一种快速成型的3D打印机的制作方法

本实用新型属于打印机领域，具体涉及一种快速成型的3D打印机。

背景技术：

3D打印机是进行增材的一种产品制作方法，现在主流的印方法包括立体光刻造型、熔融沉积成型两种。立体光刻造型的优点是精度高，可以表现准确的表面和平滑的效果，精度可以达到每层厚度0.05毫米到0.15毫米，缺点是可以使用的材料有限，并且不能多色成型。熔融沉积成型的优点：成型精度更高、成型实物强度更高、可以彩色成型，缺点是成型后表面粗糙。

采用熔融沉积成型使用范围更广且造价更低，但是由于采用将材料进行熔融所以需要材料冷却后成型，这将影响3D打印的效率，且表面粗糙度较高。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的主要目的在于提供一种快速成型的3D打印机，旨在解决熔融沉积成型3D打印机成型慢，且成型的产品表面粗糙的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种快速成型的3D打印机，包括框架、底盘、平面移动机构、挤出机、料架、控制器、融合冷却机构；

所述底盘水平的安装在框架中；所述平面移动机构安装在框架上，位于底盘的正上方；所述挤出机安装在平面移动机构上，所述料架和控制器均安装在框架外侧面；

所述挤出机包括固定架、料管控制单元、料管加热单元、挤出单元；

所述固定架安装在平面移动机构下表面，所述料管控制单元安装在固定架上，所述料管加热单元安装在料管控制单元的正下方；所述挤出单元也安装在固定架上，与料管加热单元连通；

所述融合冷却机构包括制冷单元、整形降温单元、加热单元；所述制冷单元安装在框架外侧面，所述整形降温单元和加热单元成对的平行且并列的安装在框架上，位于挤出单元的一侧，与挤出单元的出料口平行；

所述加热单元包括加热挡板、加热管；所述加热挡板安装在挤出单元上，安装在挤出单元上的两块相向的加热挡板的相向侧上涂有特氟龙涂层；

所述整形降温单元包括冷却挡板、冷气管；安装在挤出单元上的两块相向的冷却挡板的相向侧上均涂有特氟龙涂层，相对侧上均安装有冷气管；所述冷气管与制冷单元连通；

所述平面移动机构、料管控制单元、料管加热单元、挤出单元、加热管、制冷单元电连接。

进一步地，所述料管控制单元包括主动轮、从动轮、第一伺服电机；所述主动轮和从动轮相对的安装在固定架上，所述第一伺服电机与主动轮连接；

所述主动轮和从动轮的圆周上均设有沿圆周的凹槽；所述主动轮的凹槽内设有突出的齿；所述从动轮的凹槽设有橡胶垫；

所述第一伺服电机与控制器电连接。

进一步地，所述料管加热单元包括料腔、加热环；所述料腔顶部开有料管进入的圆孔，顶部与挤出单元连通；加热环外包裹在料腔外表面；

所述加热环和控制器电连接。

进一步地，挤出单元包括第二伺服电机、挤出管、保温电阻环、挤出轴；所述挤出管顶部设置第二伺服电机，与安装在挤出管内的挤出轴连接；所述挤出管上部与料管加热单元连通；所述保温电阻环包裹在挤出管外表面；所述挤出管底部设有挤出口；

所述保温电阻环和第二伺服电机与控制器电连接。

进一步地，所述冷气管包括预冷管和冷却管；所述预冷管位于冷却管和加热单元之间；进入预冷管的制冷源低于进入冷却管的制冷源。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

通过设置融合冷却机构上的加热单元可以挤出机挤出的熔融材料与下一层的材料进行再次融合，可以提高打印出的产品的结构性强度，通过整形降温单元，可以加速熔融材料的冷却，可以提高产品的成型效率，同时通过冷却板的作用使得冷却板可以将熔融的材料进行限位，从而使得产品的外表面较为平整。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为快速成型的3D打印机的结构示意图；

图2为图1中A-A剖处结构示意图；

图3为图1中B处放大结构示意图；

图4为图1中C-C剖处结构示意图。

图中：1.框架；2.底盘；3.平面移动机构；41.固定架；421.主动轮；4211.齿；422.从动轮；4221.橡胶垫；423.第一伺服电机；424.凹槽；43.料管加热单元；431.料腔；432.加热环；44.挤出单元；441.第二伺服电机；442.挤出管；443.保温电阻环；444.挤出轴；5.料架；6.控制器；71.制冷单元；72.整形降温单元；721.冷却挡板；722.冷气管；7221.预冷管；7222.冷却管；73.加热单元；731.加热挡板；732.加热管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

