本發明涉及3d打印技術領域，具體為一種3d打印耗材的高效生產裝置。
背景技術：
3d打印是目前新興的一種三維打印技術，主要通過以數字模型為基礎，直接運用粉末金屬或者塑料等作為可粘合材料，并且通過逐層打印的方式來構造物體的技術，被廣泛應用于制造、教育、科研以及建筑等領域。
在3d打印中，打印耗材是實現3d打印的基礎，就目前來說，應用最為廣泛的打印耗材為聚乳酸pla和abs等，在這類打印耗材的生產中，需要兼顧著不同材料的屬性來進行生產，因此生產過程是比較復雜的，由于生產工藝的原因導致生產效率低下，難以滿足日益增加的生產需求。在3d耗材的生產中，主要包括熔融、擠出和冷卻三個部分，在熔融階段，原材料可能存在熔融不徹底而進入擠出部分的情況，由于未達到標準熔融狀況，擠出效果差；其次就是在經過熔融之后如何進行有效的保溫輸送和提高擠出壓力，而且能夠均衡控制擠出壓力，提高生產效率的同時提高生產質量；最后就是在冷卻階段，如何保證有效的冷卻，使得已經成為成品的耗材不會猶豫溫度的變化導致出現收縮裂縫或者變形等。
如申請號為201410329708.1公布的一種高精度高效率的工業級3d打印機耗材生產設備，它包括熔融擠出裝置、冷卻裝置、吹干裝置、測徑儀、牽引裝置、儲線裝置以及收卷裝置，通過各個裝置之間的相互配合從而達到完整生產的過程。整體上具有完善的生產過程和較高的產能，但是結構比較復雜，不能控制實際的熔融狀態，還需要進一步的改進。
技術實現要素：
為了克服現有技術方案的不足，本發明提供一種3d打印耗材的高效生產裝置，結構簡單，產能高，可以快速高效的產出耗材，而且通過控溫控壓和防止外力影響精度高，成分體系穩定產出質量穩定，更不會出現空心、氣泡等，可以有效解決背景技術中的問題。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種3d打印耗材的高效生產裝置，包括熔融裝置、控壓控溫擠出裝置、冷卻裝置和收料輥，所述熔融裝置和控壓控溫擠出裝置之間通過輸料管連接，所述控壓控溫擠出裝置通過導向韌性條穿過冷卻裝置與收料輥連接；
所述熔融裝置包括熔融箱，所述熔融箱內壁固定安裝有強熱板，且在熔融箱外壁上設有若干個貫穿孔，所述貫穿孔下方均設有導向板，在導向板的側下方設有集料斗，所述集料斗呈雙漏斗狀，且在集料斗底部均與輸料管連接，所述控壓控溫擠出裝置包括剛性擠出箱，所述剛性擠出箱呈凸字型，且在剛性擠出箱外壁均固定安裝有保溫層，在剛性擠出箱內壁固定安裝有電熱板，且在剛性擠出箱側面直接與輸料管連接，在剛性擠出箱內側與輸料管連通處還設有推桿，所述推桿末端還固定安裝有推板，在剛性擠出箱另一端設有楔形擠出頭，所述楔形擠出頭設在冷卻裝置與控壓控溫擠出裝置連接處。
作為本發明一種優選的技術方案，所述導向板與貫穿孔之間一一對應，且導向板以熔融箱為對稱軸分布。
作為本發明一種優選的技術方案，所述貫穿孔的數量為集群分布，且單個貫穿孔的內徑不大于0.05mm。
作為本發明一種優選的技術方案，所述推板前端還固定安裝有擾流攪拌棒。
作為本發明一種優選的技術方案，所述剛性擠出箱頂部固定安裝有泄壓艙，所述泄壓艙和剛性擠出箱之間還設有泄壓閥，所述泄壓閥內部固定安裝有單向控壓擋板，所述單向控壓擋板限壓方向由剛性擠出箱指向泄壓艙。
作為本發明一種優選的技術方案，所述楔形擠出頭通過滑桿在剛性擠出箱內部滑動來調整兩塊楔形擠出頭之間的距離。
