一种3D打印设备及方法与流程

一种3d打印设备及方法
技术领域
1.本发明涉及3d打印技术领域，尤其涉及一种3d打印设备及方法。


背景技术：

2.3d打印是指通过提前建立的数字模型，用可粘合的粉末状金属或塑料逐层打印来制作物体的技术，其优点在于内部很多孔洞等复杂结构均可以轻松打印实现，3d打印过程中，打印机喷出的材料会加热提高其黏性，而喷出后需要快速冷却将其塑形，所以3d打印机中设置有效应器。
3.效应器是3d打印设备的重要组成部分，其作用是对3d打印设备的喷头喷出的加热粉末进行降温冷却，使其快速成型，而现有的效应器是通过在喷头附近安装进风风扇来直接对喷头喷出的粉末进行物理降温冷却处理，而由于进风风扇输出的冷却气体不集中，在冷却过程中存在着对模型局部冷却不及时，导致模型的局部外形不能及时的冷却而变形的问题，甚至有时会造成模型的坍塌。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种3d打印设备及方法，旨在解决现有装置冷却气体不集中，在冷却过程中存在着对模型局部冷却不及时，会造成模型坍塌的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种3d打印设备及方法，包括打印机、移动架、打印喷头、空气仓、导气管、三通接头和两个喷气装置，所述移动架设置在所述打印机的内部，所述打印喷头设置在所述移动架上；所述空气仓固定在所述打印机上表面的一侧；所述导气管和所述空气仓连通；所述三通接头和所述导气管连通；两个所述喷气装置和所述三通接头连通，并分别设置在所述移动架的两侧；
6.所述空气仓包括进气管、储气仓和进风风扇，所述储气仓固定在所述打印机上表面的一侧；所述进气管设置在所述储气仓的上方；所述进风风扇设置在所述进气管中；
7.所述喷气装置包括喷气管、伸缩架和倾斜喷嘴，所述伸缩架固定在所述移动架的一侧；所述喷气管和所述伸缩架固定连接，并和所述导气管连通；所述倾斜喷嘴和所述喷气管连通。
8.其中，所述伸缩架包括第一伸缩杆、第二伸缩杆和回弹弹簧，所述第一伸缩杆固定在所述移动架的一侧；所述第二伸缩杆和所述第一伸缩杆滑动连接，并和所述喷气管固定连接；所述回弹弹簧设置在所述第一伸缩杆中。
9.其中，所述一种3d打印设备还包括线辊和扭簧，所述线辊转动设置在所述打印机中；所述扭簧和所述线辊固定连接，并和所述打印机固定连接。
10.其中，所述一种3d打印设备还包括第一定滑轮、滑动座、滑轨和液压杆，所述滑轨固定在所述打印机中；所述液压杆固定在所述打印机中；所述滑动座滑动安装在所述滑轨上，并和所述液压杆的输出端固定连接；所述第一定滑轮设置在所述滑动座上。
11.其中，所述一种3d打印设备还包括隔热板，所述隔热板固定在所述第二伸缩杆上。
12.其中，所述一种3d打印设备还包括旋转盖、纽带和过滤网，所述旋转盖和所述进气管螺纹连接；所述纽带和所述储气仓固定连接，并和所述旋转盖固定连接；所述过滤网设置在所述进气管中。
13.另一方面，一种3d打印方法，应用于所述的一种3d打印设备，包括：
14.建立打印物体的数字模型，并将该模型数据导入所述打印机中；
15.拧开所述旋转盖，让所述进气管保持进气；
16.启动所述进风风扇，将空气吸进所述储气仓；
17.启动所述打印机，所述打印喷头在跟随所述移动架移动时喷出打印材料；
18.设置在所述移动架两侧的所述喷气管对喷出的材料进行定点风冷塑形；
19.打印结束后反之关闭设备完成打印。
20.本发明的一种3d打印设备及方法，所述打印机为3d打印的外壳，可以读取物体的三维模型，并控制所述移动架一层一层移动；所述移动架能带动所述打印喷头在平面内反复移动，并能带动其上下移动；所述打印喷头在跟随所述移动架移动时，自动喷出打印材料；所述空气仓用于收集外部空气并输送到所述打印机内部进行定点风冷；所述导气管为软管，能随着所述移动架的移动而变形，避免被拉扯断裂，用于输送所述空气仓中的空气，所述三通接头用于将所述导气管中的空气分布到两个所述喷气装置中，两个所述喷气装置设置在所述移动架的两侧，从两个方向对喷出的材料进行风冷，提高风冷效率；
