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专利名称：一种新型透光骨架花灯的制作方法及制作装置

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202411083029.0

专利申请（专利权）人：自贡灯龙开云优惠体育网页版入口有限责任公司
权利人地址：四川省自贡市沿滩区高新工业园区金川路15号服务中心综合楼5-2号406室

专利发明（设计）人：发明人:何健

专利摘要：本发明涉及3D打印技术领域，并公开了一种新型透光骨架花灯的制作方法及制作装置，包括以下步骤：S1、用电脑制图软件画出产品的正面外形和侧面外形用于生成3D打印路径；S2、采用3D打印装置根据3D打印路径在载板上打印出产品的正面外形与侧面外形；S3、将打印出的产品正面与产品侧面相结合做成主体外形；S4、用透明亚克力小棒竖条铺面做出造型骨架；在制作的过程中利用热风枪加热亚克力棒使其弯曲达到想要的形状，相邻亚克力棒之间的接面烫至半溶液状态按压在一起；S5、在造型骨架上加装灯连；S6、采用色丁布裱糊在造型骨架的表面；S7、对色丁布进行美术处理上色，将3D打印技术应用在花灯制作中，降低花灯制作的难度，提高花灯制作的效率。

主权利要求：
1.一种新型透光骨架花灯的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、用电脑制图软件画出产品的正面外形和侧面外形，用于生成3D打印路径；
S2、采用3D打印装置根据3D打印路径在载板上打印出产品的正面外形与侧面外形；
S3、将打印出的产品正面外形与产品侧面外形相结合做成主体外形，主体外形的中间部分通过固定圈进行固定；
S4、用透明亚克力小棒竖条铺面做出造型骨架；在制作的过程中利用热风枪加热亚克力棒使其弯曲达到想要的形状，相邻亚克力棒之间的接面烫至半溶液状态按压在一起，最终冷却变硬焊接为一体；
S5、在造型骨架上加装灯连；
S6、采用色丁布裱糊在造型骨架的表面；
S7、对色丁布进行美术处理上色。
2.一种新型透光骨架花灯的制作装置，利用如权利要求1所述的方法，其特征在于，3D打印装置包括底板（1）和安装在所述底板（1）上的打印机构，所述载板（2）滑动安装在所述底板（1）上，所述载板（2）沿着所述底板（1）的长度方向移动，所述打印机构包括打印架（3）、横梁（4）、熔丝喷嘴机构和送丝机构，所述打印架（3）固定设置在所述底板（1）上，所述横梁（4）滑动设置在所述打印架（3）上，所述横梁（4）沿着所述底板（1）的高度方向移动，所述熔丝喷嘴机构包括冷端盒（5）、热熔盒（6）和喷嘴（7），所述冷端盒（5）滑动设置在所述横梁（4）上，所述冷端盒（5）沿着所述载板（2）的宽度方向移动，所述热熔盒（6）安装在所述冷端盒（5）的底部，所述喷嘴（7）安装在所述热熔盒（6）的底部，所述送丝机构位于所述熔丝喷嘴机构的正上方，所述送丝机构包括同步横梁（8）和送丝架（9），所述同步横梁（8）滑动安装在所述打印架（3）上，所述同步横梁（8）同步于所述横梁（4）移动，所述送丝架（9）滑动安装在所述同步横梁（8）上，所述送丝架（9）同步于所述冷端盒（5），所述送丝架（9）上转动设置有绕丝盘（10），所述绕丝盘（10）上缠绕有打印灯丝，所述冷端盒（5）的顶部固定有导向筒（11），打印灯丝通过所述导向筒（11）进入所述熔丝喷嘴机构内熔化后喷出进行打。
所述冷端盒（5）内设置有冷环（12），所述冷环（12）的内壁与外壁之间形成有冷腔（13）与风腔（14），所述风腔（14）位于所述冷腔（13）的上方，所述冷环（12）的内壁开设有若干冷风孔（15）和排风孔（16），所述冷风孔（15）与排风孔（16）分别连通所述冷腔（13）与风腔（14），所述冷环（12）通过进气管连接氮气瓶，所述进气管连通所述冷腔（13），所述冷环（12）通过排气管连接抽气泵，所述抽气泵的排气强度小于所述氮气瓶的送气强度；
