一种高温3D打印机的耗材烘干系统的制作方法

一种高温3d打印机的耗材烘干系统
技术领域
1.本实用新型涉及一种3d打印机，特别涉及一种适用于高温打印的fdm型3d打印机的耗材烘干系统。

背景技术：

2.fdm型打印机中由于打印耗材容易受潮影响打印效果，通常需要使用单独的耗材烘干箱对打印耗材进行烘干，需要耗费额外的能量及设备和空间。当打印高熔点材料(例如聚醚醚酮peek材料的熔点一般在350℃-380℃之间)时，fdm型打印机的保温舱温度通常需要在250℃以上，如何合理利用现有热量来烘干打印耗材是一个待改善的技术问题。

技术实现要素：

3.为解决以上技术问题，本实用新型提供一种高温3d打印机的耗材烘干系统，有利于合理利用热量。
4.本实用新型采用以下技术方案：
5.一种高温3d打印机的耗材烘干系统，所述高温3d打印机包括保温舱和所述耗材烘干系统，所述耗材烘干系统位于所述高温3d打印机内，所述保温舱具有加热元件，所述耗材烘干系统包括烘干室、第三离心风机、第二送风管道，所述第三离心风机的进风口与所述保温舱连通，所述第三离心风机的出风口与所述第二送风管道连通，所述第二送风管道与所述烘干室连通，所述烘干室用于烘干打印耗材。
6.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：本技术合理利用高温3d打印机自身的热量，将保温舱内温度相对较高的热空气通过第三离心风机、第二送风管道吹向烘干室，利用热空气的热量烘干打印耗材，节约了能量以及一定的空间。
附图说明
7.图1是为高温3d打印机的第一实施例的立体结构图；
8.图2是图1所示高温3d打印机隐去打印机外壳后的正视图(未示出打印头和打印平台)；
9.图3是图1所示高温3d打印机隐去打印机外壳、烘干室门后的侧视图(未示出打印头和打印平台)；
10.图4是沿图3所示c-c截面所得剖视图，包含烘干室门(为方便说明示例性画出打印头、打印平台、耗材)；
11.图5是第一离心风机和第三离心风机与保温舱的安装结构图；
12.图6是防护门与门框的分解结构示意图；
13.图7是图6所示门框的一个角度的立体结构示意图；
14.图8是图7所示门框的另一个角度的立体结构示意图；
15.图9是沿图2所示a-a截面所得剖视图(未示出打印头和打印平台)；
16.图10是图9的局部放大图；
17.图11是沿图2所示b-b截面所得剖视图(未示出打印头和打印平台)；
18.图12是图11的局部放大图；
19.图13是防护门的立体结构示意图。
20.图中，100-高温3d打印机，1-保温舱，11-绝热体，12-保温舱内胆，120-保温腔，121-第一侧壁，122-第一底板，123-进风口，13-保温舱外胆，131-第二侧壁，1311-第二透气孔，132-第二底板，1321-第一通孔，1322-第二通孔，133-敞口处，14-加热元件，15-支撑件，16-第二离心风机，161-第二驱动电机，1611-电机轴，170-风道，17-风道板，2-打印头，21-喷嘴，22-驱动部分，3-打印平台，4-打印机外壳，41-第二通孔，51-第一离心风机，511-第一驱动电机，52-第一送风管道，61-烘干室，611-烘干室门，612-固定轴，613-限位挡板，614-第三通孔，615-导风件，6151-安装槽，616-第三过滤网，62-第三离心风机，63-第二送风管道，64-送丝机构，7-防护门，71-第一透明件，72-第二透明件，73-弹性件，74-门外框，741-限位件，7411-连接部，7412-限位部，742-凹部，75-把手，8-门框，81-主体部，810-门洞，82-第一凸缘部，83-第二凸缘部，831-第一透气孔，84-把手，85-密封圈安装槽，210-耗材卷筒，220-耗材。
具体实施方式
