本發明涉及一種漿料擠出系統。

背景技術：

目前3D打印，激光雕刻等快速成型技術的發展越來越快，所取得的進展，無論是從打印材料還是應用領域來說，都越來越受到人們的關注。針對醫用領域的3D打印技術，比如打印義齒，打印骨骼的研究在國外已經非常普遍，但在國內，該方面的研究并不多見。國外一般集中針對義齒、骨骼成型材料等上游領域的研究，2015年美國DENTCA公司開發出新型3D打印義齒基托，并獲得FDA批準上市。2016年7月，桑托斯大學的科學家們3D打印出仿生犬牙并成功取代了受傷拉布拉多犬的斷齒。德國的EnvisionTEC于2016年推出新型3D打印材料并被FDA批準用于牙科。國外研究材料與設備造價昂貴，成本高，對普通消費人群難以接受。而且傳統擠出方式有活塞式、螺桿式的擠出方式。但對于義齒成型精度要求來說，普通活塞擠出式由于易產生氣泡，擠出速率不易控制，因此無法滿足漿料成型的要求。螺桿擠出多見于黏土擠出，黏土顆粒大，摩擦力大，用螺桿易推送。而陶瓷、奶油等漿料顆粒微小，與螺桿表面摩擦力小，不易推送。

技術實現要素：

針對所述問題，本發明提供一種可以滿足高精度，高致密性要求并具有好的兼容性的漿料擠出系統。本發明的技術方案如下：

一種漿料擠出系統，包括：凸輪盤1、柱塞桿2、送料盤組件4、進出料組件6、下殼體7、快拆螺母8和傳動軸組件9，其特征在于，

所述凸輪盤1水平固定在傳動軸組件9的底端，其下端的環狀表面105，表面光滑且有一定的傾斜變化規律，設分為ab段、bc段、cd段和da段，cd段為上升段圓弧，圓弧的Z向高度隨角度改變而上升，ab段為下降段圓弧，圓弧Z向高度隨角度改變而下降，其余各段為水平圓弧段；這種變化規律與柱塞桿2的運動規律相對應。

所述送料盤組件4包括壓板401、O型密封圈403和送料盤402，O型密封圈403用于密封柱塞桿與儲料孔之間的配合間隙，壓板401壓在O型密封圈403上，壓板401的表面開有導向槽，在槽內放置有復位簧片3，導向槽用以對復位簧片起導向作用；在送料盤402上開設有儲料孔408，各個儲料孔408位于凸輪盤1的下端的環狀表面105的下方；所述送料盤402通過傳動軸組件與步進電機相聯，由步進電機驅動送料盤組件4轉動。

所述的各個柱塞桿2分別置于送料盤組件4的儲料孔中，在復位簧片3的壓力作用下，柱塞桿2頂端與凸輪盤1始終點接觸；柱塞桿2在儲料孔內上下移動，當柱塞桿2移動至最低點處時，柱塞桿2底面與送料盤402下端面平齊，當柱塞桿2上升至最高點時，儲料孔內形成空腔；

所述送料盤組件4與進出料組件6水平安裝在凸輪盤1正下方，送料盤組件4在上，進出料組件6在下，兩者緊貼在一起，使送料盤組件4可以相對進出料組件6轉動；

所述進出料組件6上開有進料孔602和出料孔601，進料孔602與凸輪盤1下端的環狀表面105的上升段圓弧正對；出料空601與凸輪盤1下端的環狀表面105的下降段圓弧正對；

所述下殼體7通過快拆螺母8將進出料組件6與送料盤組件4緊固，使兩者的上下接觸面緊密配合；送料盤組件與進出料口組件之間的配合間隙通過O型密封圈密封連接。

本發提供的漿料精密擠出系統，一方面可以保證漿料成型的高精度，高致密性要求，另一方面滿足了打印不同漿料產品包括陶瓷、奶油、巧克力的兼容性，只需將設計尺寸進行改進，整體結構原理可以保持不變，從而真正實現方案的多功用性。