所述冷端盒（5）内上下设置有上切割机构与下切割机构，所述下切割机构安装在所述热熔盒（6）的顶部，所述上切割机构位于所述冷端盒（5）内，所述上切割机构包括上切割环（17）和弧形切割片（18），所述上切割环（17）固定于所述冷端盒（5），所述上切割环（17）上沿自身圆周方向均布设置有若干所述弧形切割片（18），所述弧形切割片（18）转动连接所述上切割环（17）上，所述弧形切割片（18）的转动轴线平行于所述上切割环（17）的轴线，若干所述弧形切割片（18）依次接触设置，所述下切割机构的结构与所述上切割机构的结构相同；
所述上切割机构还包括内齿圈（19）和外齿圈（20），所述内齿圈（19）转动安装在所述上切割环（17）上，所述弧形切割片（18）固定套设有转轴（21），所述转轴（21）转动连接所述上切割环（17），所述转轴（21）上套装有齿轮（22），所述齿轮（22）啮合所述内齿圈（19），所述外齿圈（20）固定套装在所述内齿圈（19）上，所述冷端盒（5）的外壁安装有电机（23），所述冷端盒（5）的侧壁转动设置有主轴（24），所述电机（23）的输出轴连接所述主轴（24），所述主轴（24）上套装有第一齿轮（25），所述冷端盒（5）的侧壁开设有驱动窗口（26），所述第一齿轮（25）从所述驱动窗口（26）穿入啮合所述外齿圈（20）；
所述主轴（24）上套装有第二齿轮（27），所述第二齿轮（27）从所述驱动窗口（26）穿入啮合所述下切割机构的所述外齿圈（20）；
在所述冷端盒（5）的侧壁安装风机，所述冷端盒（5）的侧壁在风机的对称面开设窗口，通过所述风机将切断的打印灯丝从所述冷端盒（5）内吹出。
3.根据权利要求2所述的一种新型透光骨架花灯的制作装置，其特征在于，所述送丝架（9）上转动设置有大反绕辊（28）和小反绕辊（29），所述大反绕辊（28）位于所述小反绕辊（29）的上方，所述绕丝盘（10）送出的打印灯丝以S形绕过所述大反绕辊（28）与小反绕辊（29）进入所述冷端盒（5）内，所述冷端盒（5）内设置有送丝驱动机构，所述送丝驱动机构包括送丝齿轮（30）和空转轮（31），所述送丝齿轮（30）与空转轮（31）沿水平方向间隔设置，所述送丝齿轮（30）的轴线与所述空转轮（31）的轴线均水平设置，所述送丝齿轮（30）与空转轮（31）均转动连接所述冷端盒（5），所述送丝齿轮（30）与所述空转轮（31）之间形成供打印灯丝穿过的送丝空间，所述冷端盒（5）的侧壁安装有送丝电机（32），所述送丝电机（32）的输出轴连接所述送丝齿轮（30）。
4.根据权利要求2所述的一种新型透光骨架花灯的制作装置，其特征在于，所述打印架（3）沿所述载板（2）的宽度方向间隔设置有丝杠（33）和导杆（34），所述丝杠（33）与导杆（34）均竖直设置，所述丝杠（33）转动连接所述打印架（3），所述导杆（34）固定连接所述打印架（3），所述横梁（4）的一端以及所述同步横梁（8）的一端均固定有丝杠滑块（35），所述丝杠滑块（35）螺纹套装在所述丝杠（33）上，所述横梁（4）的另一端以及所述同步横梁（8）的另一端均固定有滑块（36），所述滑块（36）滑动套设在所述导杆（34）上，所述打印架（3）上安装有丝杠电机，所述丝杠电机的输出轴连接所述丝杠（33）。
