一种彩色3D打印机物料输出装置.pdf

本发明公开了一种彩色3D打印机物料输出装置，包括转盘电机和电机转轴，所述电机转轴上固定安装有颜色转换盘，所述颜色转换盘上开设有物料通孔一，位于颜色转换盘上靠近电机的一面的物料通孔一处安装有切断组件，所述切断组件上固定安装有热熔融组件，位于颜色转换盘上另一面的物料通孔处安装有挤出机装置，挤出机装置通过螺钉组件二固定于颜色转换盘上。本发明采用将物料由挤出机装置挤压送入热熔融装置中加热融化的方法，使物料在实现能够均匀喷出的同时也为3D打印喷头喷出物料提供压力，当需要转换打印颜色时，由切断组件将物料切断，转动转盘组件切换成装有另一种物料的挤出机装置继续工作。

权利要求书
1.  一种彩色3D打印机物料输出装置，包括转盘电机（1）和电机转轴（2），其特征在于：所述电机转轴（2）上固定安装有颜色转换盘（6），所述颜色转换盘（6）上开设有物料通孔一（5），位于颜色转换盘（6）上靠近电机的一面的物料通孔一（5）处安装有切断组件（4），所述切断组件（4）上固定安装有热熔融组件（3），位于颜色转换盘（6）上另一面的物料通孔（5）处安装有挤出机装置（7）；所述切断组件（4）包括动触头外壳（4-3）、静触头外壳（4-10）和用于连接动触头外壳（4-3）与静触头外壳（4-10）的复位弹簧（4-4），所述动触头外壳（4-3）内安装有电磁铁动触头（4-1），所述电磁铁动触头（4-1）上安装有切刀（4-2），所述静触头外壳（4-10）上开设有与切刀（4-2）位置相对应的切刀槽（4-9），位于静触头外壳（4-10）上的切刀槽（4-9）位置处开设有物料通孔二（4-8），所述静触头外壳（4-10）内安装有电磁铁静触头（4-6），所述电磁铁静触头（4-6）内固定放置有有电磁铁（4-7），所述静触头外壳（4-10）上安装有分别与电磁铁（4-7）线圈两端相连接的负电极接线端子（4-5）和正电极接线端子（4-11）；所述热熔融组件（3）包括支架一（3-1），安装于支架一（3-1）上的热敏电阻（3-5）、热电偶（3-6）、加热管（3-7），和安装于加热管（3-7）下端的锥形喷嘴（3-2），所述支架一（3-1）的正面开设有第一固定孔（3-9）和上下贯通的第一通孔（3-3），所述支架一（3-1）的侧面开设有安装孔（3-13）、第二固定孔（3-11）和前后贯通的第二通孔（3-10），所述第一固定孔（3-9）和第二通孔（3-10）相交，所述安装孔（3-13）和第二固定孔（3-11）均与第一通孔（3-3）相交，所述加热管（3-7）安装于第一通孔（3-3）内并穿过第一通孔（3-3）与锥形喷嘴（3-2）通过螺纹连接，所述安装孔（3-13）内螺纹连接有与加热管（3-7）相接导通的导电螺柱（3-4），热敏电阻（3-5）连接在导电螺柱（3-4）上，所述热电偶（3-6）被旋进第一固定孔（3-9）内的第一螺栓（3-8）固定在第二通孔（3-10）内，所述加热管（3-7）被旋进第 二固定孔（3-11）内的第二螺栓（3-12）固定在第一通孔（3-3）内；所述挤出机装置（7）由步进机电组件和挤出轮组件组成，所述步进机电组件包括电机底座（7-1），所述电机底座（7-1）上安装有步进电机（7-2），所述步进电机（7-2）上安装有安装架（7-3），所述步进电机（7-2）的输出转轴（7-9）穿过安装架（7-3）向上延伸，安装架（7-3）上布设有用于安装支撑板（7-5）的支撑螺柱（7-4），所述支撑板（7-5）通过螺纹连接安装于支撑螺柱（7-4）上，所述挤出轮组件包括安装于输出转轴（7-9）上的主动凹轮（7-8），所述支撑板（7-5）上安装有开设窗口的支架二（7-6），支架二（7-6）内窗口的一侧通过螺钉组件一（7-12）固定安装有U型轮套（7-11），所述U型轮套（7-11）上转动安装有从动凸轮（7-10），主动凹轮（7-8）位于支架二（7-6）窗口内且在其中自由转动，所述主动凹轮（7-8）的凹面和与相对的从动凸轮（7-10）的凸面形成用于挤压物料的配合间隙（7-14），所述支架二（7-6）侧边开设有用于物料进出的入料通口（7-13）和出料通口（7-7）。

