[实用新型]用于可流动性原料3D打印的挤出机构

说明书

技术领域

本实用新型属于3D打印领域，具体涉及一种用于可流动性原料3D打印的挤出机构。

背景技术

3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属、黏土、塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。在打印时，软件通过电脑辅助设计技术(CAD)完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，后者会将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型。

目前大多数的桌面打印机的挤出机构，无论是固体线材还是具有一定流动性的胶体多采用丝杠挤出，例如专利CN105057667A中公开了一种3D打印机构，采用电机、注射器和滚珠丝杠机构，主要用于导电银浆打印电子线路。丝杠挤出机构的加工成本和加工要求较高，丝杠类挤出机构用于食品打印时，更换原料和清洗丝杠挤出机构比较费事，如果清洗不干净容易混料，或滋生细菌引起食品安全等方面的问题。

具有一定流态(可流动性)的原料作为打印材料进行3D打印在目前应用较为广泛，这类原料例如导电油墨、磁性浆料、黏土浆料、食品浆料、融化的巧克力等，其因为原料的物理性质，进行3D打印时输送原料的挤出机构必须与浆料或胶体的物理性质相匹配，同时原料传送也必须适用于这些原料的物理特性，以及适用于相应的快速固化和干燥系统。

针对可流动性原料的3D打印，也有采用蠕动挤出方式的设计，例如中国专利CN204019803U公开了一种3D打印机供料装置，该方案中供料装置的蠕动泵通过旋转使得多棍子对软管进行挤压从而将原料输送至喷头用于打印。该可以打印具有一定流态(可流动性)的原料例如热融的巧克力材料等，而且通过加装保温条等手段还能够对打印材料进行保温。但是，这种蠕动泵的结构实际上是单头蠕动，即仅是单一蠕动作为驱动源，这种单头蠕动泵在输送原料过程中一方面因为挤压实际上仅作用在较长的原料软管的中间的很短区域上，其不能很好的输送粘度较大的耗材，在打印速度较快时可能会出现断料的情况；另外，由于这种单头蠕动积压运动会有不连续性，使得送料过程中会存在较大的脉动现象，导致流量不均匀，使得打印质量较差，无法实现精细打印。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种用于可流动性原料3D打印的挤出机构及其应用，其通过对蠕动机构的结构改进同时通过相应的原料挤压配套结构的优化，可以对原料输送管的大部分长度区域进行作用，并克服送料中的脉动问题，避免打印速度较快时断料现象的产生，原料挤压平顺稳定，从而实现精细高效的打印效果。

为实现上述目的，按照本实用新型，提供一种用于可流动性原料3D打印的挤出机构，其包括支架以及安装在支架上的电机、蠕动单元和喷头，所述电机可驱动所述蠕动单元蠕动，以将与原料罐连通的原料软管中的可流动性的打印原料输送至喷头进行打印；

其特征在于，所述蠕动单元包括设置在支架上的蠕动单元壳体、以及在壳体内的平行间隔设置且可同步转动的至少三个滚轮组成的滚轮组，且相邻滚轮的间隙空间内分别并行设置多个滚子，多根原料软管分别一一对应设置在各间隙空间中并可在滚轮转动而带动滚子滚动过程中被相应间隙空间中的所述滚子挤压，以此方式各原料软管中的原料可被蠕动挤压而输送至喷头。

作为本实用新型的进一步优选，所述滚子两端分别与对应两滚轮的侧面固定，并沿对应滚轮的外边缘呈周向均匀布置。

作为本实用新型的进一步优选，所述滚子优选呈圆柱体，其与对应的滚轮侧面垂直。

作为本实用新型的进一步优选，两相邻间隙空间中的各滚子在滚轮周向上相互错开，优选其中任一间隙空间中的任一滚子在周向上平分相邻的另一间隙空间中的相邻两滚子在周向上形成的角度。

作为本实用新型的进一步优选，各所述间隙空间中的滚子数量可以相同，例如均为3-6个，也可以不同。

作为本实用新型的进一步优选，所述蠕动单元壳体上其中一侧分别设置有与所述间隙空间数量相同的多个与原料罐连通的软管进口，相对应地，相对的另一侧分别设置多个与打印喷头连通的软管出口，所述蠕动单元中的每个原料软管分别与其中一软管进口和一软管出口连通。

作为本实用新型的进一步优选，所述支架上还设置有相互啮合的驱动齿轮和从动齿轮，主动齿轮与电机输出轴连接，从动齿轮与蠕动泵连接，电机通过上述啮合的齿轮驱动蠕动泵中的各滚轮同步转动。

作为本实用新型的进一步优选，滚轮中靠近从动齿轮一侧的滚轮上开有定位孔，所述从动齿轮上同轴固定设置有安装盘，安装盘上设置有凸起的键，从动齿轮通过该键与滚轮上的定位孔配合，实现与滚轮连接以传输动力。