5.根据权利要求2所述的一种新型透光骨架花灯的制作装置，其特征在于，所述横梁（4）上沿自身长度方向间隔设置有轴一（37）和轴二（38），所述轴一（37）与轴二（38）上分别套装有第一带轮（39）和第二带轮（40），所述第一带轮（39）通过第一同步带（43）传动连接所述第二带轮（40），所述冷端盒（5）安装在所述第一同步带（43）上，所述同步横梁（8）上沿自身长度方向间隔设置有轴三（41）和轴四（42），所述轴三（41）与轴四（42）上分别套装有第三带轮（44）和第四带轮（45），所述第三带轮（44）通过第二同步带（46）传动连接所述第四带轮（45），所述送丝架（9）安装在所述第二同步带（46）上，所述轴一（37）与轴三（41）上分别套装有第五带轮（47）和第六带轮（48），所述第五带轮（47）与第六带轮（48）通过第三同步带（49）传动连接，所述横梁（4）上安装有步进电机（50），所述步进电机（50）的输出轴传动连接所述轴一（37）。
6.根据权利要求2所述的一种新型透光骨架花灯的制作装置，其特征在于，所述底板（1）上设置有皮带输送机构，所述皮带输送机构的两侧均布置有导轨（51），所述载板（2）安装在所述皮带输送机构的皮带上，所述载板（2）的底部固定有导轨滑块，所述导轨滑块滑动适配在所述导轨（51）上。 说明书 : 一种新型透光骨架花灯的制作方法及制作装置技术领域[0001] 本发明涉及3D打印技术领域，具体为一种新型透光骨架花灯的制作方法及制作装置。背景技术[0002] 花灯是我国一种优秀的民间传统艺术，秀丽典雅，玲珑剔透。但目前公知的制作方法十分复杂，往往要经过画、拗、刻、扎、针刺、裱、糊、剪等多道制作工序，而且为纯手工艺制作，对制作者的技术要求较高，制作难度大、效率低，不适合工业批量生产；增材制造(即3D打印)，是一种基于离散堆积原理的先进制造技术。具体表现为先将三维产品模型沿Z向切层，通过3D打印设备将不同初始形态(如液态、粉末态、固态等)的材料固化为特定形状的层片，再将这些层片“自下而上”堆叠形成三维产品，融合了三维模型设计、材料加工成形、机械、自动控制等多学科领域。3D打印技术不受产品几何形状和结构的约束，可以实现复杂结构的快速制作，因此被广泛应用于模具制造、生活用品、航空航天和生物医疗等领域。但目前3D打印技术还未应用在花灯制作领域，花灯主体为花灯骨架，材质轻盈，一般为竹架或镂空木材等等，而3D打印技术中的打印灯丝无法直接在作为花灯的骨架，导致3D打印技术无法在花灯制作领域应用，影响花灯制作领域的发展。发明内容[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型透光骨架花灯的制作方法及制作装置，将3D打印技术应用在花灯制作中，降低花灯制作的难度，提高花灯制作的效率。[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种新型透光骨架花灯的制作方法，包括以下步骤：[0005] S1、用电脑制图软件画出产品的正面外形和侧面外形，用于生成3D打印路径；[0006] S2、采用3D打印装置根据3D打印路径在载板上打印出产品的正面外形与侧面外形；[0007] S3、将打印出的产品正面外形与产品侧面外形相结合做成主体外形，主体外形的中间部分通过固定圈进行固定；[0008] S4、用透明亚克力小棒竖条铺面做出造型骨架；在制作的过程中利用热风枪加热亚克力棒使其弯曲达到想要的形状，相邻亚克力棒之间的接面烫至半溶液状态按压在一起，最终冷却变硬焊接为一体；[0009] S5、在造型骨架上加装灯连；[0010] S6、采用色丁布裱糊在造型骨架的表面；[0011] S7、对色丁布进行美术处理上色。