2.  按照权利要求1所述的一种彩色3D打印机物料输出装置，其特征在于：所述颜色转换盘（6）上安装挤出机装置（7）的数量为一个或多个，所述挤出机装置（7）通过螺钉组件二（8）固定于颜色转换盘（6）上。

3.  按照权利要求1所述的的一种彩色3D打印机物料输出装置，其特征在于：所述热熔融组件（3）中热电偶（3-6）与第二通孔（3-10）为过盈配合，所述加热管（3-7）和导电螺柱（3-4）均为铜质材料，所述支架一（3-1）为铝质材料。

4.  按照权利要求1所述的一种彩色3D打印机物料输出装置，其特征在于：所述挤出机装置（7）中输出转轴（7-9）与主动凹轮（7-8）是采用凹凸配合的结构形式安装，所述支架二（7-6）由铝型材材料加工制成。

说明书一种彩色3D打印机物料输出装置
技术领域
本发明属于3D打印机结构技术领域，具体涉及一种能够用于多重颜色转换打印的彩色3D打印机物料输出装置。
背景技术
3D打印技术发展已经有超过20年了，从上世纪90年代初开始，国内与国际几乎同时起步。2012年，这项技术得到国内外的广泛关注，更多是源于英国《经济学人》杂志的一篇文章，其将3D打印技术作为″第三次工业革命″的重大标志之一。3D打印机的应用对象可以是任何行业，只要这些行业需要模型和原型。以色列的Objet公司认为，3D打印机需求量较大的行业包括政府、航天和国防、医疗设备、高科技、教育业以及制造业。普通的3D打印机“打印”模型时，只提供一种颜色的物料，无法打印出色彩绚丽的模型，模型在视觉上效果上比较单调；现有的3D打印机物料熔融装置多存在设备结构复杂，熔融产品的均匀性、稳定性均较差，而且无法为打印机喷头喷出熔融状态的物料提供压力动力等缺陷；此外，应用于3D打印机中的挤出机主要用于对各种棒状物料的挤压，但是在现有的物料挤出机中由于电动机带动的减速装置使得功率过大或者过小，因此常常出现一些料颗粒混合不均匀、挤出量不稳定的现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种彩色3D打印机物料输出装置，该装置为保证3D打印喷头能够均匀喷出熔融状态的物料，采用将棒状物料由挤出机装置挤压送入热熔融装置中加热融化的方法，在实现了物料均匀喷出的同时也为3D打印喷头喷出物料 提供压力，此外，专为彩色3D打印机设计的切断组件能够将一种颜色的物料切断，转换供给另一种颜色的物料，便于打印出色彩绚丽、丰富立体的3D模型。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种彩色3D打印机物料输出装置，包括转盘电机和电机转轴，其特征在于：所述电机转轴上固定安装有颜色转换盘，所述颜色转换盘上开设有物料通孔一，位于颜色转换盘上靠近电机的一面的物料通孔一处安装有切断组件，所述切断组件上固定安装有热熔融组件，位于颜色转换盘上另一面的物料通孔处安装有挤出机装置；所述切断组件包括动触头外壳、静触头外壳和用于连接动触头外壳与静触头外壳的复位弹簧，所述动触头外壳内安装有电磁铁动触头，所述电磁铁动触头上安装有切刀，所述静触头外壳上开设有与切刀位置相对应的切刀槽，位于静触头外壳上的切刀槽位置处开设有物料通孔二，所述静触头外壳内安装有电磁铁静触头，所述电磁铁静触头内固定放置有有电磁铁，所述静触头外壳上安装有分别与电磁铁线圈两端相连接的负电极接线端子和正电极接线端子；所述热熔融组件包括支架一，安装于支架一上的热敏电阻、热电偶、加热管，和安装于加热管下端的锥形喷嘴，所述支架一的正面开设有第一固定孔和上下贯通的第一通孔，所述支架一