21.为了便于理解本实用新型技术方案，以下结合附图与具体实施例进行详细说明。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“纵”、“横”、“水平”、“竖直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
22.参见图1-图11，为本实施例的一种高温3d打印机100，适合打印高熔点材料，如peek材料等。高温3d打印机100包括保温舱1、打印头2、打印平台3以及打印机外壳4，保温舱1、打印头2以及打印平台3位于打印机外壳4内，打印平台3以及打印头2的喷嘴21位于保温舱1内，由于保温舱1内温度过高，为了延长电子元件使用寿命和精度，因此打印头2的驱动部分22如电机可以设置于保温舱1的外部，保温舱1的顶部为可变形的绝热体11，通过绝热体11隔绝了打印头2的驱动部分22和喷嘴21，绝热体11可变形有利于打印头2沿xy轴方向运动，打印3能够沿z轴方向上、下运动，打印平台3的升降驱动机构(未示出)位于保温舱1的外部，打印头2的喷嘴21熔融挤出打印材料并在打印平台3成型。本技术中高温3d打印机特指打印熔点高如300-500℃需设置保温舱的打印机，未设置保温舱的打印机不在本技术高温3d打印机包含范围内。
23.保温舱1包括保温舱内胆12和保温舱外胆13以及加热元件14，保温舱内胆12位于保温舱外胆13内部，保温舱内胆12大致呈敞口的矩形，包括4个第一侧壁121以及一第一底板122，绝热体11与保温舱内胆12密封连接，第一底板122与第一侧壁121以及顶部的绝热体11围合而成保温腔120。保温舱外胆13也大致呈敞口的矩形，包括4个第二侧壁131以及一第二底板132，第二底板132与第二侧壁131围合呈敞口的矩形结构。可以理解的是，保温舱内胆12、外胆13也可以是圆柱形等其它形状，在此并不做限定，对应的第一侧壁、第二侧壁、第一底板、第二底板形状可做调整。第一侧壁121和第二侧壁131相对设置并且具有一定的间距，第一底板122和第二底板132之间也具有一定的间距，第一底板122和第二底板132之间设置有横截面呈“工”字的支撑件15，支撑件15一端面与第一底板122接触，支撑件15另一端面与第二底板132接触，通过支撑件15实现第一底板122和第二底板132之间的间距设置。
24.加热元件14设置于保温舱内胆12和保温舱外胆13之间，优选多个加热元件14紧贴至少两个第一侧壁121的外侧(这里的外侧是指相对靠近第二侧壁131的一侧，内侧指位于保温腔120内的该侧)，当加热元件14仅设置在两个第一侧壁131时，优选两第一侧壁131为相对平行设置的两侧壁，从而对保温舱1实现多角度加热。高温3d打印机100还包括至少2个第二离心风机16，第二离心风机包括第二驱动电机161和第二叶轮(附图未示出)，第二驱动电机161和第二叶轮传动连接，第二叶轮位于保温舱内胆12和保温舱外胆13之间并位于对应加热元件14的下方，第二驱动电机161的主体位于保温舱外胆13的外部，第二驱动电机161的电机轴1611部分伸入保温舱内胆12和保温舱外胆13之间并与第二叶轮传动连接，第二离心风机16的进风口与保温腔120连通。高温3d打印机100还包括风道板17，风道板17位于第一侧壁121和第二侧壁131之间，风道板17与第一侧壁121连接固定并围合形成风道170，风道170一端与第二离心风机16出风口连通，风道170沿轴向向上延伸至保温舱内胆12上部，保温舱内胆12上部设有进风口123，风道170另一端出口与进风口123连通，加热元件14位于风道170内，通过第二离心风机16将保温腔120内的风吸出并经过加热元件14后自进风口123吹向保温腔120，能够将加热元件14产生的热量带向保温腔120，热空气自保温腔120上部往下流动，两进风口123相对设置，实现保温舱1内部热风循环。可以理解的是，保温舱外胆13并非必须是规则的矩形，本实施例中在设有加热元件14的两侧设有凸起的侧壁，该凸起的侧壁也是保温舱外胆13第二侧壁131的一部分，为了节省材料以及容纳风道170、加热元件14而设计。此外，还可以在进风口123设置第一过滤网，防止零件落入保温腔120内影响打印。
