一种采用水冷方案的3D打印材料回收装置

本技术属于3d打印机，具体涉及一种采用水冷方案的3d打印材料回收装置。

背景技术：

1、熔融沉积制造(fdm)是3d打印技术的一种，fdm的耗材主要是热塑性的材料，例如abs、pla等，多以丝状供料。

2、近年来随着fdm打印技术的普及，几乎可以在各个领域看到改技术的应用，不仅在工业领域，并且许多爱好者也有了个人fdm3d打印机。由于fdm打印技术在制造过程中需要附加一定的支撑使得零件完整打印，且该项技术仍会出现打印失败的情况，所以随之带来的问题就是打印所产生的废料大幅度增加，若某些废料处理不当则会造成严重的环境污染。并且随着打印零件尺寸的增加，打印失败的概率也随之增加，若打印失败则会产生较大的原料浪费，成本则会相应提高。所以亟需一款采用水冷方案的3d打印材料回收装置，用于3d打印耗材高效、高速地回收。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种采用水冷方案的3d打印材料回收装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种采用水冷方案的3d打印材料回收装置，包括主体框架、进料斗、粉碎装置、挤压装置、加热装置、冷却装置和控制装置。所述主体框架上安装有进料斗、粉碎装置、挤压装置、加热装置、冷却装置、牵引装置和控制装置。所述进料斗下方与粉碎装置对齐，所述粉碎装置下方安装有挤压装置，所述挤压装置外侧安装有加热装置，所述挤压装置后方安装有牵引装置。所述粉碎装置包括碾碎机外壳、碾子、齿轮、碾碎机电机、碾碎机电机支架、粉碎机和碾碎机电机。所述挤压装置由挤压外壳、挤压装置进料斗、螺旋杆、挤压装置电机、挤压装置电机支架、挤压装置固定架和挤出头组成。所述冷却装置由冷却水槽、回流管路、回流管路、循环泵、水槽底座、牵引装置和牵引装置底座组成。

3、优选的，所述粉碎装置的工作方式为先碾碎后粉碎，所述粉碎装置利用螺栓固定在主体框架上，废料首先进入碾碎机被碾碎为较大碎块，随后进入粉碎机被粉碎为较小颗粒。所述粉碎装置的粉碎机下方设置有过滤筛网，防止较大颗粒进入挤压装置导致阻塞，所述粉碎装置的粉碎机与碾碎机之间由螺纹连接固定。

4、优选的，所述挤压装置的工作方式为热熔挤压，所述挤压装置利用螺栓固定在主体框架上，所述挤压装置由挤压外壳、挤压装置进料斗、螺旋杆、挤压装置电机、挤压装置电机支架、挤压装置固定架和挤出头组成，所述螺旋杆后端有轴承固定在挤压外壳中，所述挤压外壳和螺旋杆均带有一定锥度，可提高材料的挤出效率。

5、优选的，所述冷却装置的工作方式为循环水冷，所述冷却装置利用螺栓固定在主体框架上，所述冷却装置由冷却水槽、回流管路、供水管路、循环泵、水槽底座、牵引装置和牵引装置底座组成，所述冷却水槽内部中心位置横向设置一空心管，其内径与耗材成品直径相近，所述冷却水槽与循环泵之间安装有供水管路和回流管路，所述冷却水槽出口与牵引装置对准，所述牵引装置主要用于将材料拉出防止冷却装置阻塞。

6、优选的，所述挤压装置和粉碎装置的电机与输入轴之间均设置有联轴器，电机均安装在相应支架上。

7、优选的，所述进料斗安装在主体框架上，所述粉碎装置也安装于主体框架上，所述进料斗的出料口要与所诉粉碎装置的进料口对其，所述粉碎装置的出料口与所述挤压装置的进料口对准，所述挤压装置的出料口与冷却装置的进料口对齐，所述冷却装置的出料口与主体框架上的总出料口对准。

8、本实用新型的技术效果和优点：

9、(1)该种采用水冷方案的3d打印材料回收装置，由于所述各个部分均安装在主体框架内部，便携性较强，一体化率较高，将粉碎、热熔、出丝三步一体化作为整机，减少每个步骤交接需要的操作，大大提高效率，且人机交互界面较好，便于操作人员快速完成耗材回收工作，其便携性较强，可快捷轻便地转移设备位置，对于工作需求十分灵活。

