[实用新型]一种3D打印装置

说明书

本实用新型公开了一种3D打印装置，涉及3D打印技术领域。包括材料熔融挤出机构、熔融材料传输管和打印头，所述熔融材料传输管为可弯曲结构，所述熔融材料传输管的一端连接材料熔融挤出机构的输出口，所述熔融材料传输管的另一端连接打印头的熔融材料输入口，所述打印头连接有熔融材料流量控制机构，材料熔融挤出机构与打印头分离，通过熔融材料传输管传输熔融的材料。材料熔融挤出机构将由进料口进入的固体颗粒原料加热为流体，对熔融材料充分塑化并产生挤出压力。熔融材料经过熔融材料传输管输送到达打印头，由打印头对熔融材料做最终的控制，如调节材料的打印流量或截止流量，能够有效提高运行速度，材料挤出流量增大，材料质量提高。

技术领域

本实用新型实施例涉及3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印装置。

背景技术

从根本原理上来看，目前的工业制造实物的工艺方式只有3种，减材制造，等材制造，增材制造。

减材制造：从石器时代，将一块石头用另一块石头敲打减去多余的部分得到想要的部分，一直沿用到现代用机床的刀具切削整块的材料得到部分的材料形成成品，都是属于减材制造。

等材制造：从陶器到青铜时代，将模具中注入流体或液体，冷却或烧结后得到与模具体积相等的成品，一直沿用到现代各种各样的注塑，铸造，等工艺都属于等材制造。

增材制造：而大自然一直都使用增材制造，从一粒种子到参天大树，从一个受精卵到复杂的动物身体结构，都是按基因程序一点一点增加材料构建而来的，直到近代制造业领域才逐渐使用增材制造的原理。比如3D打印，通过逐层增加材料来构建成品。

三种制造方式各有不同的特点，减材制造需要首先准备一块大于成品的材料，然后去除百分之十至百分之九十的材料，浪费极大，费工费时废料，但是可以得到很精确的成品。等材料制造需要先制备模具，前期投入高，但是可以得到很高的单件生产效率。以上两种方式都不能一次性生产高度复杂的成品，因为材料是3维的，减除材料时有刀具干涉，刀具受到成品3维结构的阻碍有不可到达的部位，等材制造模具虽然不用减除材料但是也有模具干涉，受到成品3维结构的阻碍有不可分模的部位。因此如果要生产复杂的成品，就要在产品设计上拆分成很多不必要的零件分别加工。

随着经济发展和技术进步，特别是近代以计算机技信息技术的发展，产品越来越复杂，品种越来越多，单品的批量越来越少，导致减材和等材制造的缺陷越来越明显，特别是在复杂轻量化的产品领域。这种情况下增材制造显示出天然的优势：

3D打印作为增材制造的主要技术其核心原理是降维，3维物体在制造过程中发生各种干涉，制造过程不仅不能触及材料的内部，就是材料表面3维结构复杂一点也会发生干涉，而3D打印过程是在2维面上打印的，不存在3维空间干涉问题，复杂的3维模型已经由专用的软件分解为若干2维的片状层，层虽然也有厚度，但厚度方向上足够薄，已经可以近似的认为是2维的，因此对于复杂的产品具有天然的优势。但是，如前所述可以看出，减材，等材，都是涉及整体材料的表面，可以看成是面加工，而3D打印涉及材料的内部，可以看成是体加工，因此，在同等运动速度下，3D打印的效率比前两种方式低很多，一个物体的尺寸越大体积与面积之比就越大，3D打印的效率也就相较于前者更低。在中小尺寸比如一米以下，这种效率差别不太明显，而对于复杂产品的优势3D打印十分明显，因此在中小尺寸复杂产品领域，3D打印已经发展出很多门类。

目前众多的3D打印技术门类中大部分仅适用于小型产品，也就是分米级到米的尺寸级别，不能达到日常使用的米级以上尺寸(也就是按照人的高度大小而设计的产品尺寸)，所以也就不能进入到主流市场。当前的3D打印技术架构难以将成尺寸做到米级以上，是因为任何一种3D打印工艺都是多种技术的综合系统，在成型尺寸增大后，其相辅技术并不能与之匹配，米级尺寸与分米级尺寸虽然在尺寸上是10倍关系，但以成型体积(空间)计算，立方米是立方分米的1000倍，因此打印设备在相同的时间内所需要处理的材料体积理论上需要有近千倍的提升，显然不是简单的放大结构所能做到的。