熔融擠出式彩色3D打印頭的混料器的工作方法與流程

本技術：
是申請日為2015年6月19日申請號為201510344266.2發明名稱為熔融擠出式彩色3d打印頭的混料器的分案申請。

【技術領域】

本發明涉及三維成型的技術領域，尤其是涉及一種熔融擠出式彩色3d打印頭的混料驅動機構。

背景技術：

熔融擠出成型(fdm)是一種應用廣泛的三維成型技術，其工作原理是將材料加熱融化后，通過擠料機構從打印頭中擠出并迅速冷卻凝固成型，這種技術在應用早期只局限于單一色彩的材料成型，所以打印物件的顏色種類單調，顏色選擇受材料顏色的限制。隨著技術的不斷發展，后來人們開發出利用三原色混合原理工作的熔融擠出式彩色3d打印頭，通過紅、綠、藍三種顏色的分配來調和出多種顏色的熔融材料并將其寄出成型。

目前可檢索的專利或文獻中，對于三原色分配產生多種顏色的原理或結構具有較多的描述，但是目前市場上并無三原色混合配色質量較高的彩色3d打印機，這其中的原因之一是因為采用三原色配色原理應用到熔融擠出式3d打印中時，由于熔融3d打印材料的粘稠性較高，并不能像水粉顏料一樣得到效果較高的次生色，所以打印出的物件顏色多為隨機不可控的多彩色，而并不能精確控制打印出的物件色彩。

應用三原色配色原理欲打印出色控嚴格的物件，必須對三原色材料熔融后進行充分混料，使三原色配色充分均勻，而現在熔融式3d打印機的打印頭中均沒有真正實現這一功能的裝置，相關技術亟需得到突破。

技術實現要素：

本發明的目的就是解決現有熔融擠出式彩色3d打印頭打印出的物件色彩不純正的問題，提出一種為熔融擠出式彩色3d打印頭進行充分混料的裝置，能夠使熔融的三原色材料得到充分混合，從而調配處色彩純正的物料顏色，而且混料過程不會影響打印精度。

為實現上述目的，本發明提出了一種熔融擠出式彩色3d打印頭的混料器，包括混料支架、設置在混料支架內的加熱塊、插入到加熱塊內的加熱棒、固定在加熱塊底部的初級混料倉、布置在初級混料倉底部的次級混料倉和插入到次級混料倉內部的保溫棒，所述混料支架上設置有對稱的傾斜面，在對稱的傾斜面上固定有壓電陶瓷雙晶片，所述壓電陶瓷雙晶片的上表面與初級混料倉的最小距離小于壓電陶瓷雙晶片的單邊振動幅度；所述次級混料倉包括減振進料管、陣列混料環和出料口，所述減振進料管具有兩根，上端與初級混料倉的底部連通，下端連接著所述陣列混料環的上部，陣列混料環的底部與出料口相連接。

作為優選，所述加熱塊的上部設置有導料套，所述導料套具有三個，分別用來導通紅、綠、藍三原色料絲。

作為優選，所述壓電陶瓷雙晶片的一端通過環氧樹脂固定粘結在所述傾斜面的上端部，所述壓電陶瓷雙晶片的另一端為自由端，通過高頻率的翹曲可對初級混料倉進行高頻振動。

本發明的特征及優點將通過實施例結合附圖進行詳細說明。

【附圖說明】

圖1是本發明熔融擠出式彩色3d打印頭的混料器的整體結構示意圖；

圖2是本發明中次級混料倉的結構示意圖；

圖3是本發明中次級混料倉的雙路對沖混料工作原理圖。

圖中：1-混料支架、2-加熱塊、3-加熱棒、4-初級混料倉、5-導料套、6-壓電陶瓷雙晶片、7-次級混料倉、8-保溫棒、9-三原色料絲、71-減振進料管、72-陣列混料環、73-出料口。