[0012] 一种新型透光骨架花灯的制作装置，利用上述的方法，3D打印装置包括底板和安装在所述底板上的打印机构，所述载板滑动安装在所述底板上，所述载板沿着所述底板的长度方向移动，所述打印机构包括打印架、横梁、熔丝喷嘴机构和送丝机构，所述打印架固定设置在所述底板上，所述横梁滑动设置在所述打印架上，所述横梁沿着所述底板的高度方向移动，所述熔丝喷嘴机构包括冷端盒、热熔盒和喷嘴，所述冷端盒滑动设置在所述横梁上，所述冷端盒沿着所述载板的宽度方向移动，所述热熔盒安装在所述冷端盒的底部，所述喷嘴安装在所述热熔盒的底部，所述送丝机构位于所述熔丝喷嘴机构的正上方，所述送丝机构包括同步横梁和送丝架，所述同步横梁滑动安装在所述打印架上，所述同步横梁同步于所述横梁移动，所述送丝架滑动安装在所述同步横梁上，所述送丝架同步于所述冷端盒，所述送丝架上转动设置有绕丝盘，所述绕丝盘上缠绕有打印灯丝，所述冷端盒的顶部固定有导向筒，打印灯丝通过所述导向筒进入所述熔丝喷嘴机构内熔化后喷出进行打印。[0013] 进一步地，所述冷端盒内设置有冷环，所述冷环的内壁与外壁之间形成有冷腔与风腔，所述风腔位于所述冷腔的上方，所述冷环的内壁开设有若干冷风孔和排风孔，所述冷风孔与排风孔分别连通所述冷腔与风腔，所述冷环通过进气管连接氮气瓶，所述进气管连通所述冷腔，所述冷环通过排气管连接抽气泵，所述抽气泵的排气强度小于所述氮气瓶的送气强度。[0014] 进一步地，所述冷端盒内上下设置有上切割机构与下切割机构，所述下切割机构安装在所述热熔盒的顶部，所述上切割机构位于所述冷端盒内，所述上切割机构包括上切割环和弧形切割片，所述上切割环固定于所述冷端盒，所述上切割环上沿自身圆周方向均布设置有若干所述弧形切割片，所述弧形切割片转动连接所述上切割环上，所述弧形切割片的转动轴线平行于所述上切割环的轴线，若干所述弧形切割片依次接触设置，所述下切割机构的结构与所述上切割机构的结构相同。[0015] 进一步地，所述上切割机构还包括内齿圈和外齿圈，所述内齿圈转动安装在所述上切割环上，所述弧形切割片固定套设有转轴，所述转轴转动连接所述上切割环，所述转轴上套装有齿轮，所述齿轮啮合所述内齿圈，所述外齿圈固定套装在所述内齿圈上，所述冷端盒的外壁安装有电机，所述冷端盒的侧壁转动设置有主轴，所述电机的输出轴连接所述主轴，所述主轴上套装有第一齿轮，所述冷端盒的侧壁开设有驱动窗口，所述第一齿轮从所述驱动窗口穿入啮合所述外齿圈。[0016] 进一步地，所述主轴上套装有第二齿轮，所述第二齿轮从所述驱动窗口穿入啮合所述下切割机构的所述外齿圈。[0017] 进一步地，所述送丝架上转动设置有大反绕辊和小反绕辊，所述大反绕辊位于所述小反绕辊的上方，所述绕丝盘送出的打印灯丝以S形绕过所述大反绕辊与小反绕辊进入所述冷端盒内，所述冷端盒内设置有送丝驱动机构，所述送丝驱动机构包括送丝齿轮和空转轮，所述送丝齿轮与空转轮沿水平方向间隔设置，所述送丝齿轮的轴线与所述空转轮的轴线均水平设置，所述送丝齿轮与空转轮均转动连接所述冷端盒，所述送丝齿轮与所述空转轮之间形成供打印灯丝穿过的送丝空间，所述冷端盒的侧壁安装有送丝电机，所述送丝电机的输出轴连接所述送丝齿轮。[0018] 进一步地，所述打印架沿所述载板的宽度方向间隔设置有丝杠和导杆，所述丝杠与导杆均竖直设置，所述丝杠转动连接所述打印架，所述导杆固定连接所述打印架，所述横梁的一端以及所述同步横梁的一端均固定有丝杠滑块，所述丝杠滑块螺纹套装在所述丝杠上，所述横梁的另一端以及所述同步横梁的另一端均固定有滑块，所述滑块滑动套设在所述导杆上，所述打印架上安装有丝杠电机，所述丝杠电机的输出轴连接所述丝杠。[0019] 进一步地，所述横梁上沿自身长度方向间隔设置有轴一和轴二，所述轴一与轴二上分别套装有第一带轮和第二带轮，所述第一带轮通过第一同步带传动连接所述第二带轮，所述冷端盒安装在所述第一同步带上，所述同步横梁上沿自身长度方向间隔设置有轴三和轴四，所述轴三与轴四上分别套装有第三带轮和第四带轮，所述第三带轮通过第二同步带传动连接所述第四带轮，所述送丝架安装在所述第二同步带上，所述轴一与轴三上分别套装有第五带轮和第六带轮，所述第五带轮与第六带轮通过第三同步带传动连接，所述横梁上安装有步进电机，所述步进电机的输出轴传动连接所述轴一。