[发明专利]一种3D打印机热床

说明书

技术领域

本发明涉及一种热床技术领域，具体涉及一种3D打印机热床。

背景技术

熔融沉积快速成型技术(Fused Deposition Modeling，FDM)有系统构造、原理简单和运行维护费用低等优点，因此这是一种被广泛使用的3D打印技术。通过加热喷头将丝状材料熔化并且被挤出，按照计算机给出的截面信息，随喷头的运动，有选择性的将熔融态的材料挤出，与前一层面熔结在一起，一层层完成打印，最后形成三维实体。

当喷头挤出的熔融材料接触到底板时，因受塑料热胀冷缩和降温凝固的原因，导致打印出来的模型容易产生翘边现象从而影响打印质量。现在主要采用粗糙接触面、改变打印过程和使用热床等方法解决这一问题。其中热床效果较好，可以使底层维持高温，减少收缩造成的翘边。现在市面上所使用的大部分是电阻丝加热的热床，此种方法有一定的缺点：1.电阻丝加热不均匀；2.加热效率低，电子丝升温慢，并且热损耗比较大，；3加热温度范围小；4.不能快速冷却，只能自然冷却；5.成本高，电阻丝功率大，较耗电，提高了3D打印机的用电成本。除了电阻丝加热方式，现在还有电磁加热(专利号201520597717.9)和金属陶瓷发热板加热(专利号201520554592.1)，但这些热床在打印完成后，只能待其自然冷却后，方可取下打印物件，从而浪费时间，工作效率低。

发明内容

本发明的目的在于提出一种精确温控、分区加热、快速冷却和高效的3D打印机热床。

本发明的一种3D打印机热床，包括：基板，所述基板的下面设置有打印基底，所述基板的上面设置有多个凸台；多个半导体制冷片，每个所述半导体制冷片都包括上端和下端，每个所述半导体制冷片的下端一一对应地固定在多个所述凸台上，多个所述半导体制冷片并联；控制主板，每个所述半导体制冷片均与控制主板连接；多个温度传感器，多个所述温度传感器设置在所述凸台上，每个所述温度传感器均设置在所述凸台与所述半导体制冷片之间，每个所述温度传感器均与所述控制主板连接；水箱，所述水箱设置在多个所述半导体制冷片的上端处，所述水箱内部设置有管道。

根据本发明实施例的一种3D打印机热床，基板上方固定有半导体散热片，半导体散热片上方放置水箱为半导体片散热，基板上有温度传感器，所述传感器可实时准确得检测热床的温度并传送给控制主板。基板下表面用于打印基底，上表面贴上半导体制冷片热端，在其中间放置温度传感器，温度传感器测量基板的温度，反馈给控制主板，进而控制热床的温度，控温精度可达到0.1℃。加热开始时，控制主板控制半导体制冷片通电加热，半导体制冷片上方固定一个水箱，在加热时，此水箱可以稳定半导体制冷片冷端温度，这样半导体制冷片热端就能持续升温直至达到温度要求。当打印完成时，控制主板控制半导体制冷片电流反向接通半导体制冷片冷热端置换，半导体制冷片下方的水箱又可以给热端散热，实现基板快速降温。半导体制冷片具有两种功能，既能制冷，又能加热，并且制热效率很高，可以大于100％。因此半导体制冷片热床的制热效率远大于电阻丝、电磁和金属陶瓷发热板加热方式的热床，同时半导体制冷片能在打印完成后，快速制冷，节省时间。

另外，根据本发明上述的一种3D打印机热床，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述基板为铝合金基板。

进一步地，所述温度传感器为贴片式温度传感器。

进一步地，所述贴片式温度传感器间隔地贴在所述凸台上。

进一步地，所述水箱内的管道为S型管道。

进一步地，所述水箱为金属水箱。

进一步地，每个所述半导体制冷片的下端均涂有导热硅脂，每个所述半导体制冷片通过所述导热硅脂一一对应地固定在多个所述凸台上。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明的3D打印机热床的内部结构示意图；

图2是本发明的3D打印机热床的整体结构示意图；

图3是本发明的3D打印机热床的基板的结构示意图；

图4是温度传感器的一种固定方式的示意图；

图5是水箱的结构示意图。

具体实施方式

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。