[实用新型]一种带有冷却系统的3D打印机

说明书

技术领域

本实用新型属于3D打印机技术领域，具体涉及一种带有冷却系统的3D打印机。

背景技术

3D打印是一种快速精准成型技术，区别于传统的减材制造技术，3D打印属于增材制造技术。其以数字化信息技术为基础，属多学科综合应用的高新科技。通过3D打印技术可以将任意数据模型在打印机中逐层堆积成型，快速、精准的转化成实体零部件。3D打印技术因其精确、快速的制造特点，在原型构想、设计验证等领域得到了广泛的应用，同时也为个性化制造提供了新的方向。

3D打印机需要进料电机把3D打印耗材推送到高温的加热腔中熔融，随后从喷头喷出，整个喷头机构及其附属装置要长期承受两百度的高温。随着高性能新型耗材的使用，这一工作温度持续升高，这就对送料电机的要求变得苛刻。使用高性能耗材的工业级的3D打印机往往具有较高温的恒温内部腔室，这就使得送料结构的电机需要处于一个高温的工作环境。送料电机在工作情况下需要散发大量的热量，环境的高温使得热量无法扩散冷却，送料电机会出现在极限工作温度以上工作的情况，会极大降低电机的寿命，甚至烧毁。同时十分不利于3D打印设备的长时间连续工作的稳定性及安全性。因此，现有的3D打印机一般把送料电机置于敞开环境中，由电机周边的较冷的空气进行自由冷却。但这种依靠环境温度自行冷却的方法，速度慢并且冷却效果较差。

也有一些改进的3D打印机采用风扇置于步进电机边上或周边进行冷却的方式，抽取电机周围环境温度较低的空气达到加强冷却效果。该方式在低温的3D打印环境时确实取得了良好的效果。但随着新型3D打印材料的应用，准工业级、工业级3D打印设备往往具有围壁、密封的单层或多层外壳结构，能实现内部打印成型腔室达到50度至150度以上的保温甚至恒温的效果。打印机喷头机构及其附属装置要承受200℃以上的高温，而电机要在50-150度的环境温度下工作，但是电机的工作环境极限温度一般在45-50度，在此温度下，采用风扇冷却时，冷却速度慢冷却效果差，风冷依靠周围冷空气对目标实施冷却，当打印成型室温度较高时，较小的温差对风冷模式产生了显著的影响。随着打印成型室内部温度越来越高，其冷却效能也越来越差。当环境温度高于电机的自身温度工作温度时，风扇冷却会造成反效果。并且，冷却效果不均匀，风扇吹出的冷风成散射状，中心位置冷却快，周边位置冷却慢。另外，风冷模式将产生扰动气流，且随着风扇功率的增大有明显的增长趋势，这对于打印成型的精准度与稳定性是不利的。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种带有冷却系统的3D打印机，本实用新型提供的3D打印机可实现迅速均匀冷却进料电机，增强喉管熔融区的温度阻隔效应，并且不对3D打印设备内腔产生扰动气流，同时对于3D打印机的打印精度及使用稳定性有较大的提高。

本实用新型提供了一种带有冷却系统的3D打印机，包括显示及控制单元(1)、打印平台(2)、打印机外壳(3)、熔融喷嘴(4)、挤出换丝结构(6)、进料电机(7)、打印耗材(8)，还包括冷却系统(5)，所述冷却系统(5)包括：

用于冷却所述进料电机(7)的冷却装置，所述冷却装置包括具有中空结构的壳体(51)以及设置于所述壳体内的冷却结构(52)；

开设于所述壳体(51)上、与所述冷却结构(52)相连通的进料口(53)；

与进料口(53)相连的第一导管(54)；

开设于所述壳体(51)上、与所述冷却结构(52)相连通的出料口(55)；

与出料口(55)相连的第二导管(56)；

设置于所述打印机外壳(3)外部、用于制冷的外部循环制冷装置(57)，所述第一导管(54)与所述外部循环制冷装置(57)的出口相连，所述第二导管(56)与所述外部循环制冷装置(57)的入口相连。

优选的，所述冷却结构(52)为冷却介质。

优选的，所述冷却介质为空气、水、液氨、液氮、水性冷却液或油性冷却液。

优选的，所述冷却结构(52)为冷却管道，所述冷却管道内通入冷却介质，所述冷却管道的入口设置于所述进料口处并与所述第一导管相连，所述冷却管道的出口设置于所述出料口处并与所述第二导管相连。

优选的，所述冷却管道为直管、歧管、盘管或异形流道管。

优选的，所述冷却介质为空气、水、液氨、液氮、水性冷却液或油性冷却液。

优选的，还包括设置于挤出换丝结构(6)一侧、用于冷却所述挤出换丝结构(6)以及所述熔融喷嘴(4)的温度隔绝装置。

优选的，所述温度隔绝装置为风机。