21.所述进气管用于和外界空气连通，所述储气仓用于安装所述进风风扇，并将空气倒入所述导气管中，所述进风风扇用于吸取外界的空气，并将其送入所述打印机内部；
22.所述喷气管为硬管，减少冷空气对所述打印喷头的影响；所述伸缩架能伸缩一定距离，其正常情况保持伸出状态，让所述喷气管远离所述打印喷头，当移动到极限距离，靠近所述打印机内仓壁时，所述喷气管抵住内壁后能在所述伸缩架的作用下缩回一段距离，减小占用空间，避免所述打印喷头无法达到打印坐标而出现误差，所述倾斜喷嘴用于调节喷出空气的方向，让空气喷到所述打印喷头的正下方，对喷出的打印材料进行定点风冷，从而解决了现有装置冷却气体不集中，在冷却过程中存在着对模型局部冷却不及时，会造成模型坍塌的问题。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明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。
24.图1是本发明的第一实施例的一种3d打印设备的结构示意图。
25.图2是本发明的第一实施例的一种3d打印设备的细节a的局部放大图。
26.图3是本发明的第一实施例的一种3d打印设备的细节b的局部放大图。
27.图4是本发明的第一实施例的一种3d打印设备的剖视图。
28.图5是本发明的第三实施例的一种3d打印设备的剖视图。
29.101-打印机、102-移动架、103-打印喷头、104-空气仓、105-导气管、106-三通接头、107-喷气装置、108-进气管、109-储气仓、110-进风风扇、111-喷气管、112-伸缩架、113-倾斜喷嘴、114-第一伸缩杆、115-第二伸缩杆、116-回弹弹簧、117-线辊、118-扭簧、119-第一定滑轮、120-滑动座、121-滑轨、122-液压杆、123-隔热板、124-旋转盖、125-纽带、126-过
滤网、301-固定杆、302-第二定滑轮、303-连接架、304-排风板、305-排风风扇。
具体实施方式
30.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
31.第一实施例
32.请参阅图1～图4，图1是本发明的第一实施例的一种3d打印设备的结构示意图；图2是本发明的第一实施例的一种3d打印设备的细节a的局部放大图；
33.图3是本发明的第一实施例的一种3d打印设备的细节b的局部放大图；图4是本发明的第一实施例的一种3d打印设备的剖视图。
34.本发明提供一种3d打印设备：包括打印机101、移动架102、打印喷头103、空气仓104、导气管105、三通接头106、两个喷气装置107、线辊117、扭簧118、第一定滑轮119、滑动座120、滑轨121、液压杆122、隔热板123、旋转盖124、纽带125和过滤网126，所述空气仓104包括进气管108、储气仓109和进风风扇110，所述喷气装置107包括喷气管111、伸缩架112和倾斜喷嘴113，所述伸缩架112包括第一伸缩杆114、第二伸缩杆115和回弹弹簧116。
35.通过前述方案解决了现有装置冷却气体不集中，在冷却过程中存在着对模型局部冷却不及时，会造成模型坍塌的问题，可以理解的是，前述方案可以对喷出的材料集中定点风冷，使其快速定型，还可以跟随3d打印的三维移动，不影响其打印效果。
