本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于磁流變液的3D打印支撐材料成型裝置，包括活動支架、打印頭組件、打印底板和磁控模塊；所述活動支架包括底板和與底板垂直的側(cè)板，所述打印頭組件固定在所述活動支架上，包括打印頭、注射筒和直線步進電機，所述打印頭固定在活動支架的底板上，所述注射筒固定在所述活動支架的側(cè)板上，所述注射筒內(nèi)設(shè)置有一個可滑動的推桿，所述直線步進電機固定在所述側(cè)板上；所述打印底板位于所述打印頭的下方，所述磁控模塊分布在所述打印底板的左右側(cè)邊處。本發(fā)明專利技術(shù)能夠使用于3D打印模型支撐的材料在打印完畢后瞬間得以去除，且材料可以循環(huán)利用。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
基于磁流變液的3D打印支撐材料成型裝置
本專利技術(shù)涉及三維成型的
，特別是3D打印支撐材料成型裝置的
技術(shù)介紹
三維成型又稱為3D打印，是通過層層累積材料最終形成三維模型的一種增材制造技術(shù)，較為常見的三維成型原理是熔融擠出成型，通過對塑料材質(zhì)進行熔融并擠出冷卻成型，由于塑料擠出瞬間不具備定型能力，所以在鏤空或懸伸的機構(gòu)成型時需要首先在該結(jié)構(gòu)底部打印出一定高度的支撐材料，然后在支撐材料上打印模型材料。常用的支撐材料中，一種是采用與成型模型材料相同材質(zhì)的材料通過控制打印的稀疏程度形成支撐，在最終打印完畢后，暴力撤掉支撐材料；另一種是采用可溶于其他溶液的材料進行成型支撐結(jié)構(gòu)，待最終打印完畢后，將模型與支撐結(jié)構(gòu)同時放入溶解液中浸泡，最終使支撐材料溶解消除。但是上述支撐材料的形成方式均有一定的缺點，前者會造成模型上形成支撐的殘留物，影響表面光潔度，后者浸泡需要大量的時間(5-12小時)，降低了工作效率。磁流變液是一種功能材料，是由磁性顆粒和無磁性的液體混合而成，在零磁場時具有一定的流動性，表現(xiàn)為牛頓流體，當磁流變液處于磁場中時，其流動性會減弱，較強的磁場作用下，磁流變液會具有一定的定型能力，而撤掉磁場后，磁流變液會恢復(fù)流動性，具有很好地可逆性，且遲滯性較低。利用磁流變液的特殊性質(zhì)作為三維成型過程中支撐的材料，可以對上述支撐材料形成過程中的缺點予以克服，所以現(xiàn)在需要對這種技術(shù)進行開發(fā)設(shè)計相應(yīng)的成型裝置。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的就是解決現(xiàn)有3D打印支撐材料存在剝離困難的問題，提出一種采用磁流變液作為支撐材料的支撐成型裝置，能夠使用于3D打印模型支撐的材料在打印完畢后瞬間得以去除，且材料可以循環(huán)利用。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提出了一種基于磁流變液的3D打印支撐材料成型裝置，包括活動支架、打印頭組件、打印底板和磁控模塊；所述活動支架包括底板和與底板垂直的側(cè)板，所述打印頭組件固定在所述活動支架上，包括打印頭、注射筒和直線步進電機，所述打印頭固定在活動支架的底板上，所述注射筒固定在所述活動支架的側(cè)板上，且注射筒的出料口與所述打印頭的進料口螺紋連接，所述注射筒內(nèi)設(shè)置有一個可滑動的推桿，所述推桿與所述直線步進電機的輸出軸通過一個卡環(huán)進行軸向約束、周向自由連接，所述直線步進電機固定在所述側(cè)板上；所述打印底板位于所述打印頭的下方，所述磁控模塊分布在所述打印底板的左右側(cè)邊處；所述磁控模塊包括對稱布置的兩個磁極板，所述磁極板面向所述打印底板的面為平面，背向所述打印底板的面為錐面，所述錐面頂端設(shè)置有電磁鐵。作為優(yōu)選，所述打印底板的四周設(shè)置有止流邊，可以防止磁流變液流出打印底板。作為優(yōu)選，所述注射筒外部套裝有一個用高磁阻材料制作成的隔磁套，防止注射筒內(nèi)的磁流變液被磁控模塊干擾而喪失流動性。本專利技術(shù)的有益效果：本專利技術(shù)通過將磁流變液作為3D打印模型成型過程中的支撐材料，通過外設(shè)磁場控制磁流變液的定型性與流動性，可以實現(xiàn)打印完成后通過撤掉磁場而實現(xiàn)支撐材料的快速去除；通過在打印底板的四周設(shè)置止流邊，可以放置磁流變液流出打印底板之外，在打印結(jié)束后可以進行收集進行循環(huán)使用。本專利技術(shù)的特征及優(yōu)點將通過實施例結(jié)合附圖進行詳細說明?！靖綀D說明】圖1是本專利技術(shù)基于磁流變液的3D打印支撐材料成型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：1-活動支架、2-打印頭、3-注射筒、4-推桿、5-直線步進電機、6-卡環(huán)、7-磁極板、8-電磁鐵、9-打印底板、101-側(cè)板、102-底板、501-輸出軸、901-止流邊。