[实用新型]一种成型空间自适应三维打印装置

说明书

本实用新型公开了一种成型空间自适应三维打印装置，包括底座；成型腔，设置在底座上方；三维运动机构，由X轴运动单元、Y轴运动单元和Z轴运动单元组成；自适应成型平台，设置在成型腔内部，且可调节自身长度，并安装在Z轴运动单元的动力输出端上；挤出打印机构，安装在Y轴运动单元的动力输出端上；Y轴运动单元安装于X轴运动单元的动力输出端上；所述成型腔包括：后面板；前面板；侧面板，包括相互插接的滑板一和滑板二，滑板一、滑板二的相对一侧分别与前面板、后面板连接；驱使前面板移动的面板驱动机构；上面板，沿侧面板长度方向呈连续波浪形设置。通过设置可随打印结构件尺寸调整的成型腔可有效减少加热时间、提高打印效率、节约能源。

技术领域

本发明涉及快速成型制造技术领域中的三维打印技术，特别涉及一种成型空间自适应三维打印装置。

背景技术

基于现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上发展起来的快速成形制造技术（Rapid Manufacturing，简称RM）可以无需准备任何模具、刀具和工装卡具的情况下，直接接受产品设计（CAD）数据，直接、快速、精确地制造出具有一定功能的新产品原型或直接制造零件。三维打印技术作为快速成形制造技术的一种，自20世纪80年代中后期发展以来受到众多用户和科学研究者的长期关注。其以数字模型文件为基础，通过逐层打印材料的方式来构造实体，可实现复杂结构的一体化快速成型，成为高端制造领域不可或缺的关键支撑技术。凭借极大的技术优势，三维打印技术与大数据、云计算，互联网等新兴先进技术成为数字化制造的主要内容，被誉为有望产生“第三次工业革命”的代表性技术，是推动新一轮工业革命的源动力。

熔融沉积成型（FDM）技术是目前三维打印技术中应用最广泛的技术之一，具有成本低、易操作、潜在应用广泛的优点。在众多FDM技术中，以聚醚醚酮PEEK、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、聚乳酸PLA等热塑性材料打印居多。为了保证打印效果，往往需要在恒定的温度环境中进行打印，尤其是PEEK材料的打印，对打印环境温度要求更为苛刻。为了实现恒温环境打印，申请公布号为CN107187021A的发明专利提供了一种3D打印高温成型装置，包括封闭的成型室、液体冷却组件、加热组件、打印头和三个运动组件，可根据需要控制成型室内部的温度，拓展打印材料的选择范围。但是，由于成型室容积的固定的，而打印结构件的尺寸往往是多变的，当打印材料选择之后，无论打印结构件尺寸多小，成型室均需要加热至理想的打印温度，对于打印小尺寸的结构件而言与打印大尺寸结构件而言所需的加热时间是一样。这将导致两方面的问题：（1）对于小尺寸结构件，加热时间可能比打印时间还要长，降低打印效率；（2）加热时间变长还意味着能源的浪费。因此，从提高打印效率和节约能源的角度来看，有必要设计开发成型空间可随打印结构尺寸变化的三维打印装置。

发明内容

本发明针对现有技术中具有加热成型室的三维打印装置成型空间固定不可调而造成的打印效率低、能源浪费的问题，提供一种成型空间自适应三维打印装置，实现成型空间可随打印结构尺寸的变化而变化，通过控制成型空间的容积实现节约能源、提高打印效率。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种成型空间自适应三维打印装置，包括：

底座；

成型腔，设置在底座上方；

三维运动机构，由X轴运动单元、Y轴运动单元和Z轴运动单元组成；

自适应成型平台，设置在成型腔内部，且可调节自身长度，并安装在Z轴运动单元的动力输出端上；

挤出打印机构，安装在Y轴运动单元的动力输出端上，且位于自适应成型平台上方；Y轴运动单元安装于X轴运动单元的动力输出端上；

所述成型腔包括：

后面板，与底座垂直固定连接；

前面板，与后面板平行设置；