36.在本实施方式中，所述移动架102设置在所述打印机101的内部，所述打印喷头103设置在所述移动架102上；所述空气仓104固定在所述打印机101上表面的一侧；所述导气管105和所述空气仓104连通；所述三通接头106和所述导气管105连通；两个所述喷气装置107和所述三通接头106连通，并分别设置在所述移动架102的两侧；所述打印机101为3d打印的外壳，可以读取物体的三维模型，并控制所述移动架102一层一层移动；所述移动架102能带动所述打印喷头103在平面内反复移动，并能带动其上下移动；所述打印喷头103在跟随所述移动架102移动时，自动喷出打印材料；所述空气仓104用于收集外部空气并输送到所述打印机101内部进行定点风冷；所述导气管105为软管，能随着所述移动架102的移动而变形，避免被拉扯断裂，用于输送所述空气仓104中的空气，所述三通接头106用于将所述导气管105中的空气分布到两个所述喷气装置107中，两个所述喷气装置107设置在所述移动架102的两侧，从两个方向对喷出的材料进行风冷，提高风冷效率。
37.所述储气仓109固定在所述打印机101上表面的一侧；所述进气管108设置在所述储气仓109的上方；所述进风风扇110设置在所述进气管108中；所述进气管108用于和外界空气连通，所述储气仓109用于安装所述进风风扇110，并将空气倒入所述导气管105中，所述进风风扇110用于吸取外界的空气，并将其送入所述打印机101内部。
38.所述伸缩架112固定在所述移动架102的一侧；所述喷气管111和所述伸缩架112固定连接，并和所述导气管105连通；所述倾斜喷嘴113和所述喷气管111连通；所述喷气管111为硬管，减少冷空气对所述打印喷头103的影响；所述伸缩架112能伸缩一定距离，其正常情况保持伸出状态，让所述喷气管111远离所述打印喷头103，当移动到极限距离，靠近所述打印机101内仓壁时，所述喷气管111抵住内壁后能在所述伸缩架112的作用下缩回一段距离，
减小占用空间，避免所述打印喷头103无法达到打印坐标而出现误差，所述倾斜喷嘴113用于调节喷出空气的方向，让空气喷到所述打印喷头103的正下方，对喷出的打印材料进行定点风冷，从而解决了现有装置冷却气体不集中，在冷却过程中存在着对模型局部冷却不及时，会造成模型坍塌的问题。
39.其中，所述第一伸缩杆114固定在所述移动架102的一侧；所述第二伸缩杆115和所述第一伸缩杆114滑动连接，并和所述喷气管111固定连接；所述回弹弹簧116设置在所述第一伸缩杆114中；所述第一伸缩杆114和所述第二伸缩杆115用于连接所述喷气管111，并提供一定的收缩能力，所述回弹弹簧116用于让所述第二伸缩杆115保持伸出状态，让所述喷气管111远离所述打印喷头103。
40.其次，所述线辊117转动设置在所述打印机101中；所述扭簧118和所述线辊117固定连接，并和所述打印机101固定连接；所述线辊117用于收卷所述导气管105，所述扭环用于回收所述导气管105，当所述移动架102距离所述空气仓104较远时，将拉出所述线辊117上缠绕的所述导气管105，而所述移动架102移动到所述打印机101内部，所述线辊117在所述扭簧118的作用下将多余的所述导气管105收回，避免影响打印。
41.再次，所述滑轨121固定在所述打印机101中；所述液压杆122固定在所述打印机101中；所述滑动座120滑动安装在所述滑轨121上，并和所述液压杆122的输出端固定连接；所述第一定滑轮119设置在所述滑动座120上；所述滑轨121用于限制所述滑动座120的滑动轨迹，所述滑动座120能在所述液压杆122的作用下来回伸出缩回，所述第一定滑轮119用于对所述导气管105进行限位，当所述移动架102在所述打印机101中来回移动打印时，所述液压杆122推动所述滑动座120跟随移动，辅助所述线辊117对所述导气管105进行限制，避免所述扭簧118受力过大而拉断所述导气管105。
42.然后，所述隔热板123固定在所述第二伸缩杆115上；所述隔热板123用于防止所述喷气管111中的低温空气扩散到所述打印喷头103上，避免打印材料未喷出时就冷却无法黏合。