作為本發明一種優選的技術方案，所述冷卻裝置由兩塊相互平行的楔形板組成，且在每塊楔形板上均固定安裝有次級電熱板，所述次級電熱板由靠近控壓控溫擠出裝置一側向另外一側逐漸降低分布密度，且在兩塊楔形板末端為不封閉結構。
作為本發明一種優選的技術方案，所述導向韌性條固定安裝在底部的楔形擠出頭上，且導向韌性條上表面與楔形擠出頭上表面齊平，所述導向韌性條與收料輥之間為直接接觸不連接，且導向韌性條通過收料輥的直徑增大而逐漸向下均勻的傾斜形成弧形導向結構。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明通過設置熔融箱，并且在熔融箱側面加設集群狀的貫穿孔和導向板，將已經熔融呈流體狀的原料導出來，而未達到熔融狀態的原材料不能被導出來，繼續留在熔融箱內部接受加熱直至成為流體狀態，在達到流體狀態后的原料將經過輸料管輸送至控壓控溫擠出裝置，設在剛性擠出箱內壁的電熱板提供維持熔融狀態所需的問題，而通過推桿和推板的擠壓作用將流體通過楔形擠出頭擠出，而在這個過程中，可以根據實際的擠出寬度需求來調整兩個楔形擠出頭之間的距離從而達到滿足實際需求的目的，而設在推板前端的擾流攪拌棒能夠攪動已經靜置下來的流體，提高擠出成分的均勻性，而在擠壓過程中，為了防止由于物質成分的變化而導致擠出壓力的變化，通過單向控壓擋板將異常壓力釋放出去形成穩定的壓力體系，而在擠出成型之后通過梯度降溫來收卷耗材，可以防止由于溫度的急劇變化導致的耗材變形和收縮，而且通過導線韌性條的導向作用，可以防止在出料過程中由于重力等的影響變形，整體上由于結構簡單，產能高，可以快速高效的產出耗材，而且通過控溫控壓和防止外力影響精度高，成分體系穩定產出質量穩定，更不會出現空心、氣泡等。
附圖說明
圖1為本發明結構示意圖；
圖中：1-熔融裝置；2-控壓控溫擠出裝置；3-冷卻裝置；4-收料輥；5-輸料管；6-導向韌性條；7-熔融箱；8-強熱板；9-貫穿孔；10-導向板；11-集料斗；12-剛性擠出箱；13-保溫層；14-電熱板；15-推桿；16-推板；17-楔形擠出頭；18-擾流攪拌棒；19-泄壓艙；20-泄壓閥；21-單向控壓擋板；22-滑桿；23-楔形板；24-次級電熱板。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
實施例：
如圖1所示，本發明提供了一種3d打印耗材的高效生產裝置，包括熔融裝置1、控壓控溫擠出裝置2、冷卻裝置3和收料輥4，所述熔融裝置1和控壓控溫擠出裝置2之間通過輸料管5連接，所述控壓控溫擠出裝置2通過導向韌性條6穿過冷卻裝置3與收料輥4連接；
所述熔融裝置1包括熔融箱7，所述熔融箱7內壁固定安裝有強熱板8，且在熔融箱7外壁上設有若干個貫穿孔9，所述貫穿孔9的數量為集群分布，且單個貫穿孔9的內徑不大于0.05mm，防止沒有達到熔融的流體狀態的原料進入輸料管進入擠出裝置中，所述貫穿孔9下方均設有導向板10，所述導向板10與貫穿孔9之間一一對應，且導向板10以熔融箱7為對稱軸分布，能夠將已經達到熔融狀態的原料導向輸料管5，在導向板10的側下方設有集料斗11，所述集料斗11呈雙漏斗狀，且在集料斗11底部均與輸料管5連接，所述控壓控溫擠出裝置2包括剛性擠出箱12，所述剛性擠出箱12呈凸字型，且在剛性擠出箱12外壁均固定安裝有保溫層13，在剛性擠出箱12內壁固定安裝有