一种3D打印机质量控制装置的制作方法

一种3d打印机质量控制装置
技术领域
1.本新型涉及3d打印机技术领域，具体涉及一种3d打印机质量控制装置。


背景技术：

2.3d打印机作为3d领域的一种前瞻性产品，引发了世界制造业的革命，无需机械加工或模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的物体，目前已成为一种潮流正迅猛发展，得到各个行业与机构的高度重视，应用于各行各业。
3.现有3d打印机所存在的产品质量问题的原因主要有以下两点：
4.1、打印头的散热块散热效率低，容易导致塑料挤出物过早液化，影响到3d打印的质量，虽然现有的专利文献有通过风机提升散热块的散热性能的，但风机占用的空间大，且会增加打印头的重量，另外，即使通过风机提高散热效率，也不能对打印头喉管内的温度进行精确控制；
5.2、液态塑料进入打印头的喷嘴后，由于其液化的程度不同，会导致打印出的3d产品强度降低，现有的喷嘴大多缺乏有效的搅拌混匀机构，虽然有些专利文献公开了一些静态搅拌的设计，但其效果欠佳，究其原因在于静态搅拌结构的设计缺乏对液态塑料的充分扰动。
6.基于以上原因，为了保证3d打印的质量，有必要在3d打印机的质量控制方面作出改进。