43.最后，所述旋转盖124和所述进气管108螺纹连接；所述纽带125和所述储气仓109固定连接，并和所述旋转盖124固定连接；所述过滤网126设置在所述进气管108中；所述旋转盖124用于在未使用时封闭所述进气管108，减少灰尘进入所述打印机101内部，所述过滤网126用于使用时过滤空气；所述纽带125为软材料，用于连接所述旋转盖124，避免所述旋转盖124丢失。
44.在使用本装置3d打印的过程中，所述打印机101为3d打印的外壳，可以读取物体的三维模型，并控制所述移动架102一层一层移动；所述移动架102能带动所述打印喷头103在平面内反复移动，并能带动其上下移动；所述打印喷头103在跟随所述移动架102移动时，自动喷出打印材料；所述空气仓104用于收集外部空气并输送到所述打印机101内部进行定点风冷；所述导气管105为软管，能随着所述移动架102的移动而变形，避免被拉扯断裂，用于输送所述空气仓104中的空气，所述三通接头106用于将所述导气管105中的空气分布到两个所述喷气装置107中，两个所述喷气装置107设置在所述移动架102的两侧，从两个方向对喷出的材料进行风冷，提高风冷效率；所述喷气管111为硬管，减少冷空气对所述打印喷头103的影响；所述伸缩架112能伸缩一定距离，其正常情况保持伸出状态，让所述喷气管111远离所述打印喷头103，当移动到极限距离，靠近所述打印机101内仓壁时，所述喷气管111
抵住内壁后能在所述伸缩架112的作用下缩回一段距离，减小占用空间，避免所述打印喷头103无法达到打印坐标而出现误差，所述倾斜喷嘴113用于调节喷出空气的方向，让空气喷到所述打印喷头103的正下方，对喷出的打印材料进行定点风冷，从而解决了现有装置冷却气体不集中，在冷却过程中存在着对模型局部冷却不及时，会造成模型坍塌的问题。
45.第二实施例
46.另一方面，一种3d打印方法，应用于所述的一种3d打印设备，包括：
47.建立打印物体的数字模型，并将该模型数据导入所述打印机101中；数字模型为三维模型，所述打印机101识别后分为多层二维打印。
48.拧开所述旋转盖124，让所述进气管108保持进气；在未使用减少灰尘进入，保持内部干净。
49.启动所述进风风扇110，将空气吸进所述储气仓109；空气吸进所述储气仓109后，依次通过所述导气管105、所述三通接头106、所述喷气管111和所述倾斜喷嘴113，从两个方向对喷出的材料进行集中定点风冷。
50.启动所述打印机101，所述打印喷头103在跟随所述移动架102移动时喷出打印材料；所述打印喷头103跟随所述移动架102从下往上在平面上往复运动，一层一层的打印出完整物体。
51.设置在所述移动架102两侧的所述喷气管111对喷出的材料进行定点风冷塑形；喷出的材料会事先在所述打印喷头103中加热增加其黏合能力，喷出定型后需要通过风冷迅速冷却。
52.打印结束后反之关闭设备完成打印，依次反向关闭设置既能完成一次3d打印。
53.第三实施例
54.请参阅图5，图5是本发明的第三实施例的一种3d打印设备的剖视图。
55.在第二实施例的基础上，本发明的一种3d打印设备还包括固定杆301、第二定滑轮302、连接架303、排风板304和排风风扇305。
56.所述固定杆301和所述移动架102固定连接，并和所述三通接头106固定连接；所述连接架303设置在所述移动架102上；所述第二定滑轮302转动设置在所述连接架303中；所述固定杆301用于固定所述三通接头106，避免其跟随所述导气管105随意移动而影响打印；所述连接架303用于安装所述第二定滑轮302，所述第二定滑轮302用于在所述移动架102处对所述导气管105进行平稳转向，使其从平行转为垂直，避免所述导气管105垂落缠住打印物品。