25.高温3d打印机100还包括保温舱冷却系统，保温舱冷却系统包括第一离心风机51和第一送风管道52，第一离心风机51包括第一驱动电机511和第一叶轮(附图未示出)，第一驱动电机511和第一叶轮传动连接，第二底板132的中部具有第一通孔1321，第一通孔1321连通保温舱外胆13内外的空间，第一离心风机51安装于第二底板132的外部，第一离心风机51的进风口与第一通孔1321连通，第一离心风机51的出风口与第一送风管道52的一端连通，打印机外壳4的侧壁具有第二通孔41，第一送风管道52可以穿过第二通孔41或者第一送风管道52的出口与第二通孔41对齐连通从而与外界大气连通。第二通孔41也可以设置第二过滤网。第一离心风机51优选多翼式离心风机，通过多翼式离心风机能够快速将位于保温舱内胆12和保温舱外胆13之间的温度较高的空气通过第一送风管道52排至外部大气中。
26.打印机外壳4也设置有若干个通风口，通风口能够连通外界与打印机外壳4内部的
空气。保温舱内胆12与保温舱外胆13之间的空间与打印机外壳4内部通过通气孔或者不同于第一送风管道52的其它通道等形式连通。具体地，保温舱外胆13的顶部敞口设置，通过该敞口设计形成了通气孔，外部空气能够通过该敞口133进入保温舱外胆13与保温舱内胆12之间的空间。当保温舱内胆12和保温舱外胆13之间的温度较高的空气被第一离心风机51输送至外部大气中时，整个打印机100处于负压状态，外部的常温空气在压差作用下能够通过打印机外壳4的通风口、保温舱外胆13上部敞口133处进入到保温舱内胆12和保温舱外胆13之间，从而对保温舱外胆13以及打印机外壳4进行降温，使得打印机外壳4温度符合设计要求。
27.由于打印耗材(如peek材料)容易受潮影响打印效果，通常需要使用单独的耗材烘干箱对打印耗材进行烘干，需要耗费额外的能量及设备和空间。本实用新型的高温3d打印机100还包括耗材烘干系统，所述耗材烘干系统包括烘干室61、第三离心风机62、第二送风管道63。第二底板132还具有第二通孔1322，第三离心风机62安装于第二底板132的外部，第三离心风机62的进风口与第二通孔1322连通，第三离心风机62的出风口与第二送风管道63的一端连通，第二送风管道63自保温舱外胆13的底部往其侧壁方向向上延伸，第二送风管道63的另一端连通烘干室61。烘干室61固定于保温舱外胆13的相对远离保温舱内胆12的侧壁表面，烘干室61包括铰接的烘干室门611，烘干室61内设有固定轴612，固定轴612固定于与烘干室门611相对设置的侧壁上，固定轴612用于放置卷绕耗材220的耗材卷筒210。
28.烘干室61还包括角度可调节的限位挡板613，限位挡板613对耗材卷筒210起限位作用，限位挡板613的角度可调节，可兼容不同规格的耗材卷筒。在烘干室门611关闭时固定轴612贴近烘干室门611或者略突出于烘干室门611，能够防止耗材卷筒210脱离固定轴612。此外，烘干室61的底部设有第三通孔614，第三通孔614与第二送风管道63连通。烘干室61还包括扩口形状的导风件615，导风件615固定于烘干室61的底部并与第三通孔614对齐。导风件615的开口处设有安装槽6151，安装槽6151的槽口方向与第二送风管道63的送风方向平行，安装槽6151的深度方向与第二送风管道63的吹风方向垂直，烘干室61还包括第三过滤网616，第三过滤网616可以从安装槽6151槽口插入并支撑于安装槽6151，安装槽6151的上侧槽壁对第三过滤网616位置起限位作用，第三过滤网616的一部分位于该上侧槽壁的下方，能够防止第三过滤网616被第二送风管道63输送的风吹走，第三过滤网616起到过滤和阻挡外部零部件作用。本实用新型合理利用高温3d打印机100自身的热量，将保温舱内胆12和保温舱外胆13之间温度相对较高的热空气吹向烘干室61，利用热空气的热量烘干打印耗材220，节约了能量以及一定的空间。