的侧面开设有安装孔、第二固定孔和前后贯通的第二通孔，所述第一固定孔和第二通孔相交，所述安装孔和第二固定孔均与第一通孔相交，所述加热管安装于第一通孔内并穿过第一通孔与锥形喷嘴通过螺纹连接，所述安装孔内螺纹连接有与加热管相接导通的导电螺柱，热敏电阻连接在导电螺柱上，所述热电偶被旋进第一固定孔内的第一螺栓固定在第二通孔内，所述加热管被旋进第二固定孔内的第二螺栓固定在第一通孔内；所述挤出机装置由步进机电组件和挤出轮组件组成，所述步进机电组件包括电机底座，所述电机底座上安装有步进电机，所述步进电机上安装有安装架，所述步进电机的输出转轴穿过安装架向上延伸，安装架上布设有用于安装支撑板的支撑螺柱，所述支撑板通过螺纹连接安装于支撑螺柱上，所述挤出 轮组件包括安装于输出转轴上的主动凹轮，所述支撑板上安装有开设窗口的支架二，支架二内窗口的一侧通过螺钉组件一固定安装有U型轮套，所述U型轮套上转动安装有从动凸轮，主动凹轮位于支架二窗口内且在其中自由转动，所述主动凹轮的凹面和与相对的从动凸轮的凸面形成用于挤压物料的配合间隙，所述支架二侧边开设有用于物料进出的入料通口和出料通口。
上述的一种彩色3D打印机物料输出装置，其特征在于：所述颜色转换盘上安装挤出机装置的数量为一个或多个，所述挤出机装置通过螺钉组件二固定于颜色转换盘上。
上述的的一种彩色3D打印机物料输出装置，其特征在于：所述热熔融组件中热电偶与第二通孔为过盈配合，所述加热管和导电螺柱均为铜质材料，所述支架一为铝质材料。
上述的一种彩色3D打印机物料输出装置，其特征在于：所述挤出机装置中输出转轴与主动凹轮是采用凹凸配合的结构形式安装，所述支架二由铝型材材料加工制成。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的挤出机装置利用主动凹轮和从动凸轮之间配合间隙与棒状物料的过盈配合，在主动凹轮开始运动后，将棒状物料推入到配合间隙中，通过主动凹轮与棒状物料之间的摩擦力和棒状物料与从动凸轮之间的摩擦力将物料挤压送出，提高了挤出物料的均匀性，挤出机的加工、装配精度均较高。
2、本发明的切断组件采用电磁铁开闭装置实现自动控制，提高了工作彩色3D打印机的工作效率，保证了彩色3D打印机打印模型的质量。
3、本发明的热熔融组件以与电源通过导线相连接的热敏电阻为温度补偿电路，以与热敏电阻相接导通的加热管为热负载，通过热负载发出大量热量对管内的物料进行加热，然后将熔融状态的物料从锥形喷嘴中喷出，物料加热以及挤出均匀性好；此外，通过在安装架上设置为热电偶能 够实时进行温度检测，更好的控制了物料的加热状态和温度，温度低的时候加大电流，温度高时降低电流，节约资源，降低成本。
4、本发明为保证3D打印喷头能够均匀喷出熔融状态的物料，采用将棒状物料由挤出机装置挤压送入热熔融装置中加热融化的方法，使物料在实现能够均匀喷出的同时也为3D打印喷头喷出物料提供压力，设置不同的挤出机装置用以挤出不同颜色的棒状物料，当需要转换打印颜色时，由切断组件将物料切断，然后转动转盘组件，切换成装有另一种物料的挤出机装置继续工作将所需颜色的物料送入热熔融装置中。
5、本发明结构简单，控制精确，可以将多种颜色的3D打印物料相互切换熔融并且喷出。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的装配示意图。
图2为图1中切断组件的结构示意图。
图3为图1中热熔融组件的结构示意图。
图4为图1中挤出机装置的结构示意图。
图5为图4中主动凹轮和从动凸轮的工作状态示意图。
附图标记说明:


