3D打印机冷却抽风装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印机冷却抽风装置，包括打印室、预热模块、挤出装置和废气处理装置，挤出装置包含加热块和挤出喷头，本3D打印机冷却抽风装置还包括涡流管、冷却环和气泵，涡流管包含高压气进口、冷气出气口和热气出口，热气出口通过气管与预热模块连通，高压气进口通过管道与气泵连接，冷却环呈环形的中空管道环绕在挤出喷头外周，冷却环的两端的空腔的横截面积大于冷却环的中段的空腔的横截面积，在冷却环的中段设有若干连通冷却环的空腔与外部空间的抽气通道，冷却环一端通过管道与废气处理装置连通，冷却环另一端与冷气出口连通。本方案在对熔融耗材冷却的同时具有对打印室进行抽风净化的作用。

Cooling and Drainage Device for 3D Printer

The invention relates to the technical field of 3D printing, in particular to a cooling and exhaust device for a 3D printer, including a printing room, a preheating module, an extrusion device and an exhaust gas treatment device. The extrusion device comprises a heating block and an extrusion nozzle. The cooling and exhaust device for the 3D printer also includes a swirl tube, a cooling ring and an air pump. The swirl tube comprises a high-pressure air inlet, a cold air outlet and a hot air outlet, and a hot air outlet. The outlet is connected with the preheating module through the trachea, the high-pressure gas inlet is connected with the air pump through the pipeline, and the annular hollow pipe is surrounded by the extrusion nozzle. The cross-sectional area of the cavity at both ends of the cooling ring is larger than that of the cavity in the middle section of the cooling ring. In the middle section of the cooling ring, there are several air passages connecting the cooling ring with the outer space, and at one end of the cooling ring. The other end of the cooling ring is connected with the outlet of the cooling gas. The scheme can not only cool the molten consumables, but also purify the printing chamber.

