[发明专利]精混式堆积成型法及总成以及彩色FDM-3D打印机

摘要

精混式堆积成型法及总成以及彩色FDM‑3D打印机,属于机械领域，2种弃料整合治理法完成：一种是弃料排出法；另一种是弃料缓存法由精准供料机构及精混机构所组成的精混式挤出机总成，可以采用弃掉过度时期的部分熔融物料模式；中心旋转对称状的物料混合腔，其侧面的多个孔为各色熔融物料的入孔，下面的孔作为熔融混合物料挤出孔，上面的孔为混料棍的过孔同时也是通往弃料缓存腔的弃料过料孔；物料混合腔的容积要足够的小，该容积是由混料棍的前端膨大部位(19)与物料混合腔的内壁所围成的薄层微空间决定；这样物料混合腔的所容纳物料体积就可以在0.1立方毫米数量级,可以广泛用于FDM快速成型打印机中。

主权项

精混式堆积成型法，该方法是用于处理多色物料精准混合及逐层堆积方式的FDM‑彩色物件成型方法；实现该方法的主要构造包括:精准供料机构及精准混料机构组成；精准供料机构是由预先加温处理前级及容积泵级组成，精准混料机构是由物料物料混合腔及混色棍组成；精准供料机构的结构特为：使用容积泵如：齿轮容积泵(1)、柱塞泵或蜗杆泵,在容积泵驱动电机(2)的驱动下，进行精准供料，所供物料可以是丝状、粗颗粒或粉末状；在吸入齿轮容积泵(1)之前要预先进行预先加温处理；精准混料机构的结构特点：物料混合腔的形状为中心旋转对称状，侧面的多个孔为各色熔融物料的入孔，下面的孔作为熔融混合物料挤出孔；物料混合腔的容积是由混料棍的前端膨大部位(19)与物料混合腔的内壁所围成的薄层微空间决定；这样物料混合腔的所容纳物料体积就可以微小；混料棍的旋转运动时，由于其头部是活塞状的膨大的侧面部位扫过支物料孔道(12)的所有微孔，将使得扫过挤入各色熔融物料的入孔的各色熔融物料,物料在旋转表面带动下沿着螺旋交汇路径,瞬时充分混合多色微量熔融物料，并在后续物料的推动下，混合物料进入挤出孔排料或棑向弃料缓存腔；另外为完成色调的突变响应，必须完全丢弃或部分丢弃色调过度阶段的全部或一部分混合熔融物料,为此采用2种弃料整合治理法来完成：一种是弃料排出法；另一种是弃料缓存法；弃料排出法就是将过度阶段未完成色调的突变的部分混合物料挤出到打印物件区域以外的陪打印物件上或者是直接打印在成型物件的无需要着色的非表面区域；弃料缓存法是将过度阶段未完成色调的突变的部分混合物料挤到弃料缓存腔；弃料缓存腔与挤出头一起维持一定的高温；弃料缓存法的一种方法是:使用一套与精准供料机构一样的容积泵供料机构,该泵的逆向运转就可以将物料混合腔的熔融物料逆向导出，该弃料也被称之为缓存物料；控制其它各色供料容积泵的转速，使其变容速率等于其它各色容积泵的变容速率之和,物料混合腔的混合物料的流入与流出总量就相等，没有物料从挤出孔被挤出,当控制其它各色容积泵的相对转速，使其变容速率小于其它各色容积泵的变容速率之和,使得物料混合腔的混合物料的流入与流出总量不等，而剩余的部分物料从挤出孔被挤出；此时挤出孔的位移速度与正常相比有所降低处于缓慢位移状态,单位位移长度的色彩变化率有所增加；另外；缓存物料在吸出物料混合腔后，被泵入高温储存腔中，的内部空间形状可以是倒圆台形状的，有利于凝固后取出；缓存物料也可以再被逆向回泵到物料混合腔中,将这部分缓存物料再次利用,打印到物件无需着色的部位,如填充构造、内空间及内表面等；弃料缓存法的另一种方法是:无需容积泵,仅仅在混料棍轴向运动的配合下，向下运动密闭挤出孔,将过度阶段的物料挤到弃料缓存腔；弃料缓存腔位于挤出孔的上方，与挤出头一体化并维持高温，使得存于其中的弃料呈熔融状态,在混料棍轴向向上运动后将密闭通往弃料缓存腔挤的孔,缓存弃料工作结束；其着色方法除了上述多色物料混合方式外,还有单色物料注入多色颜料方式:供色就是使用专用的通道直接向物料混合腔提供各色颜料,它与供料精混式挤出机总成在结构及原理上有很大的相似之处,所不同的是只有1或2路精准供料机构和实现弃料缓存法的弃料缓存构造‑‑‑‑再有一套与精准供料机构一样的容积泵供料机构,在过渡色缓慢期间,该泵逆向运转时将混合物料作为缓存物料由物料混合腔导入弃料缓存腔(19)；控制其它各色容积泵的相对转速及比例，获得各个颜色；供入物料混合腔的料量与泵 离物料混合腔的料量之差也是挤出孔的流量,当流量减少时,意味着挤出机总成的运行速度的匹配减慢,挤出机总成的单位运行距离的颜色变化率增加,色调细节表现能力增强；其特征就在于：方法流程为:采用容积泵将被预先加温处理前级的熔融了的物料泵入到物料混合腔；着色采取多色物料混合方式或单色物料注入多色颜料法；对于物料混合腔的熔融混合物料,采取弃料排出法或弃料缓存法来处加速物料混合腔的混合色度变化速度；对于弃料缓存腔的缓存物料可以弃掉或是选择打印在成型物件的无需要着色的填充区域或表面区域上；物料混合腔中的各色物料的混合采用腔壁自然螺纹混合法或采用混色棍旋转混合法。