用于多功能可扩展FDM‑3D打印机外接混合器的选择阀的制作方法

本发明属于FDM-3D打印机技术领域，尤其是涉及一种用于多功能可扩展FDM-3D打印机外接混合器的选择阀。

背景技术：

目前3D打印正在如火如荼的展开，其发展呈现出结构和材料多样化的特点。目前经常采用整体改进的方式对3D打印机整体进行升级从而实现打印材料多样化。这使得3D打印机模块化发展受阻，不利于其向着模块化方向实现。同时3D打印制造技术属于新型制造和生产技术，越来越技术会尝试着添加到3D打印过程当中，这就进一步要求3D打印的模块化发展。

目前FDM-3D打印机占据桌面机的市场主流。其结构简单，加工成本低，所以很受市场欢迎。针对多彩打印多采用多喷头工艺，同时也同采用多进一出工艺。但是都是在打印机整体上改进。并且常常伴有刮蹭，不可扩展性。上述改进同时会带来3D打印机上不设备整体结构更为复杂，不利于进一步开发设计。

对于FDM-3D打印机中的选择出料装置，大多会选用电磁阀来控制将哪种有色材料选通，这样往往会使整体打印机占用空间较大。本案提出一种新型的选择阀装置，能够使整体打印机结构节约空间，在完成现有设备升级的同时其兼具可扩展性，且对于颜色材料的选通和截止有更加便捷的形式。

技术实现要素：

有鉴于此，设计一种用于多功能可扩展FDM-3D打印机外接混合器的选择阀，以解决上述问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于多功能可扩展FDM-3D打印机外接混合器的选择阀，包括至少两个阀块组，升降机构设置的数量与阀块组相同，每个阀块组由一个升降机构连接并控制，阀块组之间紧密贴合并随着升降装置而产生相对滑动，阀块组之间配合连通形成流道，并设有进料口、截止出料口和选通出料口，每个阀块组上设有一个进料口；截止出料口和选通出料口设于同一个阀块组上，通过升降装置调节使暂时不需要混合的材料通过流道流入到截止出料口停止进给，需要混合的材料流入选通出料口中。

进一步，所述阀块组包括左阀块组、中阀块组和右阀块组，中阀块组设于左阀块组和右阀块组之间，截止出料口和选通出料口设于中阀块组上，截止出料口和选通出料口设于中阀块组的同一侧。

进一步，所述右阀块组包括竖直方向依次拼接的A阀块、B阀块、C阀块和D阀块，推杆固定连接于A阀块下端，B阀块和C阀块之间形成流道，左阀块组和右阀块组的结构相同；

中阀块组包括竖直方向依次拼接的E阀块、F阀块、G阀块和H阀块，推杆固定连接于E阀块下端，F阀块和G阀块之间形成流道，截止出料口设于G阀块和H阀块之间，选通出料口设于F阀块和G阀块之间；

左阀块组的出口和右阀块组的出口可选择连通于截止出料口或选通出料口。

进一步，所述左阀块组的推杆和右阀块组的推杆均为单圆柱杆，中阀块组的推杆设有三个，且呈三角形排列，推杆上均设有销孔，推杆与连接块之间通过销固定连接。

进一步，所述阀块组内设有加热器口和温度传感器口。

进一步，所述左阀块组和右阀块组中，温度传感器口分布于A阀块、B阀块和D阀块；所述中阀块组中，温度传感器口分布于E阀块、F阀块和H阀块中。

进一步，所述左阀块组和右阀块组中，加热器口分布于A阀块、B阀块和D阀块；所述中阀块组中，温度传感器口分布于E阀块、F阀块和H阀块中。

进一步，每个阀块组内的各阀块之间通过键锁紧，并通过定位销定位。

相对于现有技术，本发明所述的多功能可扩展FDM-3D打印机外接混合器具有以下优势：将本选择阀机构应用于FDM-3D打印机外接混合器中，可使实现打印机多彩多材打印，该设计结构不仅节约了打印机的空间，在完成现有设备升级的同时其兼具可扩展性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的立体示意图；

