[实用新型]一种蜡质零件3D打印机

说明书

本实用新型提供了一种蜡质零件3D打印机，涉及增材制造技术领域。其结构包括机架、耗材挤出系统和空间运动系统，耗材挤出系统包括石蜡容器、蜡液输送管、容积泵、加热块、挤出头和冷却风扇，石蜡容器可固定在机架上，蜡液输送管连接石蜡容器和容积泵，容积泵的出口和加热块相连接，加热块的出口与挤出头相连；空间运动系统包括第一方向运动机构、第二方向运动机构、第三方向运动机构和打印小车，容积泵、加热块、挤出头和冷却风扇设置在打印小车上。该3D打印机使用工业石蜡作为耗材，并利用熔融沉积成型工艺打印蜡质零件，不仅大大降低打印机成本，还简化了打印机的结构，降低了耗材价格，在熔模铸造和新品开发等领域应用广泛。

技术领域

本实用新型涉及增材制造技术领域，尤其是一种用于制作蜡质零件的3D打印机。

背景技术

3D打印技术作为一种由三维CAD数据模型经切片软件处理后，直接驱动3D打印机快速完成任意复杂形状三维物理实体零件的技术，又叫增材制造技术(AdditiveManufacturing technology)。3D打印是通过特殊的设备，在打印床(基板)上逐层形成零件的过程，零件的成型过程中，材料是不断增加的，故称增材制造。由于3D打印技术不需要复杂的制模、铸锻和机加工的复杂工序，所以在单件生产性质的产品研发等领域具有独特的优势。

目前，常见的3D打印机型包括SLA、DLP、FDM、SLS、LOM、和3DP等，其中，FDM(熔融沉积成型)机型被广泛使用。据估算，以台数计算，FDM机型的3D打印机占总台数的90％以上，现有的FDM机型使用的耗材主要是PLA、ABS等树脂材料。

蜡质零件，是指零件的构成材料是石蜡。蜡质零件在熔模铸造等领域具有特殊的用途。蜡质零件在以下两个领域被广泛的需求：一是形状复杂、精度要求高、难以脱模的零件；二是在新产品研制阶段，往往是单件或少量生产，传统方法生产其蜡材模芯困难且费时费钱。在这两种情况下利用3D打印技术制造蜡质零件作为阳模芯，能够很好的解决上述问题。

现有的3D打印机中，能够成型蜡质零件的3D打印机有SLS机型和MJM机型。但是SLS打印机在成型蜡质零件时，所使用的耗材是颗粒非常细小的蜡粉，价格很贵；MJM(多喷头三维打印)打印机是类似于喷墨打印机的一种机型，使用的耗材为特制的“蓝蜡”。蓝蜡的纯度要求很高，杂质含量很低。MJM机型的精度很高，但打印效率很低，一台MJM打印机价格在几十万元，蓝蜡的价格也非常昂贵，通常在1元/克以上(普通精制的工业石蜡的价格在10元/kg左右，二者差距100倍左右)。MJM机型适用于打印首饰等尺寸较小、对精度要求很高的熔模铸造蜡芯，并不适合一般工业零件的打印。SLA打印机能够成型树脂蜡，是一种光敏树脂和蜡的复合材料，价格也很高。已有的FDM型3D打印机存在不能使用工业石蜡作为耗材来打印蜡质零件的缺陷，其原因在于，石蜡制成丝材后强度太低且无弹性，远远达不到夹送和挤出需要的强度和弹性。目前3D打印机使用的FDM蜡丝耗材成分绝大部分是树脂，混有少量的蜡质成分，性能与工业石蜡相距甚远，并且价格昂贵。

现有技术中的各种3D打印机，存在无法使用工业石蜡打印蜡质零件、或者需要将石蜡加工成昂贵的蜡粉、或者需要昂贵的特制的高纯度蓝蜡等问题，这导致使用工业石蜡打印蜡质零件难以实现。另外SLS型打印机、MJM型打印机还存在结构较为复杂，价格昂贵的问题。

实用新型内容

为了解决3D打印机制作蜡质零件时存在设备复杂、耗材昂贵的技术问题，本实用新型提供了一种蜡质零件3D打印机，具体的技术方案如下。