【具體實施方式】

參閱圖1、圖2和圖3，本發明熔融擠出式彩色3d打印頭的混料器，包括混料支架1、設置在混料支架1內的加熱塊2、插入到加熱塊2內的加熱棒3、固定在加熱塊2底部的初級混料倉4、布置在初級混料倉4底部的次級混料倉7和插入到次級混料倉7內部的保溫棒8，所述混料支架1上設置有對稱的傾斜面61，在對稱的傾斜面61上固定有壓電陶瓷雙晶片6，所述壓電陶瓷雙晶片6的上表面與初級混料倉4的最小距離小于壓電陶瓷雙晶片6的單邊振動幅度，即壓電陶瓷雙晶片6以非工作時的平直狀態為界限，朝靠近初級混料倉4的方向翹曲的最大距離；所述次級混料倉7包括減振進料管71、陣列混料環72和出料口73，所述減振進料管71具有兩根，上端與初級混料倉4的底部連通，下端連接著所述陣列混料環72的上部，陣列混料環72的底部與出料口73相連接。

所述加熱塊2的上部設置有導料套5，所述導料套5具有三個，分別用來導通紅、綠、藍三原色料絲9。

所述加熱塊2內的所述加熱棒3可以選用熱電偶加熱棒，對加熱棒3通電后產生高溫來加熱加熱塊2。

所述壓電陶瓷雙晶片6的一端通過環氧樹脂固定粘結在所述傾斜面的上端部，所述壓電陶瓷雙晶片6的另一端為自由端，通過高頻率的翹曲可對初級混料倉4進行高頻振動。

所述次級混料倉7內的保溫棒8可以選用熱電偶棒，通電后產生恒溫保證次級混料倉7內的熔融材料不會冷卻。

熔融擠出式彩色3d打印頭的混料器的混料方法，包括初級混料工序和次級混料工序；

所述初級混料工序的具體步驟為：

1、三原色料絲9熔融導入初級混料倉4；三原色料絲9在打印機供料機構的驅動下，經過導料套5后進入加熱塊2熔融，然后熔融的材料流入初級混料倉4；

2、初級混料倉4高頻振動混料；向壓電陶瓷雙晶片6施加高頻電壓，壓電陶瓷雙晶片6的自由端會產生高頻率的翹曲運動，并對初級混料倉4進行快速擊打，使初級混料倉4進行高頻振動，位于初級混料倉4內三種原色材料得到初步混合；

所述次級混料工序的具體步驟為：

a)次級混料倉7雙路對沖混料；初級混料倉4內的混合材料在高頻振動與料絲推送造成的容積壓強增大的雙重作用下，經兩根減振進料管71同時向陣列混料環72內輸送初步混合的熔融材料，兩路熔融材料在相鄰兩環的交匯處發生對沖；

b)穩流輸導；多次對沖混料后的熔融材料進入出料口73處進行穩流輸出。

本發明的有益效果：本發明通過將三原色材料熔融后進行一次高頻振動混料和多次對沖混料，使得三原色混合后的材料顏色純正，提高彩色3d打印機的打印物件效果；通過在初級混料倉和次級混料倉之間通過設置具有減振功能的進料管，當初級混料倉進行高頻振動混料時，不會對次級混料倉造成振動，保證打印精度。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中的描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種熔融擠出式彩色3D打印頭的混料器的工作方法、其采用的混料器，包括混料支架、設置在混料支架內的加熱塊、插入到加熱塊內的加熱棒、固定在加熱塊底部的初級混料倉、布置在初級混料倉底部的次級混料倉和插入到次級混料倉內部的保溫棒，所述混料支架上設置有對稱的傾斜面，在對稱的傾斜面上固定有壓電陶瓷雙晶片；所述次級混料倉包括減振進料管、陣列混料環和出料口，所述減振進料管具有兩根，上端與初級混料倉的底部連通，下端連接著所述陣列混料環的上部，陣列混料環的底部與出料口相連接。本發明能夠使熔融的三原色材料得到充分混合，從而調配處色彩純正的物料顏色，而且混料過程不會影響打印精度。

技術研發人員：劉桂花
受保護的技術使用者：劉桂花
技術研發日：2015.06.19
技術公布日：2017.09.08