[发明专利]微型螺杆挤出装置及增材制造系统

说明书

本发明公开一种微型螺杆挤出装置及增材制造系统，包括：机架、设置于机架第一端的驱动装置、设置于机架第二端且内部中空的挤出筒、设置于机架内且与挤出筒第一端相连接的料斗、与驱动装置传动连接且穿过料斗伸入挤出筒内的微型螺杆以及套装于挤出筒外部的加热装置；机架一侧与料斗敞口相对的位置处设有进料口，挤出筒第二端设有喷嘴。将物料通过进料口送入到料斗内，由于微型螺杆穿过料斗，因此，微型螺杆在旋转的过程中能够将料斗的物料带入挤出筒内，相对于现有技术中侧部进料的方式，本发明中的微型螺杆周向均与料斗内的物料接触，与物料接触的面积更大，使得微型螺杆的进料的效率更高，不会出现挤出筒出料不连续的问题。

技术领域

本发明涉及全生物基仿木复合材料的增材制造技术领域，特别是涉及一种微型螺杆挤出装置及增材制造系统。

背景技术

近十几年来一直成为发展热点的3D打印技术，又称为增材制造技术。虽然增材制造使快速制造复杂形状的组件方面得到了发展，但是相比传统制造技术，增材制造在材料-工艺-性能关系理解上的矛盾限制了其更广泛的应用。环保性和可打印的材料种类有限，成为增材制造技术被广泛采用的主要障碍，而来源广泛的可再生的生物质基材料将成为石油基资源最有潜力的替代品。全生物基复合材料的增材制造可以兼顾生物质基材料和增材制造技术的优点，使其可根据需要进行精确设计与生产制造。

中国专利，申请公布号为CN105216327A，提供了一种热塑性颗粒材料的熔融挤出装置及其3D打印方法，该熔融挤出装置包括挤出机构、加热机构、进料机构、减速传动机构和散热机构。螺杆挤出机构包括螺杆、机筒和机筒下部的挤出打印头；加热机构包括加热套筒和温控仪表；进料机构与机筒上部侧面的导料口相连；减速传动机构包括伺服电机或步进电机、行星减速机、安装机座及轴承等。这种熔融挤出装置可以实现颗粒进料，然而对于微型螺杆而言，侧部喂料的方式效率低并且容易导致出料不连续的问题。因此，如何解决现有技术中侧部喂料方式效率低并且容易导致出料不连续的问题是本领域技术人员所亟需解决的技术问题。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种能够解决现有技术中存在技术问题的微型螺杆挤出装置和增材制造系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种微型螺杆挤出装置，包括：机架、设置于所述机架第一端的驱动装置、设置于所述机架第二端且内部中空的挤出筒、设置于所述机架内且与所述挤出筒第一端相连接的料斗、与所述驱动装置传动连接且穿过所述料斗伸入所述挤出筒内的微型螺杆以及套装于所述挤出筒外部的加热装置；所述机架一侧与所述料斗敞口相对的位置处设有进料口，所述挤出筒第二端设有喷嘴。

进一步地，从所述微型螺杆第一端至第二端的方向上，所述微型螺杆包括固体输送段、压缩段以及计量段，且至少部分所述固体输送段位于所述料斗内。

进一步地，在所述微型螺杆第一端至第二端的方向上，所述固体输送段包括第一固体输送段和第二固体输送段，所述第一固体输送段的螺旋槽深度大于所述第二固体输送段的螺旋槽深度，所述第一固体输送段至少部分位于所述料斗内，所述第二固体输送段至少部分位于所述挤出筒内，且所述挤出筒外侧与所述第二固体输送段相对的位置设有所述加热装置。

进一步地，所述加热装置包括沿所述挤出筒第一端至第二端的方向上依次排布的螺旋电加热圈、第一加热块和第二加热块，所述螺旋电加热圈、所述第一加热块和所述第二加热块均套装于所述挤出筒外部，所述第一加热块和所述第二加热块上均设有电加热棒。

进一步地，所述第一加热块和所述第二加热块均与所述挤出筒螺纹连接，且所述第二加热块设置于所述挤出筒第二端，所述第二加热块上设有与所述挤出筒连通以供熔体排出的贯通孔，所述喷嘴与所述第二加热块螺纹连接且与所述贯通孔连通。

进一步地，还包括用于检测熔体压力的压力传感器，所述第二加热块上设有用于安装所述压力传感器的安装块，所述安装块上设有与所述贯通孔连通的安装孔，所述压力传感器安装于所述安装孔内。