[发明专利]一种可自动移除成型工件的增材成型设备及其成型方法在审

专利信息
申请号: 201710506839.6 申请日: 2017-06-28
公开(公告)号: CN107081902A 公开(公告)日: 2017-08-22
发明(设计)人: 钱宏江 申请(专利权)人: 辽宁三维蚂蚁科技有限公司
主分类号: B29C64/118 分类号: B29C64/118;B29C64/112;B29C64/393;B29C64/379;B29C64/321;B33Y30/00;B33Y40/00;B33Y50/02
代理公司: 沈阳维特专利商标事务所(普通合伙)21229 代理人: 甄玉荃
地址: 123000 辽宁省*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 自动 成型 工件 设备 及其 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及增材制造领域,特别提供了一种可自动移除成型工件的增材成型设备及其成型方法。

背景技术

增材制造技术(也称3D打印技术)近年来得到了迅速的发展,根据成型工艺技术特点可将增材制造技术分为:激光选区烧结(SLS、SLM)、激光立体成型(SLA)、激光数字化处理技术(DLP)、熔丝沉积工艺(FDM)等。在众多的增材制造成型工艺中,熔丝沉积工艺因其具有线材成本低廉、设备原理简单的特点,深受用户的欢迎,目前熔丝沉积工艺的打印机已经在医疗卫生、动漫创作、模具设计等领域得到应用。随着人们对熔丝沉积工艺的深入认识,也对该工艺提出了更高的要求,如:更高的打印精度、更高的成型效率等。然而制约熔丝沉积工艺在工业领域应用的关键,在于其难以实现工件的连续稳定打印,为了实现熔丝沉积的连续打印,需要在单个工件完成打印后,打印机控制系统自动将已成型工件从平台表面移除,以便新的工件能顺利在成型平台表面进行打印。为实现将打印工件的移除的目的,众多研发人员提出了不同的解决方案,美国的Opencreators公司采用自动更换打印平台的方式来实现已成型工件的清除,其工作原理为每完成一个工件的打印,FDM打印机的Z轴下降一定高度,将载有成型工件的样品台由传送带移出,并在成型区域替换空白样品台。该设备在一定程度上实现了FDM打印机的自动打印,但打印的工件仍然粘接在样品台表面,后期需要人工将样品分离,并且由于成型过程中需要不断更换样品台,容易造成样品台与挤丝头间距不均匀,使打印工件与样品台之间粘接不牢固,造成工件打印失败。为解决该问题,国内创必得科技有限公司设计出一套通过加热的方式去除打印工件的工艺,该工艺在成型之初,在成型区域的可加热样品台表面涂抹熔化温度较高的热熔胶,工件在打印完成后,将样品台温度升高到热熔胶的熔化温度,打印头在样品台表面逐行移动,将打印工件推出样品台表面,从而实现打印工件的移除。该方法进一步提高了FDM打印机的自动化程度,但由于成型工件尺寸大小不一,在打印头在样品台表面运动移除样品的过程中,尺寸较小的样品容易残留在样品台表面,影响后期打印的精度和可靠性。美国的Blackbelt公司也提出一种利用传送带的方式实现打印工件移除的方法,该方法将利用同步带作为打印机的样品台,将熔融打印丝直接在同步带表面进行成型,当一个工件打印完后机器的同步带自动移动一定距离,将成型工件移出打印区域,从而使得打印机可以连续不间断的进行打印。该方法在一定程度上解决了熔丝沉积工艺连续打印的问题,但由于同步带通常为橡胶材质,其使用上限温度通常低于200℃,而熔丝沉积工艺的挤出头温度通常大于220℃,在使用过程中容易造成同步带表面的损坏,使打印精度、可靠性下降;并且由于同步带难以和底部的金属板实现紧密贴合,使同步带与挤出头之间的间隙变化较大,加剧了同步带的磨损,也缩短了打印机的使用寿命;此外该打印机采用的打印原料为直径约2mm的打印丝,该供料方式在打印丝重量较小时,送丝电机可以带动料盘转动,对精度影响较小,但由于料盘中打印材料较少,使得更换打印材料的频率较高,影响了连续打印的效果;而料盘中打印材料较多时,送丝电机负荷较大,容易导致送丝电机发热,影响打印质量和送丝电机使用寿命。

因此,如何对现有的增材成型设备及其成型方法进行改进,成为人们亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此,本发明的目的在于提供一种可自动移除成型工件的增材成型设备及其成型方法,以解决现有增材成型设备不能自动移除成型工件、不能对传送带进行稳定地固定等问题。

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