一种防止水泥基混合物堵塞的挤出式3D打印机的制作方法

一种防止水泥基混合物堵塞的挤出式3d打印机
技术领域
1.本发明涉及三维胶凝材料打印领域，具体涉及一种水泥基混合物挤出式3d打印机的设备。


背景技术：

2.三维打印水泥基混合物材料一般是一个连续的过程，具有很多优点，但也有自身难点。其中一个难点是水泥基混合物的在设备中的固化堆积。挤出机内部由于传统螺旋驱动的有限运动导致壳体内死角出现水泥固化堆积。挤出成型过程中水泥混合物的移动速度取决于泵的进料和物料的螺旋位移。累积的水泥堆积将显著降低挤压质量，降低生产率，最终会堵塞和使得挤出机停止运行。此外，堵塞会使挤出机头需要更频繁的维护，增加了运营成本。所有这些原因增加了打印时间并影响打印轮廓的结构完整性。
3.不同的水泥基混合物具有不同的凝结时间，通常较快凝结的材料对于获得良好打印效果至关重要。挤压机的流速降低会导致不一致的挤出速率，从而产生间隙和不连续性。在打印产品时，早期固化的水泥可能会在层与层之间，导致最终产品中的结构缺陷，改变产品的机械性能结构。混合物较快的固化将导致挤出机内部的堵塞，不仅会妨碍打印过程，还挤出机需要频繁的维护，增加了使用成本和繁琐操作。因此，需要一个有效的防堵塞系统来确保3d水泥打印技术的生产率、速度、效率和质量。


技术实现要素：

4.本发明基于现有设备的不足，提供一种防止水泥基混合物堵塞的挤出式3d打印机。
5.本发明的目的通过以下技术方案实现：一种防止水泥基混合物堵塞的挤出式3d打印机，主要由壳体、入料口、出料口、螺旋输送器、螺旋输送杆、振动模块（含解耦器）、振动延长棒、振动筛组成。
6.挤出机的壳体分为上下两部分，上部分是圆柱形腔室，下部分是倒锥体状腔室，上下部之间通过振动筛分隔，上部圆柱形腔室的侧面有一个入料口，下部倒锥体状腔室的底部有一个出料口。螺旋输送器安装在壳体顶部中间位置，是输送物料的主要驱动机构，由电子装置控制，螺旋输送杆连接螺旋输送器，上有螺旋搅拌叶，推送水泥基混合物前进。壳体顶部有四个振动模块，振动模块包括一个外壳、一个驱动源、振动延长棒，振动延长棒伸入下部倒锥体状腔室，靠近内壁。
7.本发明的防止水泥基混合物堵塞的挤出式3d打印机，采用螺旋输送器，将挤出打印机内的水泥基混合物从入料口转移到打印出口进行打印成型。具体过程为：水泥基混合物从入料口进入到挤出打印机上部圆柱腔体底部振动筛上，振动模块驱动振动延长棒，在振动筛的移动缓慢区对水泥基混合物的振动，振动分散水泥基混合物，覆盖更大的有效面积。水泥基混合物缓慢流入下部倒锥体状腔室，通过螺旋输送器，在一定的挤出速率下挤出成型。解耦器用于将每个振动模块的振动与机器的其余部分隔离，减少对挤出机头运动的
影响。
8.本发明的主要创新在于：1、挤出机的壳体是尺寸逐渐减小的过渡倒锥状腔体，水泥基混合物通过倒锥状腔体挤出打印成型，可以获得一致的流速和流量。
9.2、振动延长棒从振动模块延伸至腔室内部靠近内壁，在移动缓慢的区域对水泥基混合物的振动。振动筛放置在上部腔室的底部区域，振动分散水泥基混合物，以覆盖更大的有效面积。
10.3、采用带解耦器的低频连续振动模块及延长棒，可减少其余部分的振动，使挤出机打印头进行精确的运动控制，可实现高质量的3d打印。
11.4、具有防止水泥基混合物堵塞的功能，因挤出机内部零件的振动，使材料挤出更加平滑，不产生堆积，不会影响打印头的整体运动，提高挤出机的打印速度和生产率。
12.5、本发明大大缩短了维护、维修和其他操作任务的停机时间。本发明的可控振动允许挤出机适应更大范围的物料，无需化学调整混合物的凝结时间。
附图说明
13.图1为本发明的主体结构图。
14.图2为本发明的剖面结构图。
15.图1中1为入料口、2为螺旋输送器、3为振动模块、4为壳体、5为出料口，图2中1为入料口、2为螺旋输送器、3为振动模块、4为壳体、41为上部圆柱形腔室、42为下部倒锥体状腔室、5为出料口、6为振动延长棒、7为振动筛、8为螺旋输送杆。
具体实施方式
16.如图1、图2所示，一种防止水泥基混合物堵塞的挤出式3d打印机：由入料口1、螺旋输送器2、振动模块3、壳体4、上部圆柱形腔室41、下部倒锥体状腔室42、出料口5、振动延长棒6、振动筛7、螺旋输送杆8组成。
17.具体使用过程为：水泥基混合物从入料口1进入到挤出打印机上部圆柱腔41底部振动筛7上，振动模块3驱动振动延长棒6，在振动筛的移动缓慢区对水泥基混合物的振动，振动分散水泥基混合物，水泥基混合物缓慢流入下部倒锥体状腔室42，通过螺旋输送器2和螺旋输送杆8输送，从出料口5，在一定的挤出速率下挤出成型。


技术特征：
1.一种防止水泥基混合物堵塞的挤出式3d打印机，其特征在于：由壳体、入料口、出料口、螺旋输送器、螺旋输送杆、振动模块（含解耦器）、振动延长棒、振动筛组成。2.根据权利要求1所述的一种防止水泥基混合物堵塞的挤出式3d打印机，其特征在于：壳体分为上下两部分，上部是圆柱形腔室，下部是倒锥体状腔室，上下部之间通过振动筛分隔，上部圆柱形腔室侧面有一个入料口，下部倒锥体状腔室底部有一个出料口。3.根据权利要求1所述的一种防止水泥基混合物堵塞的挤出式3d打印机，其特征在于：振动延长棒从振动模块延伸至下部倒锥体状腔室，距内壁间隔2厘米。

技术总结
本发明公开了一种防止水泥基混合物堵塞的挤出式3D打印机，由壳体、入料口、出料口、螺旋输送器、螺旋输送杆、振动模块（含解耦器）、振动延长棒、振动筛构成。壳体上部是圆柱形腔室，下部是倒锥体状腔室，上下部之间通过振动筛分隔，侧面有入料口，底部有出料口。螺旋输送器安装在壳体顶部中间位置，螺旋输送杆连接螺旋输送器，壳体顶部有四个振动模块，振动模块连接着振动延长棒伸入下部倒锥体状腔室，且靠近内壁。本发明具有防止水泥基混合物堵塞的功能，使材料挤出更加平滑，不产生堆积，不影响打印头的整体运动，提高挤出机的打印速度和效率，同时扩大了挤出机适应物料的范围，无需化学调整混合物的凝结时间。整混合物的凝结时间。整混合物的凝结时间。


技术研发人员：胡增涵 郑海 唐明亮 吴健 陈圆圆
受保护的技术使用者：南京工业大学东海先进硅基材料研究院
技术研发日：2021.11.12
技术公布日：2022/3/15