技术领域
[0001] 本发明属于3D打印领域，具体的说是一种3D打印电加热平台及3D打印机。
相关背景技术
[0002] 3D 打印机在打印过程中，材料从喷嘴挤出后，需要在一个稳定的环境中冷却固化。加热平台可以提供一个均匀的温度场，保持打印平台的温度稳定，不仅可以使打印材料更好地附着在平台上，防止在打印过程中出现移位或脱落，还可以使材料在冷却过程中收缩更加均匀，减少翘曲和变形等问题，特别是对于ABS等对温度敏感的塑料增材，加热平台可以显著提高打印质量。
[0003] 现有的3D打印加热平台多采用电加热的方式，在实际使用中，为了确保打印材料能够很好地附着在平台上，在打印前需要对3D 打印机加热平台进行预热，以ABS为例，它在温度较低时容易出现翘曲现象，预热可以使打印平台达到一个合适的温度，减少材料因温度差导致的收缩和翘曲；当打印完成后，加热平台需要冷却，以方便用户取下打印成品，因此，电加热平台在打印过程中需要不断的进行预热和冷却，在此过程中，传统的电加热平台并没有对冷却时散发的热量进行回收利用，存在能源浪费的问题。
[0004] 为此，本发明提供一种3D打印电加热平台及3D打印机。
具体实施方式
[0021] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。实施例一
[0022] 如图1‑6所示，本发明实施例所述的一种3D打印电加热平台，包括支座1和平台主体2，所述平台主体2上设有电加热单元，还包括预热辅助机构3；所述预热辅助机构3包括：若干转动设在所述支座1上的储气室31，所述储气室31
为隔热室，所述储气室31的一侧设有开口311，所述开口311朝向所述平台主体2；活动插接在所述储气室31内的活塞件32，所述活塞件32上设有复位弹簧321，所述活塞件32内移后，所述储气室31内的气体经由所述开口311排出并吹送至所述平台主体2上；转动设在所述开口311处的转轴33；固接在所述转轴33上的隔热板34和导热板35，所述转轴33旋转后，通过所述隔热板34和所述导热板35中的一个将开口311封住。
[0023] 具体的，平台主体2安装在支座1的上方，平台主体2包括铝基板层和晶格玻璃层，电加热单元用于对铝基板层进行加热，电加热单元中包括温度检测装置，以使平台主体2保持温度稳定，其他能够实现3D打印过程中进行加热的结构也适用于平台主体2的制造；储气室31外侧整体采用隔热材料制成，储气室31的内部且位于出口和活塞件32之间填充有空气，转轴33与储气室31之间的连接处设有密封件，复位弹簧321的两端分别与活塞件32及储气室31连接，储气室31内部的气压变化与复位弹簧321的配合可带动活塞件32来回移动。
[0024] 以支座1上设有两组储气室31为例进行说明，初始状态如图1和图5所示，储气室31远离平台主体2，以便进行平台主体2的拆装和检修等工作；此时，储气室31中的开口311朝上，隔热板34将开口311完全堵住，保持储气室31的密封性，以阻止储气室31外部的热量进入储气室31内部，导热板35位于储气室31的内部，导热板35与开口311错开。
[0025] 在打印前，先启动电加热单元对平台主体2进行预热，以便打印材料能够很好地附着在平台主体2上，在打印过程中，平台主体2保持温度稳定，在此过程中，储气室31处于密封隔热的状态，储气室31不吸收打印过程中的热量，以免影响到预热和加热工作；打印结束后需要对平台进行冷却，以便取下打印成品，此时，关闭电加热单元，启动储气室31旋转，使得储气室31的开口311靠近平台主体2，旋转后的储气室31如图2所示，启动转轴33旋转，使得导热板35旋转至开口311位置处例如，在图5中，将转轴33顺时针旋转
90°，隔热板34和导热板35共同将开口311封住，储气室31的内部仍为密封状态，平台主体2冷却时散发的热量经由导热板35进入储气室31内，储气室31进行集热，储气室31内部的气体温度升高后压力升高，推动活塞件32外移（活塞件32向远离出口方向的移动为外移，反之为内移）；
待平台主体2冷却至设定温度后，从平台主体2上取走打印成品，在准备下一打印
工作之前，需要对平台进行预热，此时，启动电加热单元对平台主体2进行预热的同时，继续顺时针转动转轴33，使得导热板35的端部移动至储气室31的外侧，导热板35与开口311之间产生缝隙，储气室31内的热气经由缝隙向外喷出至平台主体2上，加速平台主体2的预热效率；储气室31内的热气被排出之后，复位弹簧321推动活塞件32内移复位，周围的低温空气经由缝隙自动进入储气室31内部，当然，也可通过外接进气管的方法向储气室31内补充低温气体；在预热好之后，将储气室31和转轴33回转至初始状态，如此循环，可重复使用。该加热平台在工作过程中，将冷却时散发的热量回收利用，对平台主体2进行预热和清理，不仅降低了预热时间，提高了预热效率，而且改善了热能被白白浪费的情况，降低了电加热单元的工作时长和能耗，节约了使用成本。