具体实施方式
如图1所示的一种彩色3D打印机物料输出装置，包括转盘电机1和电机转轴2，所述电机转轴2上固定安装有所述切断组件4，所述颜色转换盘，6上开设有物料通孔一5，位于颜色转换盘6上靠近电机的一面的物料通孔一5处安装有切断组件4，所述切断组件4上固定安装有热熔融组件3，位于颜色转换盘6另一面的物料通孔5处安装有挤出机装置7；如图2所示的切断组件4包括动触头外壳4-3、静触头外壳4-10和用于连接动触头外壳4-3与静触头外壳4-10的复位弹簧4-4，所述动触头外壳4-3内安装有电磁铁动触头4-1，所述电磁铁动触头4-1上安装有切刀4-2，所述静触头外壳4-10上开设有与切刀4-2位置相对应的切刀槽4-9，位于静触头外壳4-10上的切刀槽4-9位置处开设有物料通孔二4-8，所述静触头外壳4-10内安装有电磁铁静触头4-6，所述电磁铁静触头4-6内固定放置有有电磁铁4-7，所述静触头外壳4-10上安装有分别与电磁铁4-7线圈两端相连接的负电极接线端子4-5和正电极接线端子4-11；如图3所示的热熔融组件3包括支架一3-1，安装于支架一3-1上的热敏电阻3-5、热电偶3-6、加热管3-7，和安装于加热管3-7下端的锥形喷嘴3-2，所述支架一3-1的正面开设有第一固定孔3-9和上下贯通的第一通孔3-3，所述支架一3-1的侧面开设有安装孔3-13、第二固定孔3-11和前后贯通的第 二通孔3-10，所述第一固定孔3-9和第二通孔3-10相交，所述安装孔3-13和第二固定孔3-11均与第一通孔3-3相交，所述加热管3-7安装于第一通孔3-3内并穿过第一通孔3-3与锥形喷嘴3-2通过螺纹连接，所述安装孔3-13内螺纹连接有与加热管3-7相接导通的导电螺柱3-4，热敏电阻3-5连接在导电螺柱3-4上，所述热电偶3-6被旋进第一固定孔3-9内的第一螺栓3-8固定在第二通孔3-10内，所述加热管3-7被旋进第二固定孔3-11内的第二螺栓3-12固定在第一通孔3-3内；如图4、图5所示放入挤出机装置7由步进机电组件和挤出轮组件组成，所述步进机电组件包括电机底座7-1，所述电机底座7-1上安装有步进电机7-2，所述步进电机7-2上安装有安装架7-3，所述步进电机7-2的输出转轴7-9穿过安装架7-3向上延伸，安装架7-3上布设有用于安装支撑板7-5的支撑螺柱7-4，所述支撑板7-5通过螺纹连接安装于支撑螺柱7-4上，所述挤出轮组件包括安装于输出转轴7-9上的主动凹轮7-8，所述支撑板7-5上安装有开设窗口的支架二7-6，支架二7-6内窗口的一侧通过螺钉组件7-12固定安装有U型轮套7-11，所述U型轮套7-11上转动安装有从动凸轮7-10，主动凹轮7-8位于支架二7-6窗口内且在其中自由转动，所述主动凹轮7-8的凹面和与相对的从动凸轮7-10的凸面形成用于挤压棒状物料的配合间隙7-14，所述支架二7-6侧边开设有用于物料进出的入料通口7-13和出料通口7-7，所述颜色转换盘6上安装挤出机装置7的数量为一个或多个，所述挤出机装置7通过螺钉组件8固定于颜色转换盘6上，所述热熔融组件3中热电偶3-6与第二通孔3-10为过盈配合，所述加热管3-7和导电螺柱3-4均为铜质材料，所述支架一3-1为铝质材料，所述挤出机装置7中输出转轴7-9与主动凹轮7-8是采用凹凸配合的结构形式安装，所述支架二7-6由铝型材材料加工制成。
本发明的工作原理是：在进行3D打印时，首先将某一种颜色的棒状物料送入挤出机装置7中的配合间隙7-14内，通过主动凹轮7-8与棒状物料之间的摩擦力和棒状物料与从动凸轮7-10之间的摩擦力将棒状物料 挤压送出，经安装在颜色转换盘6另一面的切断组件4传输给热熔融组件3，在热熔融组件3中经热负载加热管3-7的加热后以熔融态进入3D打印机打印喷头中，若需要换取另外一种颜色的棒状物料，启动切断组件4采用电磁铁开闭装置使切刀4-2闭合，切断该物料，通过转盘电机1转动颜色转换盘6，切换至另一种物料的挤出机装置7输出端处，关闭切断组件4，在复位弹簧4-4的作用力下切刀4-2打开，继续将该棒状物料送入热熔融组件3中，完成3D打印机在不同颜色间的切换。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。