電熱板14，且在剛性擠出箱12側面直接與輸料管5連接，在剛性擠出箱12內側與輸料管5連通處還設有推桿15，所述推桿15末端還固定安裝有推板16，所述推板16前端還固定安裝有擾流攪拌棒18，擾動已經靜置下來的原料，提高原料的均質性，在剛性擠出箱12另一端設有楔形擠出頭17，所述楔形擠出頭17通過滑桿22在剛性擠出箱12內部滑動來調整兩塊楔形擠出頭17之間的距離，用來調整實際的擠出寬度，滿足不同的需求，所述楔形擠出頭17設在冷卻裝置3與控壓控溫擠出裝置2連接處。
優選的是，所述剛性擠出箱12頂部固定安裝有泄壓艙19，所述泄壓艙19和剛性擠出箱12之間還設有泄壓閥20，所述泄壓閥20內部固定安裝有單向控壓擋板21，所述單向控壓擋板21限壓方向由剛性擠出箱12指向泄壓艙19，進行單向泄壓，在完成泄壓之后能夠及時將流體輸送回來。
進一步優選的是，所述冷卻裝置3由兩塊相互平行的楔形板23組成，且在每塊楔形板23上均固定安裝有次級電熱板24，所述次級電熱板24由靠近控壓控溫擠出裝置2一側向另外一側逐漸降低分布密度，且在兩塊楔形板23末端為不封閉結構，形成梯度式的降溫通道，逐級降溫冷卻。
特別的，所述導向韌性條6固定安裝在底部的楔形擠出頭17上，且導向韌性條6上表面與楔形擠出頭17上表面齊平，所述導向韌性條6與收料輥4之間為直接接觸不連接，且導向韌性條6通過收料輥4的直徑增大而逐漸向下均勻的傾斜形成弧形導向結構，防止在出料過程中由于重力等的影響變形，能夠根據不同的纏繞半徑適應不同的導向弧度。
另外的，在本發明中，還需要進一步說明的是：所述推桿是一個循環的過程中，具體來說，推桿在實際的工作中是一個活塞式的循環過程，由于在本發明中，推桿的沖程小，在實際的活塞式的循環過程中，單次循環周期短，要小于2s，而這個周期在高溫擠出過程中是不會影響擠出效果的，因此克服了普通擠出的復雜控制系統以及其他輔助性的結構，簡化了實際的生產工序，在本發明中，推桿的實際驅動力是由驅動電機提供，而在本技術方案中，并沒有明確的給出驅動電機，這是由于驅動電機的驅動是一個普遍的技術手段，只需將推桿外接即可。
本發明的主要特點在于，本發明通過設置熔融箱，并且在熔融箱側面加設集群狀的貫穿孔和導向板，將已經熔融呈流體狀的原料導出來，而未達到熔融狀態的原材料不能被導出來，繼續留在熔融箱內部接受加熱直至成為流體狀態，在達到流體狀態后的原料將經過輸料管輸送至控壓控溫擠出裝置，設在剛性擠出箱內壁的電熱板提供維持熔融狀態所需的問題，而通過推桿和推板的擠壓作用將流體通過楔形擠出頭擠出，而在這個過程中，可以根據實際的擠出寬度需求來調整兩個楔形擠出頭之間的距離從而達到滿足實際需求的目的，而設在推板前端的擾流攪拌棒能夠攪動已經靜置下來的流體，提高擠出成分的均勻性，而在擠壓過程中，為了防止由于物質成分的變化而導致擠出壓力的變化，通過單向控壓擋板將異常壓力釋放出去形成穩定的壓力體系，而在擠出成型之后通過梯度降溫來收卷耗材，可以防止由于溫度的急劇變化導致的耗材變形和收縮，而且通過導線韌性條的導向作用，可以防止在出料過程中由于重力等的影響變形，整體上由于結構簡單，產能高，可以快速高效的產出耗材，而且通過控溫控壓和防止外力影響精度高，成分體系穩定產出質量穩定，更不會出現空心、氣泡等。
對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。