[实用新型]一种3D打印机自动换料装置

说明书

本实用新型提出的是一种3D打印机自动换料装置，其结构包括A送料电机，B送料电机，送料管，换料电机，换料台，光电门检测台，光电门传感器，机身，丝杆传动结构；其中A送料电机和B送料电机并列设于机身上表面的右侧，换料台设于机身上表面的左侧，A送料电机和B送料电机分别通过1根送料管与换料台连接；换料台的左侧设有光电门检测台，光电门检测台的顶端设有光电门传感器；换料台的下端与丝杆传动结构连接，丝杆传动结构的一端连接换料电机。本实用新型的优点：1）具有较高的稳定性和准确度，结构精密小巧，大幅降低了成本；2）实现了3D打印机换料过程的全自动化，提高了生产效率，减少耗材的浪费。

技术领域

本实用新型涉及的是一种基于丝杆传动和光电传感的3D打印机自动换料装置，属于技术领域。

背景技术

目前市面上广泛应用的3D打印机是熔融沉积成型（FDM）打印机，其工作原理如下：加热喷头在计算机的控制下，根据产品零件的截面轮廓信息，作X-Y平面运动，热塑性丝状材料由供丝机构送至热熔喷头，并在喷头中加热和熔化成半液态，然后被挤压出来，有选择性的涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓；一层截面成型完成后，工作台下降一定高度，再进行下一层的熔覆，层叠形成截面轮廓，如此循环，最终形成三维产品零件。

市面上广泛应用的FDM型3D打印机，其生产过程中存在一个换料的过程。如果打印工件所需耗材大于一个料盘所装载的材料，料盘上的材料就无法使用而导致浪费。现在普遍使用的换料方法是人工换料；而人工换料存在一定的难度，不利于非专业人员使用，且会降低生产效率；同时，目前市面上还没有能够广泛应用的换料装置，类似的装置多采用滚轮传动结构，且使用了大量步进电机，需要复杂的驱动电路和结构搭建，成本较高。

现有FDM型3D打印机使用的主流耗材为 ABS丝状材料，具有强度高、韧性好、易于加工成型等优点，但同时ABS耗材具有使用温度苛刻的特性，它的成型温度在240~265℃，温度太高会导致ABS分解，温度太低则会导致材料的流动性不良，上述特性也进一步加大了人工换料的难度。

发明内容

本实用新型提出的是一种3D打印机自动换料装置，其目的在于克服上述现有3D打印机换料方式繁琐、人工换料难度大等缺陷，采用光电门传感器和丝杆传动结构相结合，实现3D打印机换料的全自动化，使得3D打印机耗材利用更充分，在减少耗材浪费的同时有效规避大众使用时经常遇到的堵头现象，使得3D打印机更容易被大众接受和使用。

本实用新型的技术解决方案：一种3D打印机自动换料装置，其结构包括A送料电机1，B送料电机2，送料管3，换料电机4，换料台5，光电门检测台6，光电门传感器7，机身8，丝杆传动结构9；其中A送料电机1和B送料电机2并列设于机身8上表面的右侧，换料台5设于机身8上表面的左侧，A送料电机1和B送料电机2分别通过1根送料管3与换料台5连接；换料台5的左侧设有光电门检测台6，光电门检测台6的顶端设有光电门传感器7；换料台5的下端与丝杆传动结构9连接，丝杆传动结构9的一端连接换料电机4。

优选的，所述的A送料电机1、B送料电机2均采用两相四线步进电机， ABS丝状耗材穿过送料电机顶部的1对通孔，并被步进电机顶端的齿轮和固定于送料电机上表面的滚轮所夹持；所述的送料管3为聚四氟乙烯材质，内部中空；所述的换料电机4为两相四线步进电机。

优选的，所述的换料台5的横截面呈T字形，其顶端设有2个出料孔，分别与A送料电机1的送料管3和B送料电机2的送料管3相连接；换料台5的底部设有丝孔，用于与丝杆传动结构9中的丝杆相连接。

优选的，所述的光电门检测台6顶部的中央设有通孔，并通过软管连接至3D打印机机身自带的热熔电机，用于检测进料状态，并保证ABS丝状耗材正常输出至3D打印机；所述的光电门传感器7采用槽型光耦对射光电传感器。