附圖說明

圖1為擠出機構整體結構圖

a為擠出機構關鍵部件分布圖

圖中標號說明：1凸輪盤；2柱塞桿2；3復位簧片3；4送料盤組件；5螺釘；6進出料組件；7下殼體7；8快拆螺母

b為傳動軸組件外形圖

圖中標號說明：9傳動軸組件

圖2為凸輪盤結構示意圖

a為凸輪盤仰視圖

圖中標號說明：101過孔；102銷孔；103銷孔；104過孔；

b為下端面特征圖

圖中標號說明：105下端環形表面

圖3為送料盤組件示意圖

a為送料盤組件外形圖

圖中標號說明：401壓板；402送料盤；403導向槽；404鍵槽

b為送料盤組件剖視圖

圖中標號說明：405O型密封圈；406O型密封圈；407O型密封圈；408儲料孔

圖4為進出料組件示意圖

a為送料盤組件俯視圖

圖中標號說明：601出料口；602進料口

b為送料盤組件剖視圖

圖中標號說明：603噴頭；604供料口接頭

圖5為傳動軸組件示意圖

圖中標號說明：901上殼體；902軸；903半圓鍵；904銷軸；

具體實施方式

本發明提供的多功用漿料精密擠出系統，包括：凸輪盤1、柱塞桿2、復位簧片3、送料盤組件4、螺釘5、進出料組件6、下殼體7、快拆螺母8、傳動軸組件9。

參見圖5，所述凸輪盤1特殊面朝下水平安裝在傳動軸組件9底端，擠出系統工作過程中凸輪盤1是固定不動的。參見圖3，所述柱塞桿2安裝在送料盤組件4的儲料孔408中。復位簧片3安裝在送料盤組件4上表面的導向槽403中。在復位簧片3的壓力作用下，柱塞桿2頂端與凸輪盤1始終接觸，且為點接觸。所述送料盤組件4與進出料組件6水平安裝在凸輪盤1正下方，送料盤組件4在上，進出料組件6在下，兩者緊貼在一起，使送料盤組件4可以相對進出料組件6轉動。所述進出料組件6上開有進料口和出料口。出料口正下方安裝噴頭603。

參見圖2，所述凸輪盤1下端環狀表面105進行精密加工，表面光滑且有一定的傾斜變化規律:cd段為35度角所對應的圓弧，圓弧Z向高度隨角度改變而上升，總上升量為2mm，ab段為60度角所對應的圓弧，圓弧Z向高度隨角度改變而下降，總下降量為2mm，其余各段為水平圓弧段。這種變化規律與柱塞桿2的運動規律相對應。凸輪盤上開有過孔101104，主要作用是通過螺釘將凸輪盤固定在上殼體901上，銷孔102、103主要作用是將凸輪盤1定位。參見圖5，凸輪盤1通過銷軸904定位在傳動軸組件下，并用螺釘將其與上殼體901固定。使凸輪盤的上升段cd與下降段ab分別于進出料組件上的進料孔602與出料孔601對正。

參見圖1、圖2、圖3，所述柱塞桿2在復位簧片3的作用下，上端始終頂在凸輪盤1下端環狀表面105上。在柱塞桿2隨送料盤402旋轉過程中，柱塞桿2會在凸輪盤1下端環狀表面105壓力的作用下，做規律性上下移動。

參見圖3，所述送料盤組件4主要包括壓板401、送料盤402、O型密封圈405、406、407。所述壓板401主要作用為壓住O型密封圈405，壓板表面開有導向槽403，可以對復位簧片3起導向作用。所述O型密封圈406、407用于密封送料盤組件與進出料口組件之間的配合間隙，防止陶瓷漿料從配合間隙泄露。所述O型密封圈405用于密封柱塞桿與儲料孔之間的配合間隙，防止擠出過程中漿料泄露。