技术实现要素：

7.本新型提供了一种3d打印机质量控制装置，目的克服现有3d打印机中常见的两种质量问题，并使3d打印的质量进一步提升。
8.为达到上述目的，本新型所采用的技术方案是：
9.一种3d打印机质量控制装置，所述的3d打印机包括底座、机架、球头碳杆、挤出机、打印头，所述的打印头与机架之间通过球头碳杆连接，所述的挤出机固定设于机架的外部，并通过连接管与打印头连接，所述的打印头包括喉管和固定连接于喉管下端的喷嘴，所述的质量控制装置包括固定连接于喉管外表面下部的加热块及固定连接于喉管外表面上部的散热管，所述的喷嘴包括直管和连接于直管下端的出料管，所述的直管上端与喉管下端固定连接，所述的直管内设有静态搅拌混匀机构，所述的散热管配置有温度控制机构。
10.优选的，所述的静态搅拌混匀机构包括沿轴向等间隔设置于直管内的环形导流板，所述的环形导流板的侧壁外表面与直管的内壁表面密封固定连接，在环形导流板的内圈设有分流板，所述的分流板的两端分别与两侧的环形导流板内圈壁表面固定连接。
11.优选的，所述的分流板的轴线与环形导流板的轴线相交，且相邻的环形导流板上的分流板相互交错设置。
12.优选的，每个环形导流板设有2个分流板，2个分流板相互垂直交叉，并在交叉处固定连接。
13.优选的，所述的分流板的截面为三角形，在交叉处的顶部还设有圆台形导流块。
14.优选的，所述的散热管呈螺旋形环绕喉管的管壁，并在散热管的一端设有进水口、另一端设有出水口，所述的进水口和出水口分别通过软管与冷却水装置的输出端和输入端连接。
15.优选的，所述的温度控制机构包括嵌设在喉管的流道内壁表面的第一温度传感器以及冷却水装置，所述的冷却水装置包括用于容纳冷却水的壳体、设于壳体内的加热棒以及第二温度传感器，在壳体外壁表面还设有控制器，所述的第一温度传感器及第二温度传感器分别通过导线与控制器信号连接，所述的控制器通过导线与加热棒电性连接，所述的加热棒通过导线与电源电性连接，所述的壳体外壁上还设有进水管和出水管，所述的出水管通过第一软管与进水口连接，所述的进水管通过第二软管与出水口连接，在第一软管与出水管之间还连接有流量泵，所述的控制器通过导线与流量泵电性连接。
16.本新型一种3d打印机质量控制装置的有益效果为：本新型可有效对3d打印机的打印质量进行控制，其控制方式主要体现在可对喉管内的温度精确控制，并对直管内的液态塑料充分扰动搅拌，对喉管内的温度精确控制可使塑料挤出物保持原始形态，避免过早融化，通过静态搅拌混匀机构使直管内的液态塑料充分混匀，可保证3d打印产品的结构强度，本新型控制喉管温度的方式不需要额外占用打印头的空间，也不会增加打印头的重量，从而保证了打印机整体结构的稳定。
附图说明：
17.图1、本新型的整体结构示意图；
18.图2、本新型打印头的局部剖视结构示意图；
19.图3、本新型a-a向的剖视图；
20.1、喉管；2、直管；3、环形导流板；4、分流板；5、出料管；6、加热块；7、散热管； 8、进水口；9、出水口；10、第一软管；11、第二软管；12、壳体；13、控制器；14、第一温度传感器；15、加热棒；16、第二温度传感器；17、圆台形导流块；18、机架；19、挤出机；20、球头碳杆；21、连接管；22、底座；23、定位板。
具体实施方式：
21.以下所述，是以阶梯递进的方式对本新型的实施方式详细说明，该说明仅为本新型的较佳实施例而已，并非用于限定本新型的保护范围，凡在本新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本新型的保护范围之内。
22.本新型的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“顶”“底”“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本新型的限制。
23.实施例1、
24.一种3d打印机质量控制装置，如图1、2所示，所述的3d打印机包括底座22、机架18、球头碳杆20、挤出机19、打印头，所述的打印头与机架18之间通过球头碳杆20连接，所述的挤出机19固定设于机架18的外部，并通过连接管21与打印头连接，所述的打印头包括喉管1
和固定连接于喉管1下端的喷嘴，所述的质量控制装置包括固定连接于喉管1外表面下部的加热块6及固定连接于喉管1外表面上部的散热管7，所述的喷嘴包括直管2和连接于直管2下端的出料管5，所述的直管2上端与喉管1下端固定连接，所述的直管2内设有静态搅拌混匀机构，所述的散热管7配置有温度控制机构。
25.本实施例中，3d打印机的具体结构为现有技术，可参考cn201620260526.8的专利文献，本新型未述及的内容以现有技术方式解决。如图1所示，在喉管的外表面且位于散热管7与加热块6之间设有定位板23，打印头通过定位板23与球头碳杆20的底端连接。
26.实施例2、
27.在实施例1的基础上，本实施例进一步改进为：
28.如图2、3所示，所述的静态搅拌混匀机构包括沿轴向等间隔设置于直管2内的环形导流板3，所述的环形导流板3的侧壁外表面与直管2的内壁表面密封固定连接，在环形导流板3 的内圈设有分流板4，所述的分流板4的两端分别与两侧的环形导流板3内圈壁表面固定连接；
29.所述的分流板4的轴线与环形导流板3的轴线相交，且相邻的环形导流板3上的分流板 4相互交错设置；
30.如图3所示，每个环形导流板3设有2个分流板4，2个分流板4相互垂直交叉，并在交叉处固定连接；
31.如图3所示，所述的分流板4的截面为三角形，在交叉处的顶部还设有圆台形导流块17。
32.本实施例中，静态搅拌混匀机构的机理为：
33.液态塑料经过喉管底端流入直管内，首先经由第一层的环形导流板3和分流板4，环形导流板3的作用是将液态塑料向直管2内侧引导，促进水平方向的流动性，从而在水平方向上混匀液态塑料，分流板4的作用是通过分流的方式使液态塑料产生分合动作，促进液态塑料的混匀。这样经过各层的环形导流板3及彼此交错设置的分流板4，可使液态塑料经过直管2向下流动的过程中能够充分混匀，有利于3d打印产品的结构牢固。
34.实施例3、
35.在实施例2的基础上，本实施例进一步改进为：
36.如图2所示，所述的散热管7呈螺旋形环绕喉管1的管壁，并在散热管7的一端设有进水口8、另一端设有出水口9，所述的进水口8和出水口9分别通过软管与冷却水装置的输出端和输入端连接；
37.如图2所示，所述的温度控制机构包括嵌设在喉管1的流道内壁表面的第一温度传感器 14以及冷却水装置，所述的冷却水装置包括用于容纳冷却水的壳体、设于壳体内的加热棒15 以及第二温度传感器16，在壳体外壁表面还设有控制器13，所述的第一温度传感器14及第二温度传感器16分别通过导线与控制器13信号连接，所述的控制器13通过导线与加热棒 15电性连接，所述的加热棒15通过导线与电源电性连接，所述的壳体外壁上还设有进水管和出水管(图中未标注)，所述的出水管通过第一软管10与进水口8连接，所述的进水管通过第二软管11与出水口9连接，在第一软管10与出水管之间还连接有流量泵(图中未标注)，所述的控制器13通过导线与流量泵电性连接。
38.本实施例中，第一温度传感器14检测到喉管流道内的温度高于设定温度时，将信
号反馈给控制器13，控制器13通过流量泵输出冷却水，直到喉管内的温度达到设定要求。为了更好的进行温度控制，控制器13还对壳体内的冷却水的温度进行控制，通过设定温度的冷却水以及对流量泵的泵送速度的控制以满足在设定时间内使喉管内的温度达标的要求。根据喉管内温度的通常数值的上下限，可通过反复试验设定出最适宜的冷却水温度及泵送速度，从而可实现对喉管的温度的准确控制。