[发明专利]一种用于3D打印的定量混料输送装置

说明书

本发明涉及一种用于3D打印的定量混料输送装置，包括：混合送料器、混料输料导管、针头式挤出喷嘴；混合送料器包括：混合送料壳体、密封垫片、混合送料螺杆、混合送料电机、进料口、定量送料机壳体、定量送料螺杆、定量送料电机、混合器底盘；混料输料导管包括：导管接头、输料导管、输料弹簧；针头式挤出喷嘴包括：连接机构、挤出螺旋、打印针头、挤出头、密封垫片、对接法兰。本发明解决了制造过程中送料挤出不稳定、料浆固液分离、浆料输送过程堵塞的问题，可实现长时间连续稳定的3D打印，变组分、多组分料浆的定量输入，可实现变组分、多组分材料、梯度材料打印，整体结构简化。

技术领域

本发明涉及3D打印领域，具体为一种用于3D打印的定量混料输送装置。

背景技术

3D打印技术又称增材制造技术(AM)，属于一种快速成型技术（RP），是以构建的数字化模型文件为基础，运用粉末状金属、陶瓷或高分子材料等可粘合材料，通过逐层打印并叠加不同形状的连续层，构造三维物体。与传统的铸造工艺相比，3D打印的最大优势在于可以直接从原料中自由制造复杂零件的能力，无需涉及诸如挤压、锻造、铸造和二次加工等传统制造方法即可获得所需的形状，且原料的利用率近100%。

基于材料挤出型的打印方法有代表性的是熔融沉积成型法（FDM），FDM是“FusedDeposition Modeling”的缩写，即熔积成型法，是一种将各种丝材（如工程塑料ABS、聚碳酸酯PC 等）加热熔化进而堆积成型方法。基于FDM原理，现已发展出用于陶瓷及金属的3D打印技术。即使用陶瓷或金属料浆（陶瓷或金属粉末与溶剂、粘结剂等调制的有一定流动性的半固态浆体），陶瓷及金属FDM工作原理是：加热挤出机构及喷头（针头）在计算机的控制下，根据产品零件的截面轮廓信息，作X-Y 平面运动，通过输送及挤出机构，将料浆送至挤出喷头（针头），并被挤压出来，有选择性的涂覆在工作台上，快速固化后形成一层薄片轮廓。一层截面成型完成后工作台下降一定高度，再进行下一层的沉积，好像一层层画出截面轮廓，如此循环，最终形成三维产品零件。

基于FDM技术的陶瓷或金属的送料装置，一般为螺杆挤出式或气压挤出式。螺杆挤出式的通过带有螺旋的旋转螺杆将料浆推进并送至喷头。螺杆装料桶较小，每次可用于打印的料浆量有限。如需要加料，一般用软管将螺旋挤出器连接到加料桶，料浆靠料桶与挤出器间的高度差，在重力作用下，流入挤出器。软管较细或料浆粘度较大、固相含量较高时输送困难。气压活塞挤出式，类似注射器的注射的原理，只是将推力换成了压缩气体。这种方式的送料及挤出靠压缩气体的压力调控，不太稳定，料浆容易固液分离，且气压挤出桶的容量有限，不能长时间连续打印。因此，对于陶瓷、金属的FDM增材制造工艺，急需一种能够稳定输送，稳定挤出，长时间连续打印的送料挤出机构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于3D打印的定量混料输送装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于3D打印的定量混料输送装置包括：混合送料器、混料输料导管、针头式挤出喷嘴；混合送料器包括：混合送料壳体、密封垫片、混合送料螺杆、混合送料电机、进料口、定量送料机壳体、定量送料螺杆、定量送料电机、混合器底盘；混料输料导管包括：导管接头、输料导管、输料弹簧；针头式挤出喷嘴包括：连接机构、挤出螺旋、打印针头、挤出头、密封垫片、对接法兰。所述混合送料器与混料输料导管连接，所述混料输料导管与针头式挤出喷嘴连接；所述混合送料壳体与混合送料电机之间装有密封垫片，所述混合送料螺杆安装在混合送料壳体内部，所述混合送料螺杆通过固定连接方式与混合送料电机连接，所述进料口安装在定量送料机壳体上方，所述定量送料机壳体与混合送料壳体连接，所述定量送料螺杆安装在定量送料机壳体内部，所述混合送料螺杆通过固定连接方式与定量送料电机连接；所述输料导管通过导管接头分别与混合送料器和针头式挤出喷嘴连接，所述输料弹簧与混合送料螺杆连接，所述输料弹簧通过连接机构与挤出螺旋连接，所述挤出螺旋安装在打印针头和挤出头的内部，所述打印针头与挤出头连接，所述挤出头与对接法兰连接且之间装有密封垫片。