[0020] 进一步地，所述底板上设置有皮带输送机构，所述皮带输送机构的两侧均布置有导轨，所述载板安装在所述皮带输送机构的皮带上，所述载板的底部固定有导轨滑块，所述导轨滑块滑动适配在所述导轨上。[0021] 本发明的有益效果是：[0022] 通过3D打印装置打印出花灯外轮廓模型，然后根据花灯外轮廓模型制作花灯骨架，降低了花灯的制作难度，依靠花灯外轮廓模型能够快速完成花灯骨架制作，提高了花灯的制作效率，从而将3D打印技术与花灯制作有效的结合在一起，推动了花灯制作的发展。附图说明[0023] 图1为本发明一种新型透光骨架花灯的制作装置的立体示意图一；[0024] 图2为本发明一种新型透光骨架花灯的制作装置的立体示意图二；[0025] 图3为本发明一种新型透光骨架花灯的制作装置左视图；[0026] 图4为本发明一种新型透光骨架花灯的制作装置中冷端盒的内部结构示意图；[0027] 图5为本发明一种新型透光骨架花灯的制作装置中冷环的内部结构示意图；[0028] 图6为本发明一种新型透光骨架花灯的制作装置中上切割机构的内部结构示意图；[0029] 图7为本发明一种新型透光骨架花灯的制作装置的俯视图；[0030] 图中，1?底板，2?载板，3?打印架，4?横梁，5?冷端盒，6?热熔盒，7?喷嘴，8?同步横梁，9?送丝架，10?绕丝盘，11?导向筒，12?冷环，13?冷腔，14?风腔，15?冷风孔，16?排风孔，17?上切割环，18?弧形切割片，19?内齿圈，20?外齿圈，21?转轴，22?齿轮，23?电机，24?主轴，25?第一齿轮，26?驱动窗口，27?第二齿轮，28?大反绕辊，29?小反绕辊，30?送丝齿轮，31?空转轮，32?送丝电机，33?丝杠，34?导杆，35?丝杠滑块，36?滑块，37?轴一，38?轴二，39?第一带轮，40?第二带轮，41?轴三，42?轴四，43?第一同步带，44?第三带轮，45?第四带轮，46?第二同步带，47?第五带轮，48?第六带轮，49?第三同步带，50?步进电机，51?导轨。具体实施方式[0031] 下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。[0032] 一种新型透光骨架花灯的制作方法，包括以下步骤：[0033] S1、用电脑制图软件画出产品的正面外形和侧面外形，用于生成3D打印路径；利用3D打印绘图软件根据产品的尺寸绘出图形，以生成对应的3D打印路径；[0034] S2、采用3D打印装置根据3D打印路径在载板上打印出产品的正面外形与侧面外形；[0035] S3、将打印出的产品正面外形与产品侧面外形相结合做成主体外形，主体外形的中间部分通过固定圈进行固定；[0036] S4、用透明亚克力小棒竖条铺面做出造型骨架；在制作的过程中利用热风枪加热亚克力棒使其弯曲达到想要的形状，相邻亚克力棒之间的接面烫至半溶液状态按压在一起，最终冷却变硬焊接为一体；工人方便依靠主体外形的外轮廓进行花灯骨架制作，直接将亚克力棒贴合主体外形的外轮廓即可快速制作造型骨架，提高了花灯的制作效率，从而将3D打印技术与花灯制作有效的结合在一起，推动了花灯制作的发展；[0037] S5、在造型骨架上加装灯连；[0038] S6、采用色丁布裱糊在造型骨架的表面；[0039] S7、对色丁布进行美术处理上色。[0040] 在产业生产中，只需针对每个产品打印出对应的主体外形模型即可，后续生产只需依靠主体外形模型进行生产制作即可，提高了生产效率，降低了对工人的能力要求，进而降低了成本。