本發(fā)明涉及一種利用pet材料為成型線材的3d打印噴頭。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，3d打印技術(shù)(3d-printing)在世界范圍內(nèi)獲得廣泛關(guān)注與重視。在中國，伴隨著當(dāng)前發(fā)展智能制造、創(chuàng)建創(chuàng)新型社會的國家戰(zhàn)略實施，尤其是《中國制造2025戰(zhàn)略》中多次強調(diào)指出要培育3d打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并將3d打印技術(shù)列為我國未來智能制造的重點技術(shù)來大力扶持，3d打印技術(shù)在中國也迎來新的發(fā)展機遇期。

3d打印技術(shù)其前身即為起源于美國的快速成型(rapidprototyping)技術(shù)。其基本原理為:數(shù)字分層-物理層積，即首先對被打印對象建立數(shù)字模型并進行數(shù)字分層，獲得每層的、二維的加工路徑或軌跡；然后，選擇合適的材料及相應(yīng)的工藝方式，在上述獲得的每層、二維數(shù)字路徑驅(qū)動下，逐層打印，并最終累積制造出被打印的對象。3d打印技術(shù)突破傳統(tǒng)切削加工方式，是一種成長式的加工方式，大大提高了材料利用率，是顛覆傳統(tǒng)制造方式的革命性制造技術(shù)，國內(nèi)稱之為“增材制造”。3d打印技術(shù)具有很高的加工柔性和很快的市場響應(yīng)速度，在工業(yè)造型、包裝、制造、建筑、藝術(shù)、醫(yī)學(xué)、航空、航天和影視等領(lǐng)域得到良好的應(yīng)用。

目前fdm打印材料大多為丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物(abs)、聚乳酸(pla)、聚碳酸酯(pc)、聚苯砜(ppsf)和聚對苯二甲酸乙二醇酯－1，4－環(huán)己烷二甲醇酯(petg)，所以打印噴頭也都是根據(jù)這幾種材料設(shè)計制造的。對于當(dāng)前大量回收的塑料瓶材料，即pet材料，還沒有相應(yīng)的噴頭去打印，原因在于pet結(jié)晶速率過慢，要設(shè)計加入成核劑來提高結(jié)晶速率。因此發(fā)明設(shè)計一種針對pet材料的打印噴頭是很重要的，可以用來解決回收塑料瓶，并且讓3d打印走向普遍化，走向大眾化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足提供一種利用pet材料為成型線材的3d打印噴頭，該打印噴頭可以解決pet材料結(jié)晶速率過慢的問題，具有更強的適用性和可靠性。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種利用pet材料為成型線材的3d打印噴頭，其特征在于：包括支架，在支架上設(shè)有成核劑輸送機構(gòu)、混合攪拌機構(gòu)、混合容器、加熱機構(gòu)、噴嘴，所述成核劑輸送機構(gòu)的成核劑出料口與混合容器相連通，在混合容器上設(shè)有pet進料口，所述混合攪拌機構(gòu)的攪拌桿伸入混合容器內(nèi)，對pet材料和成核劑材料進行混合攪拌，所述加熱機構(gòu)的兩端分別與混合容器和噴嘴相連。

按上述技術(shù)方案，所述混合攪拌機構(gòu)包括攪拌桿，所述攪拌桿的上端設(shè)有攪拌驅(qū)動裝置，下端連接有攪拌螺桿，所述攪拌螺桿包括交替設(shè)置的右旋螺紋和左旋螺紋，交替設(shè)置的右旋螺紋和左旋螺紋伸入混合容器內(nèi)及加熱機構(gòu)內(nèi)。

按上述技術(shù)方案，所述攪拌驅(qū)動裝置包括固設(shè)在支架上第一減速馬達，所述第一減速馬達的輸出軸通過聯(lián)軸器與攪拌桿相連。

按上述技術(shù)方案，所述成核劑輸送機構(gòu)包括安設(shè)在支架上的第二減速馬達、成核劑輸送螺桿、成核劑螺桿套筒，所述第二減速馬達的輸出軸與成核劑輸送螺桿相連，所述成核劑螺桿套筒套裝在成核劑輸送螺桿外，在成核劑螺桿套筒的下端部設(shè)有成核劑出料口與混合容器相連。

按上述技術(shù)方案，所述加熱機構(gòu)包括環(huán)形加熱塊，在環(huán)形加熱塊內(nèi)設(shè)有與混合容器相連通的加熱腔體。

按上述技術(shù)方案，所述支架包括上框架和下框架，兩框架通過固定桿相連。

按上述技術(shù)方案，在支架上設(shè)有驅(qū)動支架向x軸向移動的x軸移動機構(gòu)和驅(qū)動支架向y軸移動的y軸移動機構(gòu)。

按上述技術(shù)方案，所述攪拌螺桿的前端設(shè)有右旋螺紋，中端設(shè)有左旋螺紋、末端設(shè)有右旋螺紋。

本發(fā)明所取得的有益效果為：

1.本發(fā)明通過采用螺桿推進的方式向熔融pet材料中加入成核劑，解決了pet材料結(jié)晶速率過慢的問題，使得fdm型3d打印機可以使用pet材料作為為打印材料，具有更強的適用性和可靠性。

