隔热风琴防护罩的制作方法

本发明属于3d打印机技术领域，具体涉及一种3d打印机用的隔热风琴防护罩。

背景技术：

3d打印技术是一种快速成形技术，它以数字三维模型文件为基础，将金属、塑料、光敏树脂等成型材料通过逐层打印的方式成型物体的技术，属于增材制造。其相对于传统的加工方式有成型速度快，无需模具，可以成型传统方式无法实现的复杂结构。目前这种方式已在教育、珠宝、医疗、工业设计等众多领域得到广泛应用。

很多打印材料，特别是结晶态聚合物需要在较高且均匀稳定的特定腔体温度下才能很好的成型，如pei、peek等特种工程塑料成型时的腔体温度甚至要在200℃以上，否则就会出现机械性能下降，甚至翘曲、开裂等问题。但电机、导轨等运动机构无法在如此高的温度下工作，因此需要将运动机构与高温腔体隔离开，只让打印头穿过隔热层伸入高温腔体内部，其他部分工作于常温环境。这就需要一种具有良好隔热保温能力的运动防护罩，而目前的运动防护罩主要是解决机床等设备的防水防尘需要，常见如风琴防护罩、钢板防护罩等，都为单层结构，并不具有隔热保温功能。因为无法解决运动防护隔热的问题，目前高端3d打印机通常的做法是选用尽可能耐高温的运动部件，并将腔体温度限制在运动部件允许的温度极限以内，这种方式通常只能实现100℃以内的腔体温度，能够适用的打印材料受到很大的限制。因此亟需一种能够应用在高温环境，并具有良好隔热保温功能的运动防护罩，以解决现有3d打印机高温腔体与运动部件间隔热防护的问题。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种隔热风琴防护罩，以解决现有3d打印机高温腔体与运动部件间隔热防护的问题。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

隔热风琴防护罩，包含多层波浪形隔热层，每一层隔热层在波峰或者波谷处与相邻隔热层连接，风琴防护罩拉伸后相邻隔热层之间为中空结构。

优选地，隔热层的层数至少为2层。

优选地，隔热层的层数为3层或者4层。

优选地，相邻隔热层之间的中空结构的平均厚度为5mm至50mm。

优选地，隔热材料之间使用耐高温线缝合连接。

优选地，相邻隔热层之间通过片状结构相连。

优选地，隔热层材料为玻璃纤维基的耐高温布、玻璃纤维布或者两者的组合。

与现有技术相比，本发明通过采用多层隔热层，并将隔热层中间设计为相互分隔的中空结构，利用热导率极低的空气作为隔热介质，同时相互分隔的中空结构也限制了空气的热对流，使得风琴防护罩整体的热导率大幅降低，从而解决了当前3d打印机高温腔体与运动部件间隔热防护的问题。

附图说明

图1为本发明隔热风琴防护罩第1实施例的三维结构示意图。

图2为本发明隔热风琴防护罩第1实施例的平面结构示意图。

图3为本发明隔热风琴防护罩第1实施例平面示意图的局部放大图。

图4为本发明隔热风琴防护罩第1实施例的结构简单变化后的局部放大图。

图5为本发明隔热风琴防护罩第2实施例的三维结构示意图。

图6为本发明隔热风琴防护罩第2实施例的平面结构示意图。

图7为本发明隔热风琴防护罩第2实施例平面结构示意图的局部放大图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明隔热风琴防护罩做进一步描述，以便于更清楚的理解本发明所要求保护的技术思想。

实施例1：

如图1和图2所示，该实施例中隔热风琴防护罩包含三层波浪形的隔热层，分别是第一隔热层11、第二隔热层12和第三隔热层13。如图3所示，第一隔热层11使用高温线在第一缝合点101及第五缝合点105处缝合连接，形成波浪形结构，第1缝合点101为其波峰处，第五缝合点105为其波谷处。类似的，第二隔热层12在第二缝合点102及第三缝合点103处缝合连接，形成第二隔热层的波浪形结构；第三隔热层13在第四缝合点104及第六缝合点106处缝合连接，形成第三隔热层的波浪形结构。第二缝合点102、第六缝合点106分别是第二隔热层12和第三隔热层13的波浪形结构的波峰，第三缝合点103、第四缝合点104分别是第二隔热层12和第三隔热层13的波浪形结构的波谷。