[0041] 目前，送丝架9与熔丝喷嘴机构间隔设置，且送丝架9的位置固定，送丝架9输送打印灯丝的力受熔丝喷嘴机构移动的影响，其输送力难以保证恒定，且间隔设置，打印灯丝需要绕转进入冷端盒5内，打印灯丝难以保持绷直状态，使单位时间打印灯丝的熔化量不易控制，从而影响打印效果，而将送丝架9加装在冷端盒5的顶部，将使熔丝喷嘴机构变得更加笨重，受到的移动振动增大，也会影响打印效果，由于，花灯的制作需要依靠3D打印装置先制作出主体外形模型，由于花灯骨架需要依靠主体外形模型进行热焊接成型，在加热亚克力棒形变贴合主体外形模型时，难以保证亚克力棒很好的贴合主体外形模型，因此，如果主体外形模型的制作精度较低，将进一步放大花灯骨架制作完成后的质量，为了保证花灯骨架在加工精度范围内符合生产质量要求，现有的3D打印装置无法直接应用在花灯制作领域，需要对现有的3D打印装置进行改进，具体为：如图1至图7所示，一种新型透光骨架花灯的制作装置，利用上述的方法，3D打印装置包括底板1和安装在底板1上的打印机构，载板2滑动安装在底板1上，载板2沿着底板1的长度方向移动，打印机构包括打印架3、横梁4、熔丝喷嘴机构和送丝机构，打印架3固定设置在底板1上，横梁4滑动设置在打印架3上，横梁4沿着底板1的高度方向移动，熔丝喷嘴机构包括冷端盒5、热熔盒6和喷嘴7，冷端盒5滑动设置在横梁4上，冷端盒5沿着载板2的宽度方向移动，热熔盒6安装在冷端盒5的底部，喷嘴7安装在热熔盒6的底部，送丝机构位于熔丝喷嘴机构的正上方，送丝机构包括同步横梁8和送丝架9，同步横梁8滑动安装在打印架3上，同步横梁8同步于横梁4移动，送丝架9滑动安装在同步横梁8上，送丝架9同步于冷端盒5，送丝架9上转动设置有绕丝盘10，绕丝盘10上缠绕有打印灯丝，冷端盒5的顶部固定有导向筒11，打印灯丝通过导向筒11进入熔丝喷嘴机构内熔化后喷出进行打。ü扑颗10放出打印灯丝，打印灯丝进入冷端盒5内，然后从冷端盒5进入到热熔盒6内，通过热熔盒6内设置有电加热块与恒温器，用于以恒定的稳定加热熔化打印灯丝，熔化后的液体打印灯丝通过喷嘴7喷在载板2上凝固成型，配合载板2的移动、横梁4的移动、冷端盒5的移动实现喷嘴7在X、Y、Z三轴上的移动，从而根据软件上的图形加工出对应的主体外形，此为3D打印的基本工作原理与过程，属于现有技术，不再赘述，本发明，改变了送丝机构的安装方式以及送丝机构与熔丝喷嘴机构的相对位置，将送丝机构直接设置在熔丝喷嘴机构的正上方，需要注意，送丝机构并未加装在熔丝喷嘴机构上，并未增加熔丝喷嘴机构的配重，不会影响打印精度，此位置关系使送丝机构下放的打印灯丝不需要绕转直接进入到冷端盒5内，使打印灯丝的输送速度以及输送力度便于控制，能根据打印要求进行精确送丝，同时，送丝架9与熔丝喷嘴机构同步运行，保证送丝架9始终位于熔丝喷嘴机构的正上方，避免熔丝喷嘴机构拉扯打印灯丝影响打印精度，从而提高了主体外形模型的生产质量，使依据主体外形模型加工的花灯骨架满足生产质量要求。[0042] 进一步地，如图4和图5所示，冷端盒5内设置有冷环12，冷环12的内壁与外壁之间形成有冷腔13与风腔14，风腔14位于冷腔13的上方，冷环12的内壁开设有若干冷风孔15和排风孔16，冷风孔15与排风孔16分别连通冷腔13与风腔14，冷环12通过进气管连接氮气瓶，进气管连通冷腔13，冷环12通过排气管连接抽气泵，抽气泵的排气强度小于氮气瓶的送气强度，由于，热熔盒6内的温度一般在200℃?300℃，其温度较高，热熔盒6内的温度将影响上方的打印灯丝，造成上方打印灯丝的熔化或熔断，易出现无法连续送丝的温度，因此，在热熔盒6的上方加装冷端盒5，以改善热熔盒6上方的环境温度，保证热熔盒6上方的打印灯丝不会在未进入热熔盒6前就出现熔化的情况，实