[发明专利]一种用于线材多组分梯度成形增材制造的挤出喷头机构

说明书

本发明提出了一种用于线材多组分梯度成形增材制造的挤出喷头机构，包括平板、若干组挤出送料部件、加热部件、打印喷头、导线管和传动机构，安装平台或成形平台在水平面上自由平移，每次有且仅有一个打印喷头挤出线材用于增材制造，且每次线材被任一打印喷头挤出时的末端沿铅垂线投影至水平面的位置始终保持不变，加热部件用于对导线管内流经的线材进行加热，使线材熔化后从打印喷头挤出，并随安装平台或成形平台的平移而喷涂于成形平台上表面；实现了多组分梯度材料进行增材制造的目的，同时设置每次线材被任一打印喷头挤出时的末端沿铅垂线投影至水平面的位置始终保持不变，无需扩大安装平台或成形平台的平移范围。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种用于线材多组分梯度成形增材制造的挤出喷头机构。

背景技术

增材制造广泛应用在各个领域，产生了多种具有不同成型工艺的设备。然而，这些设备大部分只能用于制造单材料均质零件，不能用于加工多材料零件。多材料零件是指由多种材料在零件内部连续或非连续分布而构成的功能性零件，主要包括多材料装配体、功能梯度材料零件和多相材料零件。

目前，增材制造除了采用激光选区烧结技术，还可以采用线材挤出喷涂的方式进行。其设备包括挤出送料部件、加热部件和打印喷头。其工作原理是，将一成卷的线材通过挤出送料部件向打印喷头进行送料，在送料过程中利用加热部件对线材进行加热升温使材料熔化，后将熔化的材料从打印喷头适量挤出，并据打印轨迹喷涂于成形平面，通过层层喷涂最终完成增材制造。

而本发明的目的，则是设计一种能够利用多组分梯度材料进行增材制造，且适用于采用线材挤出喷涂的制造方式的增材制造设备。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种能够利用多组分梯度材料进行增材制造，且对工作空间需求较小的用于线材多组分梯度成形增材制造的挤出喷头机构。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种用于线材多组分梯度成形增材制造的挤出喷头机构，包括安装平台和成形平台，成形平台在增材制造过程中沿铅垂线的上下升降，安装平台设置于成形平台正上方，还包括平板、若干组挤出送料部件、加热部件、打印喷头、导线管和传动机构；传动机构具有一活动端，安装平台或成形平台安装于传动机构的活动端上，使安装平台或成形平台在水平面上自由平移；平板固定连接于安装平台；若干挤出送料部件固定安装于平板上表面；若干导线管固定安装于平板下表面且与挤出送料部件一一对应的连通；打印喷头固定连接于导线管底端，每次有且仅有一个打印喷头挤出线材用于增材制造，且每次线材被任一打印喷头挤出时的末端沿铅垂线投影至水平面的位置始终保持不变；加热部件固定安装于平板下表面且包裹于导线管外，加热部件用于对导线管内流经的线材进行加热，使线材熔化后从打印喷头挤出，并随安装平台或成形平台的平移而喷涂于成形平台上表面。

在以上技术方案的基础上，优选的，成形平台安装于传动机构的活动端上。

更进一步优选的，导线管底端向成形平台方向延伸，并使若干打印喷头彼此抵近，最终使若干打印喷头的末端沿铅垂线投影至水平面的位置彼此重合。

更进一步优选的，还包括旋转电机，旋转电机固定安装于安装平台，平板固定连接于旋转电机输出轴。

在以上技术方案的基础上，优选的，安装平台安装于传动机构的活动端上。

更进一步优选的，还包括转筒，转筒活动连接安装平台，且转筒围绕铅垂线做顺时针或逆时针运动，转筒顶端穿过安装平台上表面并固定连接于平板下表面。

更进一步优选的，还包括旋转电机、齿圈和主齿轮，齿圈固定连接于转筒底端且位于平板正下方，旋转电机固定安装于安装平台，主齿轮固定连接于旋转电机输出轴，且主齿轮与齿圈彼此啮合。

在以上技术方案的基础上，优选的，若干挤出送料部件内装填的线材互不相同。

本发明的一种用于线材多组分梯度成形增材制造的挤出喷头机构相对于现有技术具有以下有益效果：