实施例1

本实施例中制冷单元71可以是产生制冷液的如空调一样的设备，也可以是产生冷气的制冷设备；本实施例中的控制器6采用单片机更具本实施例的功能进行编程。

如图1-图4所示，一种快速成型的3D打印机，包括框架1、底盘2、平面移动机构3、挤出机、料架5、控制器6、融合冷却机构；

底盘2水平的安装在框架1中；平面移动机构3安装在框架1上，位于底盘2的正上方；挤出机安装在平面移动机构3上，料架5和控制器6均安装在框架1外侧面；

挤出机包括固定架41、料管控制单元、料管加热单元43、挤出单元44；

固定架41安装在平面移动机构3下表面，料管控制单元安装在固定架41上，料管加热单元43安装在料管控制单元的正下方；挤出单元44也安装在固定架41上，与料管加热单元43连通；

融合冷却机构包括制冷单元71、整形降温单元72、加热单元73；制冷单元71安装在框架1外侧面，整形降温单元72和加热单元73成对的平行且并列的安装在框架1上，位于挤出单元44的一侧，与挤出单元44的出料口平行；

加热单元73包括加热挡板731、加热管732；加热挡板731安装在挤出单元44上，安装在挤出单元44上的两块相向的加热挡板731的相向侧上涂有特氟龙涂层；

整形降温单元72包括冷却挡板721、冷气管722；安装在挤出单元44上的两块相向的冷却挡板721的相向侧上均涂有特氟龙涂层，相对侧上均安装有冷气管722；冷气管722与制冷单元71连通；

平面移动机构3、料管控制单元、料管加热单元43、挤出单元44、加热管732、制冷单元71电连接。

通过设置融合冷却机构上的加热单元73可以挤出机挤出的熔融材料与下一层的材料进行再次融合，可以提高打印出的产品的结构性强度，通过整形降温单元72，可以加速熔融材料的冷却，可以提高产品的成型效率，同时通过冷却板的作用使得冷却板可以将熔融的材料进行限位，从而使得产品的外表面较为平整。

在加热挡板731和冷却挡板721上设置特氟龙涂层的目的是可以防止熔融的料管材料粘附在加热挡板731和冷却挡板721上。

本实施例中，料管控制单元包括主动轮421、从动轮422、第一伺服电机423；主动轮421和从动轮422相对的安装在固定架41上，第一伺服电机423与主动轮421连接；

主动轮421和从动轮422的圆周上均设有沿圆周的凹槽424；主动轮421的凹槽424内设有突出的齿4211；从动轮422的凹槽424设有橡胶垫4221；

第一伺服电机423与控制器6电连接。

通过第一伺服电机423控制主动轮421转动，从而使得夹在主动轮421和从动轮422之间的料管可以被定速的输送到料管加热单元43中，通过在主动轮421上设置齿4211可以有效的卡住料管，通过在从动轮422上设置橡胶垫4221可以增大夹持的摩擦力，也方便将料管插入主动轮421和从动轮422之间。

本实施例中，料管加热单元43包括料腔431、加热环432；料腔431顶部开有料管进入的圆孔，顶部与挤出单元44连通；加热环432外包裹在料腔431外表面；

加热环432和控制器6电连接。

通过设置料腔431和加热环432可以将固态的料管融化，从而使得融化的料管进入挤出单元44，将料管加热单元43与挤出单元44分离可以保证进入挤出单元44的融化的料管中不包含气泡。

本实施例中，挤出单元44包括第二伺服电机441、挤出管442、保温电阻环443、挤出轴444；挤出管442顶部设置第二伺服电机441，与安装在挤出管442内的挤出轴444连接；挤出管442上部与料管加热单元43连通；保温电阻环443包裹在挤出管442外表面；挤出管442底部设有挤出口；

保温电阻环443和第二伺服电机441与控制器6电连接。

通过设置第二伺服电机441可以控制挤出管442挤出的熔融料的量，从而控制打印速度。

本实施例中，冷气管722包括预冷管7221和冷却管7222；预冷管7221位于冷却管7222和加热单元73之间；进入预冷管7221的制冷源低于进入冷却管7222的制冷源。设置预冷管7221的目的是，如果进入冷气管722的冷源温度太低，会导致熔融的料管由于受冷不均从而破坏成型产品的强度，通过先预冷，再冷却的方式，使得熔融料管的冷却速度均匀。

本实用新型是这样工作的，将缠绕在料架5上的料管一端手动的插过主动轮421和从动轮422之间的凹槽424，再将其通过料腔431的圆孔进入料腔431内。

启动控制器6，在控制器6的控制下，加热化、保温电阻环443开始加热、制冷单元71开始制冷；

平面移动机构3开始移动到打印的初始位置，经过料腔431融化后的料管材料进入挤出管442，控制器6控制第二伺服电机441的转动，挤出管442内的熔融材料落到底盘2上。

当在地盘上形成两层打印层后，被打印上的第三层熔融材料首先被加热挡板731进行一定的限位，防止熔融的材料由于重力作用摊开得太宽，同时由于加热管732的作用使得第二层的成型材料也被加热，第三层的熔融材料与第二层的熔融材料可以更好地结合，制冷源循环流过冷却管7222和预冷管7221，预冷管7221将熔融的初步的降温，冷却管7222将材料上的热量吸走，使得熔融材料迅速成型，从复上述的打印步骤，最后使得打印的产品迅速成型。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。