图2为图1的后视立体图；

图3为图1的主视图；

图4为图2的主视图；

图5为图3的俯视图；

图6为图4的仰视图；

图7为右阀块组的结构示意图；

图8为图7的组装图；

图9为图7的左视立体图；

图10为图9的组装图；

图11为中阀块组的结构示意图；

图12为图11的组装图；

图13为图11的右视立体图；

图14为图13的组装图；

附图标记说明：

1-左阀块组；2-中阀块组；201-E阀块；202-F阀块；203-G阀块；204-H阀块；3-右阀块组；301-A阀块；302-B阀块；303-C阀块；304-D阀块；4-进料口；5-推杆；6-温度传感器口；7-加热器口；8-选通出料口；9-截止出料口；10-出口；11-定位销；12-销孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1～14所示，一种用于多功能可扩展FDM-3D打印机外接混合器的选择阀，包括至少两个阀块组，升降机构设置的数量与阀块组相同，每个阀块组由一个升降机构连接并控制，阀块组之间紧密贴合并随着升降装置而产生相对滑动，阀块组之间配合连通形成流道，并设有进料口4、截止出料口9和选通出料口8，每个阀块组上设有一个进料口4；截止出料口9和选通出料口8设于同一个阀块组上，通过升降装置调节使暂时不需要混合的材料通过流道流入到截止出料口9停止进给，需要混合的材料流入选通出料口8中。

所述阀块组包括左阀块组1、中阀块组2和右阀块组3，中阀块组2设于左阀块组1和右阀块组3之间，截止出料口9和选通出料口8设于中阀块组2上，截止出料口9和选通出料口8设于中阀块组2的同一侧。

所述右阀块组3包括竖直方向依次拼接的A阀块301、B阀块302、C阀块303和D阀块304，推杆5固定连接于A阀块301下端，B阀块302和C阀块303之间形成流道，左阀块组1和右阀块组3的结构相同；

中阀块组2包括竖直方向依次拼接的E阀块201、F阀块202、G阀块203和H阀块204，推杆5固定连接于E阀块201下端，F阀块202和G阀块203之间形成流道，截止出料口9设于G阀块203和H阀块204之间，选通出料口8设于F阀块202和G阀块203之间；

左阀块组1的出口和右阀块组3的出口可选择连通于截止出料口9或选通出料口8。

所述左阀块组1的推杆5和右阀块组3的推杆5均为单圆柱杆，中阀块组2的推杆5设有三个，且呈三角形排列，推杆5上均设有用于连接升降装置的销孔12。

所述阀块组内设有加热器口7和温度传感器口6。

所述左阀块组1和右阀块组3中，温度传感器口6分布于A阀块301、B阀块302和D阀块304；所述中阀块组2中，温度传感器口6分布于E阀块201、F阀块202和H阀块204中。

所述左阀块组1和右阀块组3中，加热器口7分布于A阀块301、B阀块302和D阀块304；所述中阀块组2中，温度传感器口6分布于E阀块201、F阀块202和H阀块204中。

每个阀块组内的各阀块之间通过键锁紧，并通过定位销11定位。

加热器口7用于放置加热器，温度传感器口6用于放置温度传感器，分别用来加热和测量所在阀块的温度。

使用时，升降机构带动阀块组在竖直方向移动，通过阀块组之间的相对位移来调节有色材料流向截止出料口9或选通出料口8。通过控制选择阀来调节不同有色材料的进给量。

本装置采用研合工艺加工选择阀。本装置使用时安装于多功能可扩展FDM-3D打印机外接混合器的熔混装置中。使用过程为：在熔混装置中，材料经由进给装置进入到熔混装置中的选择阀中加热到指定温度。通过升降装置调节使暂时不需要混合的有色材料流入到截止出料口9停止进给，需要混合的有色材料流入选通出料口8并进给到超声波混合模块中。超声波混合模块保持适当的温度和超声功率，从而材料混合均匀。

应用实施例1：

PLA材料混色时，加热融室中心温度控制在190-200℃，3个进料阀门打开，进出料口温度小于50℃。其中红色、蓝色送丝速度分别为20mm/s。其余颜色丝材停止送丝。最终形成混色紫色，出丝速率40mm/s。

应用实施例2：

ABS材料混色时，加热融室中心温度控制在220-230℃，3个进料阀门打开，进出料口温度60-50℃。其中红色送丝速度20mm/s、黄色送丝速度10mm/s。其余颜色丝材停止送丝。最终形成混色红橙色，出丝速率30mm/s。

应用实施例3：

巧克力材料混色时，加热融室中心温度控制在35-39℃，进出料口温度30-35℃。2个进料阀门打开，中黑巧克力进给速度0.05ml/s、白巧克力进给速度为0.05mm/s，持续时间1min。然后关闭黑巧克力阀门，停止黑巧克力进给、白巧克力进给速度为0.1mm/s，持续时间为1min。然后关闭白巧克力阀门，停止白巧克力进给、黑巧克力进给速度为0.1mm/s，持续时间为1min。之后恢复到2个进料阀门打开的初始状态和材料进给量进给时间一次重复。最终形成灰黑白有规律变化的颜色。

另外，本案中的选择阀不仅限于多功能可扩展FDM-3D打印机外接混合器中的使用，还可用于其他领域作为一种阀门使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。