[实用新型]一种3D打印机腔体热风循环加热装置

说明书

本实用新型公开了一种3D打印机腔体热风循环加热装置，解决当前3D打印机腔体温度不高以及均匀性不理想的问题，其包括腔体、腔体隔热层、风道、风机、加热器、温度传感器；腔体的左右两侧分别设有进风口和出风口，两者正向相对；风道位于腔体的外侧，连接腔体左右两侧的进风口和出风口；加热器位于风道内部；腔体隔热层包裹于腔体及风道外侧；风机包含风机叶片和风机电机，风机叶片位于风道内，风机电机位于腔体隔热层外。本实用新型通过采用合理的空气循环回路，并对腔体进行充分保温，以及将风机电机安装在腔体隔热层外，用于实现3D打印所需的最佳腔体温度。

技术领域

本实用新型涉及一种3D打印机，具体涉及一种3D打印机腔体热风循环加热装置。

背景技术

3D打印技术是一种快速成形技术，它以数字三维模型文件为基础，将金属、塑料、光敏树脂等成型材料通过逐层打印的方式成型物体的技术，属于增材制造。其相对于传统的加工方式有成型速度快，无需模具，可以成型传统方式无法实现的复杂结构。目前这种方式已在教育、珠宝、医疗、工业设计等众多领域得到广泛应用。

目前基于熔融沉积成型（FDM：Fused Deposition Modeling）原理的3D打印机由于结构简单，适用材料种类丰富，设备及耗材成本低等优势，已成为普及率最高的一种3D打印机。但目前常见的FDM打印机大多采用开放式腔体结构，无法实现成型腔体保温，部分高端FDM打印机虽然具有封闭式的腔体结构以及腔体加热功能，但基本送风方式都为垂直送风，如申请号为201610618212.5的专利《一种具有加热保温性能的FDM3D打印机》，在腔体的左右两侧各安装一个风道，且风道均为进风口在下，出风口在上，此方式结构简单、易于实现，但其热风循环回路不利于热量均匀扩散，同时由于打印平台的阻隔，进一步限制了热风循环的效果，影响了腔体加热的均匀性及恒温效果。

又如申请号为201621416399.2的专利《一种恒温工业3D打印机内腔加热循环装置》所公开的一种技术方案，其与前者的最大区别只在于右侧风道的进风在上，出风口在下，虽然这种设计目的是为了实现水平循环送风，但在实际应用中，由于空气的自然对流使两侧会形成各自的垂直送风回路，特别是在腔体尺寸较大时，该现象会更为明显，因此在小尺寸腔体中，其热循环效果要优于前者，但在大尺寸腔体中，两者存在相同的问题；另外，该方案中将风机电机安装在腔体内部，且并未提及热防护相关内容，电机对极限环境温度的要求也限制了腔体能够加热的极限温度，而在此处使用昂贵的高耐热等级高温电机显然也不是优选方案；同时该方案中并未对腔体保温作要求，这也不利于加热到高温，以上几点缺陷导致该方案能够加热到的最高温度及温度均匀性均受到很大影响。

目前市面上普遍的FDM打印机的腔体温度极限都在100℃以下，个别产品腔体的最高温度也只能到120℃左右，且均匀性也不够理想，因此对于像PC、PA、PEI、PEEK等这类具有较高热变形温度的材料打印成功率低，易出现翘曲、开裂等问题，同时还导致成型模型的力学性能相较于注塑模型也有非常大的差距，特别是拉伸强度与冲击强度表现很差。上述缺陷很大程度上限制了FDM打印机在工业领域的应用。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种3D打印机腔体热风循环加热装置，以解决目前FDM打印机腔体温度不够高以及温度均匀性不理想的两大难题。

为了达到上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种3D打印机腔体热风循环加热装置，包括腔体、腔体隔热层、风道、风机、加热器以及温度传感器，所述腔体的左右两侧分别设有进风口和出风口，两者正向相对，以实现水平送风；所述风道位于腔体的外侧，连接腔体左右两侧的进风口和出风口；所述腔体隔热层包裹于腔体及风道外侧；所述风机包含风机叶片和风机电机，风机叶片位于风道内，风机电机位于腔体隔热层外。

优选的，所述进风口和出风口为多孔阵列结构，开孔可以是圆孔、方孔、槽孔等形式。

优选的，所述多孔阵列位于腔体侧壁的上侧。