[发明专利]双齿轮减速的3D打印机挤出装置及其工作方法

说明书

本发明提供一种双齿轮减速的3D打印机挤出装置及其工作方法，所述双齿轮减速的3D打印机挤出装置包括罩壳、设在罩壳上的挤出机构和设在罩壳体内用于驱动挤出机构动作的减速机构，所述挤出机构包括两个挤出滚轮和两个挤出齿轮，两个挤出滚轮与两个挤出齿轮相对间隔设置，在该间隔内通过丝材，所述减速机构包括带轮、第一齿轮、与第一齿轮同轴的第二齿轮、与两个挤出齿轮同轴的第三齿轮和第四齿轮，所述带轮与第一齿轮通过第一皮带连接，所述第一齿轮与第三齿轮和第四齿轮通过第二皮带连接，所述带轮由电机驱动转动。本发明具有以下有益效果：本发明减小了打印行走机构的整体重量，使其运动速度更快，满足3D打印机的打印要求。

技术领域：

本发明涉及一种双齿轮减速的3D打印机挤出装置及其工作方法。

背景技术：

现在市面上的FDM式耗材挤出机，其电机的扭矩确定时，其传动部分机械结构都是不可调节的，即当其使用的电机的扭矩确定后，其送丝扭矩也随之确定，无法通过调整挤出机的结构来改变工作扭矩。3D打印机通过挤出机构将熔融材料挤成细丝状，而细丝的挤出形态与挤出机构有着很大的关系，并且会直接影响到打印的产品的好坏。当送丝扭矩过小时，会导致电机失步而剧烈抖动，从而使加热头出丝异常（具体表现为出丝过细，出丝不均匀，断断续续），严重影响了打印件的表面质量和打印精度。特别是在高速打印时，由于送丝要求速度较高，热熔腔体内部压力增加，导致所要求的送丝扭矩倍数增大，上述情况表现尤为明显。

即现在市面上已有的FDM3D打印机其电机的扭矩确定时，其送丝扭矩也随之确定，但是送丝扭矩过小会导致电机失步而剧烈抖动，造成加热头出丝异常，虽然市面上有的挤出机通过改变电机电流等方法来调节扭矩，但实际上调节范围有限，当电流过大时，会造成电机发热，有可能导致电机因为失磁而失步。现有的FDM3D打印机的挤出机有单挤压轮式挤出机构，螺杆式挤出机构，其中螺杆式挤出机构使用传动的进给螺杆将聚合物材料进给到加热进料器中，所述加热进料器在高压下将熔融聚合物挤出通过喷嘴，虽然这种类型通常能够实现高挤出压力，但是重要的缺点在于它的重量，其限制了X-Y平面中的加速度，因此限制了总体打印速度。另一个缺点是螺杆挤出机构的大尺寸，这使其难以安装到3D打印机中。市面上更常见且应用较为广泛的挤出机构多为单挤压轮式挤出机构，挤压轮能够是有齿的，滚花的，滚铣的或以其他方式来处理的，以增加摩擦从而增加可以用于丝材的牵引力。对于高分辨率和更快的构建速度而言需要以更高的进给效率挤出更薄的熔融材料，高的分辨率以及高的挤出速度会导致相对于减少丝材的可夹持表面的面积，并因此导致丝材和进料装置之间产生滑移。由于挤出装置中的滑移，理论和实际的基础速度之间的差距增大导致打印成品差质量和构建中断。

发明内容：

本发明提供一种双齿轮减速的3D打印机挤出装置及其工作方法，该双齿轮减速的3D打印机挤出装置结构简单、设计合理，有利于保证挤出装置的基础精度和挤出压力均匀。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明双齿轮减速的3D打印机挤出装置，其特征在于：包括罩壳、设在罩壳上的挤出机构和设在罩壳体内用于驱动挤出机构动作的减速机构，所述挤出机构包括两个挤出滚轮和两个挤出齿轮，两个挤出滚轮与两个挤出齿轮相对间隔设置，在该间隔内通过丝材，所述减速机构包括带轮、第一齿轮、与第一齿轮同轴的第二齿轮、与两个挤出齿轮同轴的第三齿轮和第四齿轮，所述带轮与第一齿轮通过第一皮带连接，所述第一齿轮与第三齿轮和第四齿轮通过第二皮带连接，所述带轮由电机驱动转动。

进一步的，上述罩壳呈矩形罩状壳体，所述挤出机构设在矩形罩状壳体的一表面上，所述减速机构设在矩形罩状壳体体内。

进一步的，上述带轮与电机之间设有传送软轴。

进一步的，上述两个挤出滚轮均为轴承，两个挤出滚轮之间的间距与两个挤出齿轮之间的间距相同，两个挤出滚轮与两个挤出齿轮对碾。