现打印灯丝的连续送丝；具体为，通过氮气瓶将氮气输送至冷腔13内，然后通过冷风孔15吹出作用在打印灯丝上，一方面降低冷端盒5内部的温度，改善环境温度，另一方面直接降低打印灯丝的温度，使打印灯丝在输送至热熔盒6的过程中逐渐升温，使打印灯丝进入到热熔盒6内恢复至常温附近，从而有效避免打印灯丝提前熔化的问题，而喷出的氮气通过排风孔16进入到风腔14内，最后从冷端盒5内排出，避免冷端盒5内的低温氮气含量越来越大，从而影响到热熔盒6内的温度环境，由于抽气泵的排气强度小于氮气瓶的送气强度，使吹出的气体先作用在打印灯丝上后排出，实现对打印灯丝的稳定降温。[0043] 进一步地，如图1、图4和图6所示，当打印机长时间运行时，冷端盒5内的打印灯丝还是会或多或少出现熔化的问题，在打印机关闭后，熔化的打印灯丝会出现凝固成固体，此时，打印灯丝会局部结块，导致打印灯丝无法进入到热熔盒6内，这就是所谓的热蠕变，冷端盒5的设置大大延长了打印机的工作时间，延长热蠕变的发生时间，现有热蠕变出现后，需要工人拆开冷端盒5进行清理，十分不方便，为此，冷端盒5内上下设置有上切割机构与下切割机构，下切割机构安装在热熔盒6的顶部，上切割机构位于冷端盒5内，上切割机构包括上切割环17和弧形切割片18，上切割环17固定于冷端盒5，上切割环17上沿自身圆周方向均布设置有若干弧形切割片18，弧形切割片18转动连接上切割环17上，弧形切割片18的转动轴线平行于上切割环17的轴线，若干弧形切割片18依次接触设置，下切割机构的结构与上切割机构的结构相同，多个弧形切割片18形成内圈直径可调的圆，通过弧形切割片18的转动对打印灯丝进行切割，当出现热蠕变时，上切割机构与下切割机构同时动作，弧形切割片18靠近打印灯丝移动，通过多个弧形切割片18对打印灯丝进行限位切割，从而将冷端盒5内的打印灯丝切断，此时，上切割环17的内孔呈闭合面，使切断的打印灯丝留在上切割机构与下切割机构之间，在冷端盒5的侧壁安装风机，冷端盒5的侧壁在风机的对称面开设窗口，通过风机将切断的打印灯丝从冷端盒5内吹出，然后，弧形切割片18反转复位，最后打印灯丝重新向熔丝喷嘴机构内输送新的灯丝即可，从而快速有效的解决热蠕变问题。[0044] 进一步地，如图4和图6所示，上切割机构还包括内齿圈19和外齿圈20，内齿圈19转动安装在上切割环17上，弧形切割片18固定套设有转轴21，转轴21转动连接上切割环17，转轴21上套装有齿轮22，齿轮22啮合内齿圈19，外齿圈20固定套装在内齿圈19上，冷端盒5的外壁安装有电机23，冷端盒5的侧壁转动设置有主轴24，电机23的输出轴连接主轴24，主轴24上套装有第一齿轮25，冷端盒5的侧壁开设有驱动窗口26，第一齿轮25从驱动窗口26穿入啮合外齿圈20，主轴24上套装有第二齿轮27，第二齿轮27从驱动窗口26穿入啮合下切割机构的外齿圈20，电机23带动主轴24转动，主轴24同时带动第一齿轮25与第二齿轮27转动，第一齿轮25通过与外齿圈20的啮合带动内齿圈19转动，内齿圈19带动转轴21转动，转轴21带动弧形切割片18转动，实现对打印灯丝的切断操作，同样的，第二齿轮27以同样的传动方式带动下切割机构中的弧形切割片转动，从而使上切割机构与下切割机构同步进行切断操作，以解决热蠕变问题，将电机23安装在冷端盒5上，并远离热熔盒6设置，使电机23的工作环境温度满足使用要求，而下切割机构由于靠近热熔盒6，因此，通过主轴24进行远距离连接电机23，使电机23能在正常的工作温度范围内带动下切割机构动作。