[实用新型]一种高温FDM3D打印设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及新型装备制造领域，具体涉及一种高温FDM3D打印设备。

背景技术

增材制造技术(也称“3D打印”)是基于计算机三维CAD模型，采用逐层堆积的方式直接制造三维物理实体的方法。增材制造技术可以在一台设备上快速精密地制造出任意复杂形状和结构的零部件，从而实现“自由制造”。与传统加工技术相比，增材制造可降低加工成本20％-40％以上，缩短产品研发周期约80％。近20年来，增材制造技术得到了快速发展，形成了多种成型技术和装备。这些技术面向航空航天、武器装备、汽车、模具以及生物医疗等高端制造领域，直接制造三维复杂结构，解决传统制造工艺难以甚至无法加工的制造难题。增材制造作为一项前瞻性、战略性技术，其工程应用性很强，领域跨度大，对未来制造业，尤其是高端制造的发展十分重要。其中熔融沉积快速原型制造(FDM) 是一种将各种热熔性的丝状/粉体材料加热熔化挤出成型技术，它具有设备简单、工艺干净、运行成本低且不产生垃圾，可以快速构建中空零件等优点。相比于针对军工的选择性激光融化设备(SLM)，FDM打印机价格低廉，易于推广并尽快应用于工艺品、模具、汽车零部件直接制造等民用工业。但现有的FDM成型设备受固件及控制组件的限制，基板温度最高只能达到120℃，打印头温度最高可达280℃。这些限制导致目前可用于FDM打印的主要是ABS和PLA两种材料。随着技术的的进步及3d打印技术应用领域的拓展，尼龙、PEEK和聚酰亚胺等高强度耐高温的高性能工程塑料的打印必然是一种趋势。与之配套的打印设备的研发也迫在眉睫。

目前，FDM3d打印设备均采用集成电路板进行控制。打印头加热、步进电机控制、显示和成型室加热均在一块控制板上。这样做方便设备的小型化，但大功率的基板加热控制器和小功率的步进电机控制等混在一起，既容易造成相互干扰，同时也限制基板和打印头加热功率的进一步提高，造成很多高强度耐高温的高性能工程塑料无法打印。如果简单的将打印头和成型室加热分离，高温环境会造成步进电机等元器件寿命下降、精度降低，甚至无法工作。同时高温对流还会造成打印耗材软化，造成步进电机力传导效率下降，输送阻力增加，容易出现断丝或者堵喷头等现象。造成打印无法正常进行。因此，提高加热功率和增强保温效果，同时不造成因惯性或摩擦阻力过大导致设备打印精度下降是该类设备研制的难点。

发明内容

本实用新型的第一方面提供了一种高温FDM3D打印设备，所述打印设备包括加热及温度控制系统、保温系统、散热系统和运动控制系统；

其中，所述打印设备的部件包括打印头、成型基板和成型室，设有独立的控制电路；

并且，所述打印头是由陶瓷发热体构成的，以及所述加热及温度控制系统还包括给所述成型基板加热的陶瓷发热板。

在另一优选例中，所述的控制电路为外置式控制电路。

在另一优选例中，所述的加热及温度控制系统设有一外置式温度控制器。

在另一优选例中，所述打印头的最高温度可达450℃。

在另一优选例中，所述成型基板的最高温度可达300℃。

在另一优选例中，所述成型室的最高温度可达230℃。

在另一优选例中，所述保温系统包括成型室的侧面和正上方中心区域，并且所述保温系统采用三层结构，由外向内依次包括：保温箱外壳、保温材料和保温箱内胆。

在另一优选例中，所述保温箱外壳和保温箱内胆材质不同。

在另一优选例中，所述保温箱外壳和保温箱内胆材质相同。

在另一优选例中，所述保温箱外壳和保温箱内胆材质同为不锈钢。

在另一优选例中，所述保温材料选自下组：气凝胶保温毡、陶瓷纤维纸、耐火棉、或其组合。

在另一优选例中，所述的成型室与Z轴连接部位设有毛刷。

在另一优选例中，所述毛刷材质包括：尼龙、玻璃纤维、羊毛、或其组合。

在另一优选例中，所述成型室的顶部与XY轴十字滑台连接部位采用三防布进行包裹，并且所述三防布上部设有一金属板，而三防布下部设有一可系带的松紧口。

在另一优选例中，所述三防布为帐篷式结构。

在另一优选例中，所述金属板通过螺丝与XY轴十字滑台连接。

在另一优选例中，所述金属板与XY轴十字滑台间设有保温材料。

在另一优选例中，所述可系带的松紧口固定于成型室外壁。

在另一优选例中，所述成型室的底部设有一红外发热盘，用于加热所述成型室。

在另一优选例中，所述红外发热盘为红外陶瓷发热盘。