57.所述排风板304设置在所述打印机101上；所述排风风扇305设置在所述打印机101靠近所述排风板304的一侧；所述排风板304为多块倾斜向下的板块构成，用于减少灰尘进入；所述排风风扇305用于将内部空气排出，降低内部压强。
58.以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

技术特征：
1.一种3d打印设备，其特征在于，包括打印机、移动架、打印喷头、空气仓、导气管、三通接头和两个喷气装置，所述移动架设置在所述打印机的内部，所述打印喷头设置在所述移动架上；所述空气仓固定在所述打印机上表面的一侧；所述导气管和所述空气仓连通；所述三通接头和所述导气管连通；两个所述喷气装置和所述三通接头连通，并分别设置在所述移动架的两侧；所述空气仓包括进气管、储气仓和进风风扇，所述储气仓固定在所述打印机上表面的一侧；所述进气管设置在所述储气仓的上方；所述进风风扇设置在所述进气管中；所述喷气装置包括喷气管、伸缩架和倾斜喷嘴，所述伸缩架固定在所述移动架的一侧；所述喷气管和所述伸缩架固定连接，并和所述导气管连通；所述倾斜喷嘴和所述喷气管连通。2.如权利要求1所述的一种3d打印设备，其特征在于，所述伸缩架包括第一伸缩杆、第二伸缩杆和回弹弹簧，所述第一伸缩杆固定在所述移动架的一侧；所述第二伸缩杆和所述第一伸缩杆滑动连接，并和所述喷气管固定连接；所述回弹弹簧设置在所述第一伸缩杆中。3.如权利要求2所述的一种3d打印设备，其特征在于，所述一种3d打印设备还包括线辊和扭簧，所述线辊转动设置在所述打印机中；所述扭簧和所述线辊固定连接，并和所述打印机固定连接。4.如权利要求3所述的一种3d打印设备，其特征在于，所述一种3d打印设备还包括第一定滑轮、滑动座、滑轨和液压杆，所述滑轨固定在所述打印机中；所述液压杆固定在所述打印机中；所述滑动座滑动安装在所述滑轨上，并和所述液压杆的输出端固定连接；所述第一定滑轮设置在所述滑动座上。5.如权利要求4所述的一种3d打印设备，其特征在于，所述一种3d打印设备还包括隔热板，所述隔热板固定在所述第二伸缩杆上。6.如权利要求5所述的一种3d打印设备，其特征在于，所述一种3d打印设备还包括旋转盖、纽带和过滤网，所述旋转盖和所述进气管螺纹连接；所述纽带和所述储气仓固定连接，并和所述旋转盖固定连接；所述过滤网设置在所述进气管中。7.一种3d打印方法，应用于如权利要求1～6所述的一种3d打印设备，其特征在于，包括：建立打印物体的数字模型，并将该模型数据导入所述打印机中；拧开所述旋转盖，让所述进气管保持进气；启动所述进风风扇，将空气吸进所述储气仓；启动所述打印机，所述打印喷头在跟随所述移动架移动时喷出打印材料；设置在所述移动架两侧的所述喷气管对喷出的材料进行定点风冷塑形；打印结束后反之关闭设备完成打印。

技术总结
本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印设备及方法，包括打印机、移动架、打印喷头、空气仓、导气管、三通接头和两个喷气装置，空气仓包括进气管、储气仓和进风风扇，喷气装置包括喷气管、伸缩架和倾斜喷嘴，喷气管为硬管，减少冷空气对打印喷头的影响；伸缩架正常情况保持伸出状态，让喷气管远离打印喷头，当移动到靠近打印机内仓壁时，喷气管抵住内壁后能在伸缩架的作用下缩回一段距离，减小占用空间，避免打印出现误差，倾斜喷嘴用于让空气喷到打印喷头的正下方，对喷出的打印材料进行定点风冷，从而解决了现有装置冷却气体不集中，在冷却过程中存在着对模型局部冷却不及时，会造成模型坍塌的问题。造成模型坍塌的问题。造成模型坍塌的问题。


技术研发人员：李敬龙
受保护的技术使用者：秦皇岛尼德三维技术工程有限公司
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/9/19