29.此外，耗材烘干系统还包括送丝机构64，送丝机构64的一部分位于烘干室61内，送丝机构64与烘干室61连通，烘干室61内的耗材220可以通过该送丝机构64通往烘干室61外部，并进入保温舱1顶部的打印头2，在打印头2中通过加热模块加热融化并挤出于打印平台3成型，进行3d打印，自动化程度高，省去了将耗材放入烘干箱烘干后再放入高温3d打印机打印的步骤，简化打印流程。
30.高温3d打印机100还包括防护门7和门框8，防护门7与打印机外壳4铰接连接，设置防护门7具有便于拿取打印产品、进行维修、隔热、观察打印过程等功能。门框8如图7、图8所示，门框8大体呈方框形，门框8包括主体部81、第一凸缘部82和第二凸缘部83，主体部81具有门洞810，第一凸缘部82、第二凸缘部83与主体部81固定连接或者一体加工成型，第一凸
缘部82和第二凸缘部83相对平行设置并相隔一定间距，第一凸缘部82和第二凸缘部83分别设置于主体部81的左、右两侧以及底侧，第一凸缘部82和第二凸缘部83分别自主体部81朝着远离主体部81中心方向延伸一定宽度，第一凸缘部82与第二凸缘部83之间形成了一安装部。保温舱内胆12以及保温舱外胆13的侧壁均设有与门框对应的门洞，具有门洞的第一侧壁121的部分以及具有门洞的第二侧壁131的部分位于该安装部内，第一侧壁121与第一凸缘部82通过焊接等方式固定连接，第二侧壁131与第二凸缘部83通过焊接等方式固定连接。第二凸缘部83设有多个第一透气孔831，相应的第二侧壁131与第二凸缘部83相对的位置也设有第二透气孔1311，第一透气孔831与第二透气孔1311连通。当保温舱内胆12和保温舱外胆13之间的温度较高的空气被第一离心风机51输送至外部大气中时，外部低温空气能够通过第一透气孔831、第二透气孔1311进入门框8内从而对门框8进行冷却。本实施例通过对门框结构设计能够充分利用现有保温舱冷却系统来进行门框冷却，有利于节省冷却设备和安装空间。
31.防护门7包括外层门、第二透明件72和弹性件73，外层门包括第一透明件71、和门外框74。第一透明件71位于门外框74的内部，第一透明件71与门外框74固定连接，第一透明件71可以是有机玻璃或者普通无机玻璃，考虑到重量问题优选为有机玻璃，第二透明件72由于靠近保温腔120因此选用耐高温的无机玻璃。第二透明件72位于第一透明件71/外层门的相对更靠近保温舱1的一侧(即内侧)，门外框74的内侧具有若干个限位件741，弹性件73位于门外框74和第二透明件72之间，门外框74设有凹部742，用于安装限位弹性件73，弹性件73的一端位于该凹部742与门外框74抵接，弹性件73的另一端与第二透明件72抵接，第二透明件72的外缘被若干个限位件741限位，本实施例中限位件的数量为4个，4个限位件741分别位于第二透明件72的4个角，具体地，弹性件73可以是压缩弹簧。限位件741呈“l”型，限位件741包括连接部7411和限位部7412，连接部7411与门外框74垂直，连接部7411的一端与门外框74固定连接，连接部7411的另一端与限位部7412连接，限位部7412朝向第二透明件72的中心延伸一定长度，从而对第二透明件72起到限位作用。第二透明件72与第一透明件71相对设置并具有一定间隙，该间隙在一定范围内可随着弹性件73的压缩程度被调节。防护门7还包括把手75，门框8固定有把手座84，把手75固定于门外框74，把手座84和把手75互相匹配能够扣合。
32.门框8远离保温舱内胆12的一侧还具有密封圈安装槽85，密封圈(未示出)固定于该密封圈安装槽85。当防护门7关闭时，第二透明件72位于门框8的相对远离保温舱内胆12的一面，第二透明件72将门洞810覆盖封闭。弹性件73处于压缩状态，第二透明件72在弹性件73预紧力作用下与门框8的密封圈抵紧。本实施例中保温舱内胆12和保温舱外胆13共用第二透明件72，当然保温舱内胆12和保温舱外胆13也可以分别设置一透明件。