參見圖3和5，所述送料盤402的鍵槽404與軸902上半圓鍵903配合聯接，軸902通過傳動軸組件與步進電機相聯，由步進電機驅動送料盤402轉動。它與柱塞桿2，凸輪盤1均為擠出系統的核心部件。所述送料盤402上開有6個均勻分布的相同直徑大小的儲料孔408，每個儲料孔都對應有一個柱塞桿2。柱塞桿2與儲料孔間隙配合。柱塞桿2頂端為半球形，通過復位簧片3與送料盤相連接。在復位簧片3的作用下擠出桿始終頂在凸輪盤表面。復位簧片3放在送料盤組件4的導向槽內。柱塞桿2可在儲料孔內上下移動，當柱塞桿2移動至最低點處時，剛好柱塞桿2底面與送料盤402下端面平齊，當柱塞桿2上升至最高點時，儲料孔內形成空的容腔。

參見圖1，所述螺釘5作用是將送料盤組件4進行軸向緊固，同時使復位簧片3產生初始壓力，以便于柱塞桿頂端始終與凸輪盤1下端面保持接觸。

參見圖4，所述進出料組件6與送料盤組件4之間間隙配合安裝,上下接觸面緊密貼合。進出料組件內端面上開有進料口602和出料口601。所述進出料組件6在進料口601位置的側面安裝有供料口接頭604，氣泵通過該接頭向進料口內持續供料。在出料口602位置的正下方安裝有噴頭603。

所述噴頭603擠出成型段做成直徑為0.4mm的針管狀，長度L根據經驗公式來取。

所述下殼體7通過快拆螺母8將進出料組件6與送料盤組件4緊固，使兩者的上下接觸面緊密配合。

所述擠出方案實際上采用的是一種多活塞、多容腔連續性擠出方式。將儲料容腔離散化為若干小單位容腔儲料孔，通過控制柱塞桿2運動的連續性來實現出料的持續性。

步進電機安裝在機構上端，步進電機軸通過減速裝置直接與送料盤組件4相連接，步進電機轉動可直接驅動送料盤組件4。

所述進出料組件6的出料口601開成60度相鄰儲料孔之間的夾角圓弧所對應的凹槽，出口為開在凹槽中點位置的通孔。通孔處安裝擠出機構的噴頭603，噴頭603的擠出成型長度可根據經驗公式來定。

參考圖1，當步進電機帶動送料盤402轉動時，安裝在儲料孔中的柱塞桿2與送料盤402同步轉動。以其中一個儲料孔為例，當該儲料孔旋轉進入進料口602區域，相應的柱塞桿2隨凸輪盤上升段cd走勢下而向上移動，儲料孔料形成容腔，漿料進入儲料孔內，當儲料孔旋轉至進料孔602一側邊緣時，柱塞桿2上升至最高點，此時儲料孔充滿漿料。送料盤繼續旋轉，在進入出料口區域之前，柱塞桿2是保持當前狀態不變的。一旦該儲料孔進入出料口601區域時，柱塞桿2在凸輪盤下降段ab表面壓力作用下，開始向下移動，將漿料擠出；當旋轉至出料口601區域邊緣時，漿料被完全擠出，此時，該儲料孔相鄰的下一個儲料孔剛好進入出料口區域開始擠出漿料，其他儲料孔以此類推。這樣就實現了各柱塞桿擠出動作的銜接性，保證了漿料的連續性擠出。

機構若要增大或減小漿料的擠出速度，則只需增大或減小步進電機的轉速，送料盤402轉速便會相應的增大或減小，導致柱塞桿2軸向運動速度的增大或減小,從而使擠出速度增大或減小。

機構若要停止擠出漿料，則只需控制送料盤402反轉，使柱塞桿2回抽一定距離，即可中止漿料擠出動作。

在擠出系統開始工作時，可先讓送料盤402預工作一段時間，使出料口601和進料口602的凹槽內全部充滿漿料，這樣在正常工作時，便可實現漿料從噴頭擠出。

本發明涉及的是一種多功用漿料擠出系統的設計方法與設計原理，而不僅僅指的是一種具體的多功用漿料擠出機構。凡是依據本發明的技術原理所做的任何細微修改，等同替換和改進，均應包含在本發明技術方案的保護范圍之內。