用于固废循环的3D打印装置及打印方法

本发明属于3d打印，尤其涉及用于固废循环的3d打印装置及打印方法。

背景技术：

1、3d打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3d打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(aec)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

2、为构建处置大宗工业固体废弃物的推动依据和基本遵循，统筹推进固废处置能力建设，推动工业资源综合利用基地建设，促进工业固体废弃物和再生资源规模化、高值化利用，不断提升固废污染防治工作水平；现推出固废循环的3d打印技术，以大宗工业固体废弃物为基础材料，经加工再利用进行3d打印，有利于创造综合经济效益、加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系。

3、固废循环的3d打印装置在进行打印一些高度较高、形状复杂的打印产品时，往往需要在打印过程中打印半成品上添置钢筋等结构件来增强产品的整体结构强度；但是现有的固废循环3d打印装置在一层一层往复打印过程中没有相应的位置给工作人员进行添置钢筋等结构件，这就导致工作人员在需要打印半成品上添置钢筋等结构件时要先将3d打印装置停下，徒步走进3d打印装置内部添置结构件，添置好之后再徒步走出3d打印装置，最后再重启3d打印装置进行下一层打印，然后以此往复；该种处理方式不仅大大降低了3d打印装置整体的打印进度，同时徒步走进、走出3d打印装置内部还容易误碰3d打印装置内部元件，影响3d打印装置的后续工作。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中的问题，提出如下技术方案：

2、用于固废循环的3d打印装置及打印方法，包括基座，基座的中心部设置有打印平台，基座的顶部设置有升降机构、纵向平移机构以及横向平移机构，所述纵向平移机构包括错位设置的侧连板和底连板，且底连板高于侧连板，底连板的底部设置有打印头且位于打印平台的正上方，侧连板位于底连板的两侧且通过竖板和底连板相固定连接；

3、所述侧连板的底部、竖板的外侧于打印头水平往复打印运动中形成添置区，且添置区人员于打印头一层打印后添置可自动避让打印头后续打印。

4、作为上述技术方案的优选，所述升降机构包括升降电机和升降空心板，升降电机的输出轴固定连接有升降螺杆，且升降螺杆螺纹贯穿升降空心板。

5、作为上述技术方案的优选，所述升降空心板的两端活动插接有导向杆，导向杆的底端和基座的底部相固定，导向杆的顶端固定连接有顶板，且升降电机安装在顶板的顶部。

6、作为上述技术方案的优选，所述纵向平移机构还包括转动连接在升降空心板内腔中的纵向平移螺杆，所述侧连板延伸至升降空心板内腔中的一端和升降空心板的内腔滑动连接且螺纹套设在纵向平移螺杆的外围，升降空心板的一端固定安装有纵向平移电机，且纵向平移电机的输出轴和纵向平移螺杆的一端相固定。

7、作为上述技术方案的优选，所述侧连板和竖板的连接内弯处固定连接有加强板。

8、作为上述技术方案的优选，所述横向平移机构包括转动连接在两个竖板之间的横向平移螺杆，任一所述竖板的外侧固定连接有横向平移电机，且横向平移电机的输出轴和横向平移螺杆的一端相固定，横向平移螺杆的外围螺纹连接有螺纹套块。

9、作为上述技术方案的优选，所述打印头的顶部固定连接有滑动板，且滑动板滑动安装在底连板的底部，底连板上开设有矩形导向孔，螺纹套块的底端贯穿该矩形导向孔且和滑动板的顶部相固定。

10、作为上述技术方案的优选，所述纵向平移螺杆的水平内壁上内嵌式安装有外接收器、内接收器，侧连板贴合外接收器、内接收器的一侧外侧内嵌式安装有信号发射器，升降空心板远离纵向平移电机的一端设置有高度传感器，打印平台的底部设置有下降组件；

11、所述打印装置还包括plc控制器，且plc控制器和外接收器、内接收器、信号发射器、高度传感器、下降组件电性连接。

12、一种打印方法，所述打印方法应用于上述的用于固废循环的3d打印装置，所述打印方法包括以下步骤：

13、s1、打印阶段：打印头在升降机构、纵向平移机构、横向平移机构的配合下水平一层一层的往复在打印平台的顶部进行3d打印，在一层层往复打印过程中，由于侧连板位于底连板两侧且高于底连板，所以侧连板的底部、竖板的外侧于打印头水平往复打印运动中形成添置区；

14、s2、添置阶段：为3d打印产品增加结构强度，在打印阶段过程中对打印半成品上添置钢筋等结构件；人员位于添置区，当到达需要添置的高度阶段且打印头将一层打印结束后，添置区人员伸手将结构件添置在打印半成品中，然后缩回手等待打印头对下一层打印，人员位于添置区可自动避让打印头后续打印。