33.当高温3d打印机100工作时，需要将防护门7关闭以免影响打印过程，由于保温腔120内温度过高，普通的防护门无法实现密封要求，而本实施例的防护门7，通过设置弹性件73能够提供预紧力给第二透明件72，使得第二透明件72相对门外框74浮动设置，弹性件73的数量优选4个及以上，均匀分布于第二透明件72的外缘，在关闭防护门7时能够将第二透明件72抵紧于门框8的密封圈，满足高温3d打印机的密封要求。通过设置两层及以上的透明件，能够起到较好的隔热作用，并且方便观察打印过程。
34.以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求所限定
的范围为准，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内做出的若干改进和润饰，也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种高温3d打印机的耗材烘干系统，所述高温3d打印机包括保温舱和所述耗材烘干系统，所述耗材烘干系统位于所述高温3d打印机内，所述保温舱具有加热元件，其特征在于：所述耗材烘干系统包括烘干室、第三离心风机、第二送风管道，所述第三离心风机的进风口与所述保温舱连通，所述第三离心风机的出风口与所述第二送风管道连通，所述第二送风管道与所述烘干室连通，所述烘干室用于烘干打印耗材。2.如权利要求1所述的耗材烘干系统，其特征在于：所述保温舱包括保温舱内胆、保温舱外胆，所述保温舱外胆位于所述保温舱内胆的外部并且间隔一定距离设置，所述加热元件位于所述保温舱外胆与所述保温舱内胆之间，所述保温舱外胆具有第二通孔，所述第三离心风机安装于所述保温舱外胆的外部，所述第三离心风机的进风口与所述第二通孔连通。3.如权利要求2所述的耗材烘干系统，其特征在于：所述第二通孔位于保温腔外胆的底部，所述烘干室固定于所述保温舱外胆的相对远离所述保温舱内胆的侧壁表面，所述第二送风管道自所述保温舱外胆的底部往其侧壁方向向上延伸至所述烘干室。4.如权利要求1～3任一项所述的耗材烘干系统，其特征在于：所述烘干室包括铰接的烘干室门，所述烘干室内设有固定轴，所述固定轴固定于与所述烘干室门相对设置的侧壁上，所述固定轴用于放置卷绕耗材的耗材卷筒。5.如权利要求4所述的耗材烘干系统，其特征在于：所述烘干室门关闭时所述固定轴贴近所述烘干室门或者略突出于所述烘干室门；所述烘干室还包括角度可调节的限位挡板。6.如权利要求1～3任一项所述的耗材烘干系统，其特征在于：所述烘干室的底部设有第三通孔，所述第三通孔与所述第二送风管道连通；所述烘干室还包括扩口形状的导风件，所述导风件固定于所述烘干室的底部并与所述第三通孔对齐。7.如权利要求6所述的耗材烘干系统，其特征在于：所述导风件的开口处设有安装槽，所述烘干室还包括第三过滤网，所述过滤网从所述安装槽槽口插入并支撑于所述安装槽。8.如权利要求7所述的耗材烘干系统，其特征在于：所述安装槽的槽口方向与所述第二送风管道的送风方向平行，所述安装槽的深度方向与所述第二送风管道的吹风方向垂直；所述第三过滤网的一部分位于所述安装槽的上侧槽壁的下方。9.如权利要求1～8任一项所述的耗材烘干系统，其特征在于：所述耗材烘干系统还包括送丝机构，所述送丝机构的一部分位于所述烘干室内，所述送丝机构与所述烘干室连通。

技术总结

本实用新型公开一种高温3D打印机的耗材烘干系统，高温3D打印机包括保温舱和耗材烘干系统，耗材烘干系统位于高温3D打印机内，保温舱具有加热元件，耗材烘干系统包括烘干室、第三离心风机、第二送风管道，第三离心风机的进风口与保温舱连通，第三离心风机的出风口与第二送风管道连通，第二送风管道与烘干室连通，烘干室用于烘干打印耗材。本申请合理利用高温3D打印机自身的热量，将保温舱内温度相对较高的热空气通过第三离心风机、第二送风管道吹向烘干室，利用热空气的热量烘干打印耗材，节约了能量以及一定的空间。了能量以及一定的空间。了能量以及一定的空间。