【技术实现步骤摘要】
3D打印机冷却抽风装置
本专利技术涉及3D打印
，具体涉及一种3D打印机冷抽风却装置。
技术介绍
现在，3D打印技术越来越成熟，运用范围也越来越广，其工艺主要有FDM(FusedDepositionModeling)工艺熔融沉积制造、光固化成型(SLA)、分层实体制造(LOM)、选域激光粉末烧结(SLS)、形状沉积成型(SDM)、基于喷射的成型技术(JettingTechnoloy)，多相喷射沉积(MJD)等，其中桌面打印机基本以FMD为主，其结构简单，成本低廉，使用的耗材大多以ABS类材料为主，耗材经过预热烘干后被送料机构送至喷头上方的加热块，在加热块加热熔融后的耗材由喷头挤出，喷头模型根据分层后的轮廓运动，被挤出的熔融态的耗材经过降温后固化，形成一层打印层，然后打印平台下降进行下一层的打印，最终一层层耗材粘接形成所需的实体，在实际的打印过程中，往往由于喷头下方的耗材散热不足，上一层的耗材还没有完全固化，下一层耗材就接着覆盖上来，容易导致模型出现变形、塌陷等问题，严重影响模型的打印效果，甚至导致打印失败。现有3D打印机散热解决方案中，大多使用风扇散热，但由于风扇在转动时容易导致喷头震动，从而导致打印精度下降，为了解决风扇导致喷头震动的问题，CN103302781A的专利技术专利公开了一种无风扇冷却装置，包括出设置于喷头附近的环形风嘴和连通该环形风嘴的气泵，该方案虽然解决了喷头震动问题，但是风嘴喷出气流容易将模型薄壁结构处的耗材吹掉，同时，熔融后的耗材会产生对人体有害的气体。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种3D打印机冷却抽风装置，以对基于FMD的3D打印机打印时的耗材进行有效的降温，防止模型出现变形、塌陷等缺陷。一种3D打印机冷却抽风装置，包括打印室、预热模块、挤出装置和废气处理装置，挤出装置包含加热块和挤出喷头，还包括涡流管、冷却环和气泵，涡流管包含高压气进口、冷气出气口和热气出口，热气出口通过气管与预热模块连通，高压气进口通过管道与气泵连接，冷却环呈环形的中空管道环绕在挤出喷头外周，冷却环的两端的空腔的横截面积大于冷却环的中段的空腔的横截面积，在冷却环的中段设有若干连通冷却环的空腔与外部空间的抽气通道，冷却环一端通过管道与废气处理装置连通，冷却环另一端与冷气出口连通。本专利技术基础方案的原理在于：气泵产生的高压气体经导管进入涡流管高压气进口，高压气流在涡流管内经过动能交换分离成温度不同的冷、热两股气流，冷气流经冷气出口进入冷却环使得冷却环呈低温状态，热气流经管道进入预热模块对耗材进行预热烘干，经预热烘干的耗材被送入加热块进行熔融，熔融后的耗材被挤出喷头挤出粘连在工作台上表面，位于挤出喷头沿周的低温的冷却环和处于高温的耗材进行热交换，使耗材温度降低，达到冷却目的，由于冷却环中段的空腔横截面积小于冷却环两端空腔的横截面积，在冷气流流经冷却环中段较小空腔时内部压强减小形成负压，形成的负压通过抽气通道将打印室内的有害气体吸入冷却环内部空腔，然后经管道进入废气处理装置进行处理。本方案产生的有益效果在于：一、本方案通过在涡流管冷气出气口端连接冷却环，通过冷却环与熔融后的耗材进行热交换对耗材进行冷却处理，与现有技术的对耗材进行吹风降温冷却方法相比，本方案在对耗材进行冷却的时候不会对耗材产生力的作用，不会使耗材产生移动现象，不会影响打印精度。二、通过将涡流管产生的热气导入预热模块对耗材进行加热前预热烘干，以防止耗材中可能含有的水份在加热模块中快速加热时爆炸产生气泡影响层与层之间的粘性，大大削弱模型的成型，同时损坏模型表面。这样利用涡流管的热气流对耗材进行预热，不需要另外添加专门的烘干设备，节约了费用和能源。三、通过冷却环内部空腔横截面积大小不同的结构设置，利用热交换后的的气流对打印室进行抽气净化，充分利用了气泵产生的气体。进一步，作为基础方案的优化，所述冷却环由具有良好导热性的金属材料制成，加快热交换效率。进一步，作为基础方案的优化，所述冷却环由金属铜制成，铜具有良好的导热性。进一步，作为基础方案的优化，所述冷却环的截面为中空的圆形，使冷却环具有大面积靠近挤出的熔融耗材，加快热交换速率。进一步，作为基础方案的优化，在所述涡流管的热出气口端设置流量调节阀，用来改变热出气口端管道内的压力，进而调节冷、热气流的流量比，从而调节冷、热气流的温度。进一步，作为基础方案的优化，所述抽气通道的开口方向均指向挤出喷头，使挤出喷头处产生的有害气体被快速抽走，防止有害气体扩散。附图说明图1为本专利技术3D打印机冷却抽风装置实施例的示意图。图2为冷却环的剖视图。图3为冷却环的A-A剖视图。具体实施方式下面通过具体实施方式进一步详细说明：说明书附图中的附图标记包括：打印室10、气泵20、预热模块30、涡流管40、流量控制阀401、挤出装置50、加热块501、挤出喷头502、冷却环60、抽气通道601、废气处理装置80。实施例基本如附图1、附图2、附图3所示：3D打印机冷却抽风装置，包括打印室10、气泵20、预热模块30、涡流管40、挤出装置50和冷却环60，涡流管40设置于挤出装置50侧面与挤出装置50固定连接，涡流管40包含高压气进口、冷气出口和热气出口，高压气进口通过管道与气泵20连接，热气出口通过气管与预热模块30连通，为了调节冷、热气流的温度，在涡流管40的热气出口处设置流量控制阀401，挤出装置50包含加热块501和挤出喷头502，冷却环60呈环形的中空的金属环，设置于挤出喷头502外周与挤出装置50固定连接，冷却环60由具有良好导热性的金属材料制成，优选金属铜，为了加快冷却环60与高温熔融的耗材的热交换速率，冷却环60的横截面设置为中空的圆形，冷却环60的两端的中空圆形的横截面直径大于冷却环60的中段中空圆形的横截面直径，在冷却环60的中段设有连通冷却环60的内空腔与外部空间的抽气通道601，冷却环60一端通过管道与打印室10外的废气处理装置80连通，冷却环60的另一端与涡流管40的冷气出口连通。本专利技术3D打印机冷却抽风装置的工作过程是：气泵20产生的高压气体经导管进入涡流管40高压气进口，高压气流在涡流管40内经过动能交换分离成温度不同的冷、热两股气流，冷气流经冷气出口进入冷却环60使得冷却环60呈低温状态，热气流经管道进入预热模块30对耗材进行预热烘干，以防止耗材中可能含有的水份在加热块501中快速加热时爆炸产生气泡而影响层与层之间的粘性，大大削弱模型的成型，同时损坏模型表面，经预热烘干的耗材被送入加热块501进行熔融，熔融后的耗材被挤出喷头502挤出粘连在工作台上表面，位于挤出喷头502外周的低温的冷却环60与高温的耗材进行热交换，将耗材的热量带走，使耗材温度降低，达到冷却目的。由于冷却环60中段的圆形空腔截面直径小于冷却环60两端的圆形空腔截面直径，整个冷却环60形成了一个文丘里管结构，冷却环60中段的截面直径较小圆形空腔相当于文丘里管的喉部，在冷气流流经喉部时流速加快气压减小形成负压，形成的负压通过抽气通道601将打印室10内的有害气体吸入冷却环60圆形空腔，同时冷却环60内经过热交换的气体温度升高膨胀，使气体流经喉部的速度进一步加快，加快了对打印室10内的有害气体吸附能力，被吸附的有害气体流向废气处理装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.3D打印机冷却抽风装置，包括打印室、预热模块、挤出装置和废气处理装置，挤出装置包含加热块和挤出喷头，其特征在于：本3D打印机冷却抽风装置还包括涡流管、冷却环和气泵，涡流管包含高压气进口、冷气出气口和热气出口，热气出口通过气管与预热模块连通，高压气进口通过管道与气泵连接，冷却环呈环形的中空管道环绕在挤出喷头外周，冷却环的两端的空腔的横截面积大于冷却环的中段的空腔的横截面积，在冷却环的中段设有若干连通冷却环的空腔与外部空间的抽气通道，冷却环一端通过管道与废气处理装置连通，冷却环另一端与冷气出口连通。

【技术特征摘要】
1.3D打印机冷却抽风装置，包括打印室、预热模块、挤出装置和废气处理装置，挤出装置包含加热块和挤出喷头，其特征在于：本3D打印机冷却抽风装置还包括涡流管、冷却环和气泵，涡流管包含高压气进口、冷气出气口和热气出口，热气出口通过气管与预热模块连通，高压气进口通过管道与气泵连接，冷却环呈环形的中空管道环绕在挤出喷头外周，冷却环的两端的空腔的横截面积大于冷却环的中段的空腔的横截面积，在冷却环的中段设有若干连通冷却环的空腔与外部空间的抽气通道，冷却环一端通过管道与废气处理装置连通，冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈自谋，
申请(专利权)人：贵阳金汉诚广告器材有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52