形冷却结构，进丝结构，剪切结构和打印结构，混合加热结构设有输入柔性丝料的柔性丝料通道、输入热塑性丝料的热塑性丝料通道和用来混合丝料的混合腔，柔性丝料缠绕在进丝结构。进丝结构带动柔性丝料向下移动时，热塑性丝料远程送料至混合加热结构，熔化的热塑性丝料黏附在柔性丝料周围形成混合丝料，混合丝料在进丝结构带动下进入剪切结构，剪切结构剪断混合丝料，进丝结构持续进丝，被切断的混合丝料从打印结构挤出。通过进丝结构将柔性丝料持续送料，在打印结构打印之前生成了柔性丝料和热塑性丝料构成的混合丝料，解决了柔性丝料由于柔软纤细而难以3D打印的问题。

技术领域

本发明属于3D打印领域，具体涉及一种3D打印机进丝结构及其调试方法。

背景技术

FDM(熔融沉积)3D打印机通过高温加热打印喷头使打印耗材熔化并沉积至打印平台，熔化打印耗材接触打印平台时受冷迅速凝结，打印喷头沿着设定好的打印路径将打印耗材层层沉积到打印平台上，从而构造具有三维结构的模型。

长纤维复合材料由长纤维与聚合物树脂所形成的复合材料。经常使用的长纤维有合成纤维、玻璃纤维、碳纤维、金属纤维等。纤维——聚合物复合材料是已知最强固和最坚韧的工程材料，各种纤维可赋予复合材料优异的机械性能，如高模量、高强度、高韧性等。纤维复合材料中，界面黏合状况在决定材料模量、强度和韧性方面有很重要的作用。如何使用3D打印机打印纤维复合材料是现在3D打印领域的研究方向。

复合材料中会用到柔性丝料和具有一定刚性的热融性丝料混合以便加强打印强度。例如，凯夫拉纤维是一种芳纶纤维材料，具有超高的强度、良好的韧性和抗张性。与玻璃纤维、碳纤维、金属纤维相比，凯夫拉纤维柔软纤细，送丝较为麻烦。而现有可打印长纤维复合材料的3D打印机只能打印硬度较高的长纤维，长纤维和热塑性丝料分别通过不同的送料装置进入喷头，而无法打印柔软纤细的凯夫拉纤维。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印机进丝结构及其调试方法，通过进丝结构带动柔性丝料的移动，将热塑性丝料高温熔化黏附在柔性丝料周围形成混合丝料，剪切结构剪去底部的混合丝料，通过进丝结构将混合丝料送入打印结构，从而打印含有柔性丝料的混合丝料。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种3D打印机进丝结构，包括混合加热结构，丝料整形冷却结构，进丝结构，剪切结构和打印结构，混合加热结构设有输入柔性丝料的柔性丝料通道、输入热塑性丝料的热塑性丝料通道和用来混合丝料的混合腔，柔性丝料缠绕在进丝结构。

将柔性丝料依次通过混合加热结构、丝料整形冷却结构、剪切结构后，缠绕在进丝结构上，进丝结构带动柔性丝料向下移动时，热塑性丝料远程送料至混合加热结构，熔化的热塑性丝料黏附在柔性丝料周围形成混合丝料，混合丝料在进丝结构带动下进入丝料整形冷却结构、进丝结构和剪切结构，剪切结构剪断混合丝料，进丝结构持续进丝，被切断的混合丝料从打印结构挤出。

进一步，丝料整形冷却结构设有定型杆，混合丝料经过定型杆后依次进入进丝结构、剪切结构和打印结构。

定型杆用于混合丝料的冷却定型，便于混合丝料最终进入打印结构。

进一步，混合加热结构还包括加热块，加热块加热混合腔，柔性丝料通道的端口连接有纤维固定螺母，柔性丝料贯穿纤维固定螺母。

加热块对混合腔进行加热，使热塑性丝料熔化。由于柔性丝料柔软纤细，线头较难进入柔性丝料通道，因此可使用胶水或打火机将线头固化，柔性丝料先贯穿纤维固定螺母，再将纤维固定螺母安装在柔性丝料通道的端口处，安装好后，由于接下来的通道都较为宽敞，因此可以手动向下送丝，直至柔性丝料到进丝结构。

进一步，丝料整形冷却结构还包括固定盒，定型杆固定在固定盒内，定型杆设有混合丝料通道，固定盒铰接有检修门，检修门设有观察窗。