第二隔热层12在第二缝合点102及第三缝合点103处向外延伸，分别形成上片状结构121以及下片状结构122。第一隔热层11的波峰及第二隔热层12的波峰通过上片状结构121连接，第二隔热层12的波谷及第三隔热层13的波谷通过下片状结构122连接。上片状结构121及下片状结构122的作用在于使三层隔热层之间拉开一定距离，使风琴罩拉伸后，形成一定厚度的上中空结构131和下中空结构132。中空结构的厚度越厚，隔热效果也会越好，但中空结构的厚度增加后也会导致风琴防护罩的厚度增加，使安装使用受到限制，实用性降低，同时达到一定厚度后，再增加厚度时，对隔热性能提升的边际效用降低，因此兼顾隔热性能与实用性，该厚度取5mm~50mm之间时较佳。本实施例中片状结构的高度为15mm，可以算出当风琴防护罩的各折叠面拉伸45度展开后两层隔热层之间中空结构的厚度为10.6mm。

如图3所示的平面结构图中，同一垂直方向上各层隔热层的面是相互平形结构，当减小上片状结构121、下片状结构122高度，同时增加第二缝合点102到第三缝合点103之间的距离时，可以得到相同高度的近似结构，如图4所示。这种结构的极限形式为第一缝合点101和第二缝合点102重合，第三缝合点103和第四缝合点104重合，上片状结构121和下片状结构122的高度减为零。这种变化后的结构同样具有三层隔热层结构，但由于上片状结构121和下片状结构122的高度减小，导致上中空结构131和下中空结构132都像楔子一样互相交替地插入对方之中，这样虽然还是三层隔热层结构，平均厚度也没有变化，但由于上中空结构131和下中空结构132变成接近于竖向隔离，使空气更容易对流传热，导致其无法完全发挥三层隔热层的隔热效果。因此这种简单变形后的结构形式是本实施例的次优选择。

为了便于阐述，玻璃纤维基的耐高温布以下简称高温布。

因为在玻璃纤维布上有涂覆层，高温布的抗弯强度有所提高，因此其还可以起到支撑骨架的作用，但由于涂覆层使原本松散的纤维状结构变得致密，导致其热导率高于普通玻璃纤维布。因此仅从隔热保温效果来讲，同样厚度的玻璃纤维布要优于高温布。实际使用中可以根据要求的抗弯强度及隔热性能的不同，隔热层材料可以为高温布、玻璃纤维布或者是将两种材料叠起来作为一层隔热层使用。本实施例中，三层隔热材料都为高温布。因此具有较高的抗弯强度，在一定的跨度范围内，本实施例无需增加专门的骨架作为其支撑，结构简单，易于加工。

实施例2：

如图5和图6所示，该实施例中隔热风琴防护罩包含四层波浪形的隔热层，分别是第一隔热层21、第二隔热层22、第三隔热层23和第四隔热层24。如图7所示，第一隔热层21使用高温线在第一缝合点201及第七缝合点207处缝合连接，形成波浪形结构，第一缝合点201为其波峰处，第七缝合点207为其波谷处。类似的，第二隔热层22在第二缝合点202及第三缝合点203处缝合连接，第三隔热层23在第四缝合点204及第五缝合点205处缝合连接，第四隔热层24在第八缝合点208及第六缝合点206处缝合连接，分别形成第二、第三及第四隔热层的波浪形结构。每层波浪形结构上端的缝合点是其波峰处，下端的缝合点是其波谷处。

第二隔热层22在第二缝合点202处向外延伸出第一片状结构221，并与第一隔热层21在第一缝合点201缝合连接；同样的，第二隔热层22通过第二片状结构222与第三隔热层23连接；第三隔热层23通过第三片状结构223与第四隔热层24连接。这样四层隔热层就形成了三层中空结构，分别是第一中空结构231、第二中空结构232以及第三中空结构233。本实施例中，第一片状结构221以及第三片状结构223高度为15mm、第二片状结构222高度为10mm。每层隔热层的各个折叠面的宽度均为25mm，可以计算出当风琴防护罩各隔热面拉伸45度时，第一中空结构231及第三中空结构233的厚度与实施例1中相同，为10.6mm，拉伸后第二中空结构232为六边形结构，平均厚度为27.7mm。

该实施例展示的结构中，包含由第二隔热层22和第三隔热层23形成的六边形结构，其相较于实施例1中展示的结构而言，由于多了中间的六边形结构，因此具有更好的抗弯强度，同时隔热层数也增加到了四层，隔热保温性能更好，但厚度也更厚，同时结构也更复杂，增大了缝合加工的工作量。该实施例更适合对隔热性能要求较高的应用场合。

以上两个实施例中本发明技术思想较优的两种实施方式，实际应用中可以根据隔热保温要求、防护罩跨度、防护罩厚度等要求选择最适合的实施方式。实验中发现3~4层时，已经可以有较佳的隔热保温效果，普通应用时采用3~4层隔热层可以较好的兼顾隔热效果与结构复杂度，当需要进一步提高隔热效果时，还可以继续增加隔热层；而在需要结构紧凑轻薄的应用中，也可以只采用2层隔热层结构。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。