[发明专利]一种熔融堆积3D打印机及其打印方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印技术，具体涉及一种熔融堆积3D打印机及其打印方法。

背景技术

3D打印是目前一种被广泛应用的快速成型技术，其成型工艺原理是：首先建立目标零件的计算机三维模型，然后用软件将三维模型进行分层切片处理，得到每一个加工层面的数据信息，在计算机控制下，根据切片层面信息进行叠层增材制造，完成目标加工的制造。3D打印的优势在于不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，速度快，效率高，能够实现自由形状实体的自动化制造，正在受到越来越广泛的重视。

熔融堆积3D打印机为目前的3D打印机中的一种。熔融堆积3D打印机因设备造价及打印材料成本比较低廉而得到普遍应用。但熔融堆积3D打印机还存在以下技术缺陷：1、熔融堆积3D打印机打印的产品强度较低，这无法达到工程应用的要求；2、熔融堆积3D打印机打印产品的表面粗糙；3、适用的打印材料局限性大。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、合理，打印产品的强度大及打印产品的表面光滑性好的熔融堆积3D打印机。同时，本发明还提供了一种熔融堆积3D打印机的打印方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：本熔融堆积3D打印机，包括壳体和升降机构，所述升降机构安装于壳体内，还包括复合挤出机构，所述复合挤出机构包括机筒、螺杆和长纤维输送管，所述机筒的侧壁设置有与机筒的料腔连通的进料管，所述螺杆可转动的安装于料腔内，所述螺杆设有安装通道，所述安装通道连通螺杆的上端和下端；所述长纤维输送管插入于安装通道中，所述长纤维输送管设有用于输送连续长纤维的输送通道；所述输送通道、安装通道和料腔依次连通。

在螺杆中设置安装通道及在安装通道中设置长纤维输送管，构成连续长纤维挤出系统，这可使连续长纤维和包裹其的打印材料同时被挤出，从而提高打印产品的强度及表面光滑度，并且加工效率高。

优选的，所述复合挤出机构还包括第一支架、第二支架和长纤维输送辊组，所述第一支架和第二支架自上而下安装于升降机构，所述长纤维输送辊组安装于第一支架，所述机筒的上端安装于第二支架，所述长纤维输送管的上端固定于第一支架，且所述长纤维输送管位于长纤维输送辊组的下方，所述长纤维输送管与长纤维输送辊组连接。这在连续长纤维挤出系统中增加长纤维输送辊组，这提高连续长纤维输送的自动化程度，保证了连续长纤维可稳定、可靠的输送。

优选的，长纤维输送辊组包括第一电机、主动辊、从动辊、主动轴和从动轴，所述第一电机安装于第一支架的侧面，所述主动轴和从动轴平行安装于第一支架上，且所述主动轴与第一电机连接，所述主动辊和从动辊分别安装于主动轴和从动轴，且所述主动辊和从动辊相对设置。

优选的，所述长纤维输送管的输送通道的入口位于主动辊和从动辊之间的正下方。

优选的，所述料腔的中心线、螺杆的中心线和长纤维输送管的中心线在同一直线上。

优选的，所述复合挤出机构的下方设有工作平台和支承工作平台的滑轨。

优选的，所述复合挤出机构还包括纤维切刀、喷嘴和气缸，所述喷嘴安装于机筒的出料口，所述喷嘴设有与纤维切刀匹配的切除通道，所述切除通道与喷嘴的内孔连通，所述气缸固定于机筒的下端面，所述纤维切刀安装于气缸的伸缩杆，且所述纤维切刀插入切除通道。

优选的，所述进料管的上端设有加料斗，所述进料管的中心线与机筒的中心线之间的夹角大小为30°～90°；所述机筒的下端设有至少1外加热圈，所述加热圈位于进料管的下方。

优选的，所述第二支架的侧面设有第二电机，所述第二电机通过传动机构与螺杆连接，此传动机构为蜗轮蜗杆传动机构。

优选的，所述升降机构包括升降架、丝杆和2根导杆，2根所述导杆分别固定于壳体内的两端，所述升降架的两端均设有被导杆穿过的通孔，所述丝杆安装于壳体内，所述升降架套接于丝杆。

上述的熔融堆积3D打印机的打印方法，包括以下步骤：

(1)在计算机上建立目标零件的三维模型，然后用软件将三维模型进行分层切片处理，得到每一个加工层面的平面数据信息，并转化为工作平台的移动轨迹指令及升降机构带动复合挤出机构上下移动的指令；