10、(2)该装置的粉碎部分有碾碎机和磨粉机两部分组成，将较大较硬耗材废料先进行碎片化处理，随后进行粉碎，减小直接对较大较硬废料磨粉对装置所造成的损坏。

11、(3)所述装备在热熔装置部分，挤出旋杆和外壳均带有锥度设计，利用旋转时因锥度带来外壳法向的压力使出丝更加紧实，较少耗材丝中出现气泡的可能，且出丝效率更高。

12、(4)所述装备在冷却部分采用了冷却效率更高的水冷方式，相对于传统的风冷，该装备利用循环水快速降低材料的温度使其快速凝固提升产能，故该装置具有较好的便携性、经济型、高效性。

技术特征：

1.一种采用水冷方案的3d打印材料回收装置，包括主体框架（1）、进料斗（2）、粉碎装置（3）、挤压装置（4）、加热装置（5）、冷却装置（6）、控制装置（7）；其特征在于：以上部件除加热装置（5）外，其余均固定于主体框架（1）上，加热装置（5）固定在挤压装置（4）上；所述进料斗（2）下方对准粉碎装置（3）的入料口，所述粉碎装置（3）的下方出料口对准挤压装置（4）的入料口，所述加热装置（5）套在挤压装置（4）外面，所述挤压装置（4）出料口对准冷却装置（6）入料口，所述冷却装置（6）出料口对准主体框架（1）的总出料口。

2.根据权利要求1所述的一种采用水冷方案的3d打印材料回收装置，其特征在于：所述粉碎装置（3）由螺丝固定在主体框架（1）上，所述粉碎装置（3）包括碾碎机外壳（301）、碾子（302）、齿轮（303）、碾碎机电机（304）、碾碎机电机支架（305）、粉碎机（306）和粉碎机电机（307）；所述粉碎装置（3）的固定由碾碎机外壳（301）上的四个支撑臂、碾碎机电机支架（305）上的四个支撑孔和螺丝完成，所述碾子（302）安装在碾碎机外壳（301）的孔中，碾子（302）外面的轴端安装有齿轮（303），碾碎机电机（304）的输出轴连接碾子（302），所述碾碎机电机（304）安装于碾碎机电机支架（305）上；所述碾碎机外壳（301）下方的出口连接粉碎机（306）。

3.根据权利要求1所述的一种采用水冷方案的3d打印材料回收装置，其特征在于：挤压装置（4）由挤压外壳（401）、挤压装置进料斗（402）、螺旋杆（403）、挤压装置电机（404）、挤压装置电机支架（405）、挤压装置固定架（406）和挤出头（407）组成；所述挤压装置进料斗（402）与挤压外壳（401）之间由螺栓连接，挤压外壳（401）内部安装有螺旋杆（403），挤压装置电机（404）利用螺栓安装在挤压装置电机支架（405）上，挤压装置电机（404）与螺旋杆（403）之间由联轴器相连，挤压外壳（401）的出口端安装有挤出头（407），二者由螺栓固定；两个挤压装置电机支架（405）由螺栓安装在挤压外壳（401）两端，而所述挤压装置电机（404）则由挤压装置电机支架（405）固定在主体框架（1）上。

4.根据权利要求1所述的一种采用水冷方案的3d打印材料回收装置，其特征在于：冷却装置（6）由冷却水槽（601）、回流管路（602）、供水管路（603）、循环泵（604）、水槽底座（605）、牵引装置（606）和牵引装置底座（607）组成，所述循环泵（604）、水槽底座（605）和牵引装置底座（607）均利用螺栓固定在主体框架（1）上，所述冷却水槽（601）利用螺栓固定于水槽底座（605）上，所述回流管路（602）和供水管路（603）两端分别安装在冷却水槽（601）和循环泵（604）上；所述牵引装置（606）安装在牵引装置底座（607）上，所述冷却水槽（601）末端与牵引装置（606）对准。

5.根据权利要求1所述的一种采用水冷方案的3d打印材料回收装置，其特征在于：所述加热装置（5）安装在碾碎机外壳（301）外侧。

技术总结
本技术公开了一种采用水冷方案的3D打印材料回收装置，该回收装置包括主体框架、进料斗、粉碎装置、挤压装置、加热装置、冷却装置和控制装置。以上部分除加热装置外，其余均固定于主体框架上，加热装置固定在挤压装置上。所述主体框架由铝型材和塑料板组成，粉碎装置包括碾碎机、粉碎机和电机，挤压装置包括挤压机料斗、外壳、螺旋杆、挤出头和电机，冷却装置包括冷却水箱、循环管路和泵。该回收装备的工作方式为热熔挤压，废料从进料斗进入该回收装置，从冷却装置产出可再次利用的3D打印材料。本技术采用水冷方案回收效率高，一体化程度高，体积重量小巧轻便，可实现3D打印材料废料的回收，适合普遍推广使用。

技术研发人员：詹天宇,孙树文,权晨阳,包菁浩,向星宇,李绍辰
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：20230323
技术公布日：2024/1/14