【具體實施方式】參閱圖1，本專利技術(shù)一種基于磁流變液的3D打印支撐材料成型裝置，包括活動支架1、打印頭組件、打印底板9和磁控模塊；所述活動支架1包括底板102和與底板102垂直的側(cè)板101，所述打印頭組件固定在所述活動支架1上，包括打印頭2、注射筒3和直線步進電機5，所述打印頭2固定在活動支架1的底板102上，所述注射筒3固定在所述活動支架1的側(cè)板101上，且注射筒3的出料口與所述打印頭2的進料口螺紋連接，所述注射筒3內(nèi)設(shè)置有一個可滑動的推桿4，所述推桿4與所述直線步進電機5的輸出軸501通過一個卡環(huán)6進行軸向約束、周向自由連接，所述直線步進電機5固定在所述側(cè)板101上；所述打印底板9位于所述打印頭2的下方，所述磁控模塊分布在所述打印底板9的左右側(cè)邊處；所述磁控模塊包括對稱布置的兩個磁極板7，所述磁極板7面向所述打印底板9的面為平面，背向所述打印底板9的面為錐面，所述錐面頂端設(shè)置有電磁鐵8。所述打印底板9的四周設(shè)置有止流邊901，可以防止磁流變液流出打印底板9。所述注射筒3外部套裝有一個用高磁阻材料制作成的隔磁套，防止注射筒3內(nèi)的磁流變液被磁控模塊干擾而喪失流動性。本專利技術(shù)工作過程：本專利技術(shù)基于磁流變液的3D打印支撐材料成型裝置在工作過程中，活動支架1是隨著打印機的模型出料打印頭進行同步運動的一個部件，當需要打印具有懸空的模型材料時，3D打印機會在進行第一層出料時就開始通過直線步進電機5的輸出軸501驅(qū)動推桿4將注射筒3內(nèi)的磁流變液進行層層擠出堆積，磁流變液在具有隔磁套保護的注射筒3內(nèi)是具有流動性的，當從打印頭2中擠出后，電磁鐵8產(chǎn)生的強磁場通過具有錐臺結(jié)構(gòu)的磁極板擴散產(chǎn)生的平行磁場會導(dǎo)致磁流變液的物理狀態(tài)快速發(fā)生轉(zhuǎn)變，即喪失流動性而具有定型能力，從而對打印模型進行支撐；當打印完畢后，模型已經(jīng)冷卻具有自定型能力，這時只需要停止電磁鐵8的工作，消除打印底板9上方的磁場，磁流變液又會快速變?yōu)榱鲃右后w，從而輕松的將支撐得以去除。本專利技術(shù)，通過將磁流變液作為3D打印模型成型過程中的支撐材料，通過外設(shè)磁場控制磁流變液的定型性與流動性，可以實現(xiàn)打印完成后通過撤掉磁場而實現(xiàn)支撐材料的快速去除；通過在打印底板的四周設(shè)置止流邊，可以放置磁流變液流出打印底板之外，在打印結(jié)束后可以進行收集進行循環(huán)使用。上述實施例是對本專利技術(shù)的說明，不是對本專利技術(shù)的限定，任何對本專利技術(shù)簡單變換后的方案均屬于本專利技術(shù)的保護范圍。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種基于磁流變液的3D打印支撐材料成型裝置，其特征在于：包括活動支架(1)、打印頭組件、打印底板(9)和磁控模塊；所述活動支架(1)包括底板(102)和與底板(102)垂直的側(cè)板(101)，所述打印頭組件固定在所述活動支架(1)上，包括打印頭(2)、注射筒(3)和直線步進電機(5)，所述打印頭(2)固定在活動支架(1)的底板(102)上，所述注射筒(3)固定在所述活動支架(1)的側(cè)板(101)上，且注射筒(3)的出料口與所述打印頭(2)的進料口螺紋連接，所述注射筒(3)內(nèi)設(shè)置有一個可滑動的推桿(4)，所述推桿(4)與所述直線步進電機(5)的輸出軸(501)通過一個卡環(huán)(6)進行軸向約束、周向自由連接，所述直線步進電機(5)固定在所述側(cè)板(101)上；所述打印底板(9)位于所述打印頭(2)的下方，所述磁控模塊分布在所述打印底板(9)的左右側(cè)邊處；所述磁控模塊包括對稱布置的兩個磁極板(7)，所述磁極板(7)面向所述打印底板(9)的面為平面，背向所述打印底板(9)的面為錐面，所述錐面頂端設(shè)置有電磁鐵(8)。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于磁流變液的3D打印支撐材料成型裝置，其特征在于：包括活動支架(1)、打印頭組件、打印底板(9)和磁控模塊；所述活動支架(1)包括底板(102)和與底板(102)垂直的側(cè)板(101)，所述打印頭組件固定在所述活動支架(1)上，包括打印頭(2)、注射筒(3)和直線步進電機(5)，所述打印頭(2)固定在活動支架(1)的底板(102)上，所述注射筒(3)固定在所述活動支架(1)的側(cè)板(101)上，且注射筒(3)的出料口與所述打印頭(2)的進料口螺紋連接，所述注射筒(3)內(nèi)設(shè)置有一個可滑動的推桿(4)，所述注射筒(3)外部套裝有一個用高磁阻材料制作成...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳昊哲，
申請(專利權(quán))人：陳昊哲，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江;33
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