2.本發(fā)明通過設(shè)置攪拌螺桿，由前端右旋螺紋、中部左旋螺紋和末端右旋螺紋三部分組成，通過中部左旋螺紋和前端右旋螺紋旋向的不同，保證了成核劑與粘流態(tài)pet的充分混合，通過前端和末端右旋螺紋的旋轉(zhuǎn)，帶動螺紋間距里的混合物向下運動，保證了混合物的穩(wěn)定擠出。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的送料螺桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的送成核劑螺桿套筒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.第一減速馬達，2.聯(lián)軸器，3.x軸移動機構(gòu)，4.送料螺桿，5.y軸移動機構(gòu)，6.混合容器，7.下框架，8.第二減速馬達，9.聯(lián)軸器，10.成核劑螺桿，11.上框架，12.固定桿，13.成核劑螺桿套筒，14.進料口，15.加熱機構(gòu)，16.噴嘴，17.光滑圓柱桿，18.右旋螺紋，19.左旋螺紋，20.右旋螺紋，21.成核劑出料口。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1-3所示，本實施例提供了一種利用pet材料為成型線材的3d打印噴頭，包括支架，所述支架包括上框架11和下框架7，兩框架四周通過固定桿12相連。在支架上設(shè)有成核劑輸送機構(gòu)、混合攪拌機構(gòu)、混合容器6、加熱機構(gòu)15、噴嘴16，所述成核劑輸送機構(gòu)的成核劑出料口與混合容器6相連通，在混合容器6的側(cè)面設(shè)有pet進料口14，所述混合攪拌機構(gòu)的攪拌桿伸入混合容器內(nèi)，對pet材料和成核劑材料進行混合攪拌，所述加熱機構(gòu)的兩端分別與混合容器6和噴嘴16相連。

所述成核劑輸送機構(gòu)包括安設(shè)在上框架11上的第二減速馬達8、成核劑輸送螺桿10、成核劑螺桿套筒13，所述第二減速馬達的輸出軸通過聯(lián)軸器9與成核劑輸送螺桿10相連，所述成核劑螺桿套筒13套裝在成核劑輸送螺桿10外，在成核劑螺桿套筒13的上端部設(shè)有成核劑進料口，下端部設(shè)有成核劑出料口21與混合容器6相連。減速電機8帶動送成核劑螺桿10的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)成核劑穩(wěn)定送到下方，再通過成核劑口21將成核劑穩(wěn)定送入混合容器6。

所述混合攪拌機構(gòu)包括攪拌桿4，所述攪拌桿4的上端設(shè)有攪拌驅(qū)動裝置，下端通過光滑圓柱桿17連接有攪拌螺桿。其中，攪拌桿4和成核劑輸送螺桿10平行設(shè)置。所述攪拌驅(qū)動裝置包括固設(shè)在上框架11上第一減速馬達1，所述第一減速馬達1的輸出軸通過聯(lián)軸器2與攪拌桿4相連。所述攪拌螺桿的前端設(shè)有右旋螺紋18，中端設(shè)有左旋螺紋19，末端設(shè)有右旋螺紋20，末端的右旋螺20部分伸入加熱機構(gòu)內(nèi)。

所述加熱機構(gòu)15包括環(huán)形加熱塊，加熱塊附在混合容器6外側(cè)，并設(shè)在下框架7的下端，在環(huán)形加熱塊內(nèi)設(shè)有與混合容器相連通的加熱腔體。

本實施例中，還可以在支架上設(shè)有驅(qū)動支架向x軸向移動的x軸移動機構(gòu)3和驅(qū)動支架向y軸移動的y軸移動機構(gòu)5。整機通過x軸移動機構(gòu)3和y軸移動機構(gòu)5連接到3d打印機上。

本發(fā)明的工作過程為：打印材料pet通過pet進料口14進入混合容器6中，纏繞在攪拌螺桿上。第二減速馬達8的轉(zhuǎn)動帶動成核劑螺桿10的轉(zhuǎn)動，從而把成核劑套筒13中的成核劑穩(wěn)定的送到下方的混合容器6的成核劑口21，從而將成核劑加入到混合容器6中。加熱塊附在混合容器6外面，加熱塊加熱混合容器6中的pet材料，將其加熱到熔融態(tài)，通過攪拌螺桿旋向的不同實現(xiàn)熔融態(tài)pet材料和成核劑的充分混合。通過攪拌螺桿的轉(zhuǎn)動帶動混合物的下壓，進而送到噴嘴16，然后擠出。整個噴頭通過x軸移動機構(gòu)3和y軸移動機構(gòu)5連接在3d打印機上，通過程序控制噴頭的移動打印。