[发明专利]超声波层压3D打印设备

说明书

本发明提供一种超声波层压3D打印设备，超声波层压3D打印设备包括机架、打印平台、竖直移动模组、打印喷头、X方向移动模组和Y方向移动模组。竖直移动模组安装在机架上，竖直移动模组驱动打印平台沿着竖直方向移动，打印喷头通过X方向移动模组和Y方向移动模组安装在机架上，Y方向移动模组驱动打印喷头沿着Y方向移动，X方向移动模组驱动打印喷头沿着X方向移动。超声波层压3D打印设备还包括滚筒、超声波传导装置和两个滚筒移动模组，滚筒沿着Y方向延伸，滚筒移动模组驱动滚筒沿着X方向移动并绕滚筒的中心轴转动。超声波传导装置用于向打印件发送超声波。3D打印设备可增强打印件层高方向的强度，且可免翘曲。

技术领域

本发明属于3D打印成型领域，涉及一种3D打印设备，特别是一种超声波层压3D打印设备。

背景技术

3D打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，在各种领域都有广泛的应用。目前最常用的3D打印技术为FDM，通过熔化细丝状的耗材进行逐层堆积成型，但该方法层与层之间的结合仅靠调节喷头与打印平台之间的距离来增加结合效果，该种方法会在调整平台时产生误差，难以控制，且层与层之间难以形成稳定牢固的结合使得层高方向的强度较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高打印件强度的超声波层压3D打印设备。

为了实现上述目的，本发明提供一种超声波层压3D打印设备，包括机架、打印平台、竖直移动模组、打印喷头、X方向移动模组和Y方向移动模组。竖直移动模组安装在机架上，竖直移动模组驱动打印平台沿着竖直方向移动，打印喷头位于打印平台的上方，打印喷头通过X方向移动模组和Y方向移动模组安装在机架上，Y方向移动模组驱动打印喷头沿着Y方向移动，X方向移动模组驱动打印喷头沿着X方向移动。超声波层压3D打印设备还包括滚筒、超声波传导装置和两个滚筒移动模组，滚筒沿着Y方向延伸，两个滚筒移动模组分别设置在滚筒的两端，滚筒移动模组驱动滚筒沿着X方向移动并绕滚筒的中心轴转动。超声波传导装置用于向打印件发送超声波。

由上述方案可见，在打印过程中，首先进行单层打印，打印结束后，打印喷头移动到平台边缘，同时超声波传导装置工作，将超声波传入打印件，同时滚筒在滚筒移动模组的驱动下，轻微贴合打印件上表面进行纯滚动，超声波传入打印件后，层与层之间发生超声波振动并且生热，使得打印件层高方向牢固结合，之后滚筒移动模组带动滚筒移到打印平台边缘，打印喷头重新开始工作进行下一层的打印，如此往复，直至打印完毕。本发明的超声波层压3D打印设备是通过超声波使层与层之间发生超声振动生热而牢固结合，使得打印件强度均匀且能通过振动消除应力，避免翘曲的产生，可明显提高制品打印质量。

一个优选的方案是，机架上开设有在X方向上延伸的两条滚筒移动导轨，滚筒移动模组安装在滚筒移动导轨上，滚筒移动模组驱动滚筒沿着滚筒移动导轨的延伸方向移动。

进一步的方案是，每个滚筒移动导轨上均设置有齿条，齿条的延伸方向平行于滚筒移动导轨；一个滚筒移动模组包括驱动部件和齿轮，另一个滚筒移动模组包括齿轮，两个齿轮分别安装在滚筒的两端，一个齿轮与一个齿条配合；驱动部件驱动其中一个齿条沿着滚筒移动导轨的延伸方向移动，另一个齿条与机架固定连接。

由此可见，驱动部件驱动齿条移动，从而带动与该齿条啮合的齿轮转动，滚筒另一端的齿轮转动，在另一齿条的作用下，带动滚筒沿着X方向移动，从而实现滚筒转动的同时沿着X方向移动。

一个优选的方案是，超声波传导装置包括超声波发生器，超声波发生器与滚筒电连接并将超声波传送到滚筒，滚筒向打印件发送超声波。

由此可见，滚筒在滚动的同时将超声波传入打印件，从而提高打印质量。

一个优选的方案是，超声波传导装置包括超声波针头和超声波发生器，超声波发生器与超声波针头电连接，超声波针头向打印件发送超声波。