[发明专利]一种传输3D打印粉末耗材的方法

说明书

技术领域

本发明主要使用在三维打印领域。

背景技术

目前3D打印所使用的粉末，多采用气动传输。气动传输以压缩空气作为动力，推动粉末在管道内移动。气动传输不容易控制传输速度和传输量。如果气动传输的管道太细，就会堵塞。粉末无法通过狭小空间，实现微量传输。

发明内容

本发明通过振动，帮助粉末通过很小的空间，从而实现粉末的微量、精确而均匀的传输。

振动源可以是 声波发生器（次声波、声波、超声波）、压电元件、偏心轮等。振动传输装置，使得粉末跟着振动，粉末将处于悬浮状态。粉末和内壁之间，粉末颗粒之间，都有一定的空隙，从而抑制传输过程中的粘附和摩擦。解决 粉末 容易吸附、团聚、堵塞 的难题。振动源也可以是3D打印机上的其他构件，比如负责打印头移动的电机，变压器的互感线圈，还有 绞龙电机的振动。一般振动频率高于30Hz，高频振动使得粉末均匀传输。

狭小空间的限制方式包括 微小的粉末入口和微小的传输管道内径。限制粉末通过的空间，可以避免粉末短时间内大量涌入，造成管道堵塞、传输不均匀。空间限制实现了粉末的微量传输。

粉末传输可以使用外力（重力、气压、活塞、绞龙等），但是必须借助振动，让粉末流畅传输。在传输管道内径很小的情况下，粉末容易吸附在管道内壁上，或者粘成团，形成堵塞，所以单独的作用力无法传输粉末。

也可以在没有外力的情况下（水平方向，或者失重状态），仅靠振动传输；此时粉末将向远离振动源的方向移动。仔细观察这种现象就会发现：振动把粉末颗粒往上抛，颗粒在抛出点附近落下（下落的原因是重力，或者抛出点另外一侧的管壁的反弹力）。越靠近振动源，这个现象越明显，所以宏观上表现出，粉末远离振动源。

为了精确的控制粉末的传输速度、让粉末均匀的传输，可以往粉末里参入大颗粒物质。从而避免粉末短时间内大量涌入，造成管道堵塞。参有大颗粒物质的打印粉末耗材，要在储料库里不停的翻滚，让粉末颗粒和参入的大颗粒混合均匀。粉末需要根据消耗补充，而大颗粒物质无法通过狭小空间，所以不需要补充。

粉末传输的精确控制是通过 控制 振动的频率、幅度和方向、振动持续的时间 还有 粉末的入口尺寸实现的。在装置正常工作的前提下，振动的频率和幅度越大，粉末的传输速度就越大。振动持续的时间越长，粉末输送的量也越大，且成简单的正比关系。粉末的入口尺寸也和粉末传输速度成正向变动关系。粉末传输速度还与 “粉末和大颗粒物质比例” 有关，大颗粒物质越多，粉末传输速度越慢。

附图说明

图 1 为 振动微型绞龙装置（卧式）。图中 1 储料库、2 粉末、3 偏心电机、4 进料口、5 螺旋叶片、6电机、7 外壳。

图 2 为 振动微型绞龙装置（立式）。图中 1 储料库、2 粉末、3 偏心电机、4 进料口、5 螺旋叶片、6电机、7 外壳。

图 3 为 振动式重力传输装置。图中 1储料库、2粉末、3参入的大颗粒、4进料口、5偏心电机、6 传输中的粉末、7 毛细管（大体竖直）。

图 4 为 振动式活塞传输装置和热端。图中 1储料库、2粉末、3参入的大颗粒、4 偏心电机、5进料口、6传输中的粉末（单位长度上的粉末颗粒较少，否则容易堵塞）、7 实在的粉末（不能太厚，否则容易堵住，凉的，不粘）、8粘稠的粉末熔化物（热的，不能接触活塞，否则容易粘在活塞上）、9 不锈钢毛细管、10 聚四氟乙烯毛细管（比较短，导热性差，两段温差大）、11 加热测温元件、12 喷嘴、13活塞。

图 5 为振动式气压传输装置和热端。图中 1储料库、2粉末、3参入的大颗粒、4 偏心电机、5进料口、6传输中的粉末、7 实在的粉末、8粘稠的粉末熔化物、9 不锈钢毛细管、10 聚四氟乙烯管、11 加热测温元件、12 喷嘴、13 耐压外壳。

图 6 为可连续工作的粉末传输装置。图中1振动微型绞龙装置（立式）、2振动式重力传输装置。

图 7 为全彩打印头。图中 1 和3 都是 可连续工作的粉末传输装置（图中没有“振动微型绞龙装置（立式）”），2 是振动式活塞传输装置和热端。

具体实施

下面结合附图对本发明的技术方案进行描述，很显然的，附图所描述的仅仅是应用本发明的一部分实例而不是全部实例。