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申请/专利权人：衡阳凯新特种材料科技有限公司

摘要：本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种工程陶瓷3D打印装置，使用了熔融挤出式3D打印机和定量给料机构，并使用预先造粒的颗粒状陶瓷物料作为耗材；进行3D打印时，挤出螺杆每转动一定角度，定量给料机构向挤出筒输入定量的耗材，且挤出螺杆每转动一定角度的标定挤出量大于或等于挤出螺杆每转动一定角度时定量给料机构向挤出筒输入的耗材量，本发明能够在耗材尺寸精度低的情况下，保障连续打印作业下挤出量的一致性和受控性，大幅度提高产品打印精度，减少后期人工二次修坯的工作量，提高产品的质量和成品率，尤其适用于外形和结构复杂且精度要求高的结构件。

主权项：1.一种工程陶瓷3D打印装置，包括使用预制颗粒状或粉末状耗材完成打印的熔融挤出式3D打印机，所述3D打印机包括X、Y、Z三轴运动系统，还包括高精度进料系统，所述高精度进料系统包括进料机构（1）、挤出机构（2）以及压力控制机构（3），其特征在于，所述进料机构（1）和所述挤出机构（2）使用两台不同的同步电机进行驱动，所述两台不同的同步电机以及所述压力控制机构（3）同时受到所述挤出机构（2）的脉冲信号控制，所述进料机构（1）用于高精度给料，所述挤出机构（2）用于高可靠性挤出，所述压力控制机构（3）用于保证打印状态切换时挤出机构（2）内部压力应对的高可控性，所述进料机构（1）、所述挤出机构（2）和所述压力控制机构（3）共同协作完成高精密度3D打印作业；所述挤出机构（2）包括挤出筒（21）、挤出螺杆（22）以及驱动所述挤出螺杆（22）转动的挤出同步电机（23），所述挤出筒（21）竖直配置，上端连接进料机构（1），所述挤出螺杆（22）一端嵌入所述挤出筒（21），另一端通过联轴器与挤出同步电机（23）连接，所述挤出筒（21）的下端设置挤出口（24），通过螺纹连接连接有可拆卸式挤出针（25）；所述进料机构（1）包括料仓（11）、给料同步电机（12）、转子计量装置（13）及均匀下料装置（14）；所述转子计量装置（13）自上而下依次装配有进料挡板（131）、计量转子（132）、出料挡板（133）和均匀出料装置（134），所述进料挡板（131）配置于所述料仓（11）底部，所述出料挡板（133）设置于计量转子（132）下方，进料挡板（131）上设置有进料孔（131A），出料挡板（133）上设置有出料孔（133A），所述出料挡板（133）与所述挤出机构（2）之间设置有均匀下料装置（134）；所述进料挡板（131）和料仓（11）之间以及所述进料挡板（131）和所述计量转子（132）之间分别通过密封件（351）和密封件（352）密封连接，所述计量转子（132）下端通过密封件（353）密封连接出料挡板（133），所述出料挡板（133）设置在挤出筒（21）上端且通过密封件（354）与所述均匀下料装置（134）密封连接；所述计量转子（132）中心部分设置有中轴孔（132B），外壁围绕中轴孔设置多个容积相同的半闭合腔室（132A），所述挤出螺杆（22）穿过中轴孔（132B）且与该中轴孔（132B）密封配合，所述进料挡板（131）上设有至少一个进料孔（131A），在所述计量转子（132）转动的过程中所述进料挡板（131）与所述计量转子（132）紧密对接，同时，所述半闭合腔室（132）能够与所述进料孔（131A）无障碍连通；所述挤出螺杆（21）自上而下依次穿过所述进料挡板（131）、所述计量转子（132）及所述出料挡板（133）中央的中轴孔（131B、132B、133B）并与上述中轴孔紧密配合，所述出料挡板（133）上的出料孔（133A）与所述进料挡板（131）上的进料孔（131A）在轴向方向的投影保持完全不重叠，当所述计量转子（132）上的半闭合腔室（132A）转动到所述出料挡板的出料孔（133A）正上方时，所述半闭合腔室（132A）在出料挡板（133）上的投影能够完全落入所述出料孔（133A）的范围内；所述进料挡板（131）为能完全覆盖所述计量转子（132）的全覆盖挡板，或者是不完全覆盖所述计量转子（132）的局部挡板，当采用局部挡板结构时，所述局部挡板的面积不小于全部覆盖所述出料孔（133A）的面积，且局部挡板的覆盖区域位于所述出料孔（133A）正上方，能够完全包括单个半闭合腔室（132A）区域的同时，也能够完全包括所述出料孔（133A）所涵盖的区域，从而避免颗粒状或粉末状耗材不受控地直接沿进料孔（131A）——半闭合腔室（132A）——出料孔（133A）通道以泄漏的方式进入挤出机构（2）；所述均匀出料装置（134）由匀料仓（134A）和推料桨（134B）组成，所述匀料仓（134A）为围绕所述挤出螺杆（21）配置的V型环状槽，所述匀料仓（134A）置于所述出料孔（133A）的正下方，接收由所述出料孔（133）释放的耗材；所述匀料仓（134A）内配置有以挤出螺杆（21）为轴心辐射对称排布的不止一个推料桨（134B），所述推料桨（134B）随着挤出螺杆（21）或计量转子（132）一起转动，推动V型槽内各处的耗材平均分布；所述计量转子（132）的半闭合腔室（132A）内配置有容量调节装置（132C），所述容量调节装置（132C）为通过紧固螺纹、磁吸或卡扣连接安装于所述半闭合腔室（132A）内的数个容量调节销，所述容量调节销通过占用腔室内空间的方式以实现所述半闭合腔室（132A）的可用容积调节，可用容积的调节范围为10~100%；所述计量转子（132）外侧配置有传动装置（132D），通过传动装置（132D）与给料同步电机（12）动力连接，所述给料同步电机（12）与所述挤出同步电机（24）同时接收所述挤出机构（2）驱动信号的控制并运转，并通过各自的驱动器设置不同细分的方式得到合适转速比，同时实现高精度给料和高可靠挤出。

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