[0045] 进一步地，如图1和图2所示，送丝架9上转动设置有大反绕辊28和小反绕辊29，大反绕辊28位于小反绕辊29的上方，绕丝盘10送出的打印灯丝以S形绕过大反绕辊28与小反绕辊29进入冷端盒5内，冷端盒5内设置有送丝驱动机构，送丝驱动机构包括送丝齿轮30和空转轮31，送丝齿轮30与空转轮31沿水平方向间隔设置，送丝齿轮30的轴线与空转轮31的轴线均水平设置，送丝齿轮30与空转轮31均转动连接冷端盒5，送丝齿轮30与空转轮31之间形成供打印灯丝穿过的送丝空间，冷端盒5的侧壁安装有送丝电机32，送丝电机32的输出轴连接送丝齿轮30，由于打印灯丝是绕卷在绕丝盘10上的，自然送出的打印灯丝会呈弯曲状态，影响输送精度，为此，在打印灯丝进入冷端盒5之前先经过大反绕辊28与小反绕辊29，使打印灯丝反向从大反绕辊28与小反绕辊29绕过，即使打印灯丝朝反向弯曲的方向弯曲，从而改善打印灯丝的弯曲程度，通过送丝电机32带动送丝齿轮30转动，进入冷端盒5内的打印灯丝从送丝齿轮30与空转轮31经过，通过送丝齿轮30与空转轮31的配合对打印的灯丝进行输送，其次，绕丝盘10不连接驱动设备，直接由送丝齿轮30与空转轮31的配合拉动打印灯丝，打印灯丝拉动绕丝盘10转动实现下放打印灯丝的操作，从而能将打印灯丝拉成绷直状态，进一步提高打印灯丝的输送精度。[0046] 进一步地，如图1至图3所示，打印架3沿载板2的宽度方向间隔设置有丝杠33和导杆34，丝杠33与导杆34均竖直设置，丝杠33转动连接打印架3，导杆34固定连接打印架3，横梁4的一端以及同步横梁8的一端均固定有丝杠滑块35，丝杠滑块35螺纹套装在丝杠33上，横梁4的另一端以及同步横梁8的另一端均固定有滑块36，滑块36滑动套设在导杆34上，打印架3上安装有丝杠电机，丝杠电机的输出轴连接丝杠33，通过丝杠电机带动丝杠33转动，使丝杠滑块35沿着丝杠33的轴向做直线运动，从而使横梁4与同步横梁8同步沿着丝杠33的轴向做直线运动，实现横梁4与同步横梁8的同步运动，保证送丝架9与熔丝喷嘴机构在竖直方向上的相对位置不变。[0047] 进一步地，如图1和图2所示，横梁4上沿自身长度方向间隔设置有轴一37和轴二38，轴一37与轴二38上分别套装有第一带轮39和第二带轮40，第一带轮39通过第一同步带43传动连接第二带轮40，冷端盒5安装在第一同步带43上，同步横梁8上沿自身长度方向间隔设置有轴三41和轴四42，轴三41与轴四42上分别套装有第三带轮44和第四带轮45，第三带轮44通过第二同步带46传动连接第四带轮45，送丝架9安装在第二同步带46上，轴一37与轴三41上分别套装有第五带轮47和第六带轮48，第五带轮47与第六带轮48通过第三同步带49传动连接，横梁4上安装有步进电机50，步进电机50的输出轴传动连接轴一37，通过步进电机20带动轴一37转动，轴一37带动第一带轮39与第五带轮47转动，第一带轮39通过第一同步带43带动第二带轮40转动，通过第一同步带43带动冷端盒5左右移动，同时，第五带轮47通过第三同步带49带动第六带轮48转动，第六带轮48带动轴三41转动，轴三41带动第三带轮44转动，第三带轮44通过第二同步带46带动第四带轮45转动，第二同步带46带动送丝架9左右移动，从而使冷端盒5与送丝架9同步移动，使送丝架9与熔丝喷嘴机构在水平方向上的相对位置保持不变，从而保证打印灯丝竖直输送的同时，不会拉扯打印灯丝影响其输送速度，提高了打印精度。[0048] 进一步地，如图1和图7所示，底板1上设置有皮带输送机构，皮带输送机构的两侧均布置有导轨51，载板2安装在皮带输送机构的皮带上，载板2的底部固定有导轨滑块，导轨滑块滑动适配在导轨51上，皮带输送机构带动载板2移动，配合横梁4的移动以及熔丝喷嘴机构的移动实现X、Y、Z三轴上的移动，实现3D打印操作。

专利地区：四川

专利申请日期：2024-08-08

专利公开日期：2024-10-22

专利公告号：CN118596550B