15、本发明的有益效果为：

16、1、本发明装置打印头在升降机构、纵向平移机构、横向平移机构的配合下水平一层一层的往复在打印平台的顶部进行3d打印，在一层层往复打印过程中，由于侧连板位于底连板两侧且高于底连板，所以侧连板的底部、竖板的外侧于打印头水平往复打印运动中形成添置区，且添置区人员于打印头一层打印后添置可自动避让打印头后续打印；不仅提高了3d打印装置整体的打印效率，同时避免了人员误碰3d打印装置内部元件；

17、2、通过设置外接收器、内接收器、信号发射器、高度传感器、下降组件、plc控制器等构件，便于避让区人员对较高的打印产品进行添置钢筋等结构件，使用更加方便。

技术特征：

1.用于固废循环的3d打印装置，包括基座(10)，基座(10)的中心部设置有打印平台(11)，基座(10)的顶部设置有升降机构(30)、纵向平移机构(40)以及横向平移机构(50)，其特征在于：所述纵向平移机构(40)包括错位设置的侧连板(41)和底连板(43)，且底连板(43)高于侧连板(41)，底连板(43)的底部设置有打印头(60)且位于打印平台(11)的正上方，侧连板(41)位于底连板(43)的两侧且通过竖板(42)和底连板(43)相固定连接；

2.根据权利要求1所述的用于固废循环的3d打印装置，其特征在于，所述升降机构(30)包括升降电机(33)和升降空心板(34)，升降电机(33)的输出轴固定连接有升降螺杆(31)，且升降螺杆(31)螺纹贯穿升降空心板(34)。

3.根据权利要求2所述的用于固废循环的3d打印装置，其特征在于，所述升降空心板(34)的两端活动插接有导向杆(32)，导向杆(32)的底端和基座(10)的底部相固定，导向杆(32)的顶端固定连接有顶板(35)，且升降电机(33)安装在顶板(35)的顶部。

4.根据权利要求2所述的用于固废循环的3d打印装置，其特征在于，所述纵向平移机构(40)还包括转动连接在升降空心板(34)内腔中的纵向平移螺杆(45)，所述侧连板(41)延伸至升降空心板(34)内腔中的一端和升降空心板(34)的内腔滑动连接且螺纹套设在纵向平移螺杆(45)的外围，升降空心板(34)的一端固定安装有纵向平移电机(44)，且纵向平移电机(44)的输出轴和纵向平移螺杆(45)的一端相固定。

5.根据权利要求1所述的用于固废循环的3d打印装置，其特征在于，所述侧连板(41)和竖板(42)的连接内弯处固定连接有加强板(70)。

6.根据权利要求1所述的用于固废循环的3d打印装置，其特征在于，所述横向平移机构(50)包括转动连接在两个竖板(42)之间的横向平移螺杆(53)，任一所述竖板(42)的外侧固定连接有横向平移电机(52)，且横向平移电机(52)的输出轴和横向平移螺杆(53)的一端相固定，横向平移螺杆(53)的外围螺纹连接有螺纹套块(51)。

7.根据权利要求6所述的用于固废循环的3d打印装置，其特征在于，所述打印头(60)的顶部固定连接有滑动板(61)，且滑动板(61)滑动安装在底连板(43)的底部，底连板(43)上开设有矩形导向孔，螺纹套块(51)的底端贯穿该矩形导向孔且和滑动板(61)的顶部相固定。

8.根据权利要求4所述的用于固废循环的3d打印装置，其特征在于，所述纵向平移螺杆(45)的水平内壁上内嵌式安装有外接收器(81)、内接收器(82)，侧连板(41)贴合外接收器(81)、内接收器(82)的一侧外侧内嵌式安装有信号发射器(83)，升降空心板(34)远离纵向平移电机(44)的一端设置有高度传感器(84)，打印平台(11)的底部设置有下降组件(20)；

9.一种打印方法，其特征在于，所述打印方法应用于权利要求1-8中任一所述的用于固废循环的3d打印装置，所述打印方法包括以下步骤：

技术总结本发明公开了用于固废循环的3D打印装置及打印方法，包括基座，基座的中心部设置有打印平台，基座的顶部设置有升降机构、纵向平移机构以及横向平移机构，所述纵向平移机构包括错位设置的侧连板和底连板，且底连板高于侧连板，底连板的底部设置有打印头且位于打印平台的正上方，侧连板位于底连板的两侧且通过竖板和底连板相固定连接；所述侧连板的底部、竖板的外侧于打印头水平往复打印运动中形成添置区，且添置区人员于打印头一层打印后添置可自动避让打印头后续打印。本发明不仅提高了3D打印装置整体的打印效率，同时避免了人员误碰3D打印装置内部元件。技术研发人员：孙晟凯,王凌宇,张宇受保护的技术使用者：兰州理工大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15