[0026] 保持平台主体2的清洁直接关系到3D打印质量，如果平台主体2的表面有污垢、灰尘或残留的打印材料，会影响打印材料与平台主体2之间的附着力，常规方法多使用毛刷来扫除平台主体2表面的杂质和松散的打印材料残留，操作费时费力，该加热平台在工作过程中，热气从储气室31内部喷出在平台主体2的表面上，在进行预热的同时，还可对平台主体2表面进行吹刷清理，起到自动清理平台主体2的作用，提高平台主体2的清洁度，无需人工操作，使用更方便。
[0027] 如图4‑6所示，所述隔热板34呈与所述转轴33同心的圆弧状，所述导热板35呈平板状，所述隔热板34与所述导热板35之间留有缺口。
[0028] 具体的，隔热板34与导热板35整体呈T型状，转轴33旋转过程中，隔热板34与开口311接触的部分始终处于封住状态，在图5中，隔热板34的下方且位于导热板35左右两侧为缺口，通过设置缺口，使得储气室31内的气体可以向外排出。
[0029] 如图1‑5所示，所述预热辅助机构3还包括：滑动设在所述支座1上的升降板36；固接在所述储气室31上的第一齿轮312，所述升降板36与所述第一齿轮312啮合连接。
[0030] 具体的，升降板36可上下移动，升降板36上设有与第一齿轮312啮合连接的齿段，支座1上设有用于控制升降板36上下移动的驱动杆，驱动杆可采用液压推杆或电动推杆等结构，驱动杆上设有自锁装置。升降板36上下移动后，通过齿段和第一齿轮312的配合带动储气室31来回旋转。
[0031] 如图1‑6所示，所述预热辅助机构3还包括：固接在所述转轴33上的第二齿轮331；固接在所述支座1上的弧形齿板37，所述弧形齿板37与所述储气室31同轴，所述储气室31旋转过程中，所述弧形齿板37与所述第二齿轮331接触后啮合传动，并带动所述转轴33旋转。
[0032] 具体的，转轴33的端部延伸至储气室31的外侧，第二齿轮331位于储气室31的外侧，弧形齿板37中靠近平台主体2的部分设有齿牙段，储气室31在平台主体2上方旋转时，弧形齿板37中的齿牙段与第二齿轮331接触啮合，从而带动转轴33旋转。
[0033] 如图1‑7所示，还包括清理机构4，所述清理机构4包括：滑动设在所述储气室31外侧的刮板41，所述储气室31旋转至所述平台主体2上方后，所述刮板41移动后对所述平台主体2的表面进行刮刷清理；伸缩杆42，所述伸缩杆42的两端分别与所述刮板41和所述储气室31连接；弹簧件43，所述弹簧件43的两端分别与所述刮板41和所述储气室31连接。
[0034] 具体的，刮板41优选为不伤及平台主体2的塑料材质，用于刮除残留在平台主体2表面较为顽固的打印材料。在预热过程中，储气室31旋转至靠近平台主体2后，刮板41位于平台主体2的上方，刮板41的底端与平台主体2的顶面对齐，刮板41向靠近平台主体2中心方向的移动为内移，反之为外移，如图2所示，向外拉动刮板41后，弹簧件43被压缩蓄能，松开刮板41后，弹簧件43释放能量推动刮板41快速移动，刮板41在弹簧件43的推动和惯性力作用下移动至平台主体2表面，对平台主体2进行刮刷清理，进一步提高平台主体2的清洁度。
[0035] 需要说明的是，储气室31的安装位置和数量，以及刮板41的移动行程、移动方式和移动先后顺序等，可根据具体情况进行选择，以满足刮板41移动后能够对平台主体2表面进行清理为准。
[0036] 如图1‑7所示，所述清理机构4还包括：滑动设在所述刮板41上的活动板44；转动设在所述活动板44上的从动件45，所述从动件45为单向旋转结构；固接在所述活塞件32上的拨板46，所述活塞件32外移后，通过所述拨板46单向推动所述拨板46移动，并带动所述刮板41远离所述平台主体2。
[0037] 具体的，从动件45的旋转处设有复位扭簧；活动板44的移动方向与刮板41的移动方向相垂直，在图4和图7中表现为：刮板41可上下移动，活动板44可横向移动。活塞件32往复移动的过程中，拨板46只与从动件45接触并带动活动板44和刮板41外移。
[0038] 如图4‑7所示，所述清理机构4还包括：设在所述刮板41上用于带动所述活动板44与所述拨板46对齐的顶推弹簧47；转动设在所述储气室31上的顶板48，所述顶板48为单向旋转结构，所述顶板48的端部设有用于推动所述活动板44移动的斜坡，所述活动板44移动后与所述拨板46错开。
[0039] 如图4‑7所示，所述活动板44的端部设有与所述顶板48对应的凸起，所述活动板44位于所述储气室31的外侧，所述活动板44与所述活塞件32错开分布。
[0040] 具体的，刮板41和活动板44在移动过程中，自身不与活塞件32直接接触，活动板44的一端设有凸起，另一端设有用于阻止从动件45的凸块。
[0041] 顶板48的旋转处设有复位扭簧。下面以图4为例进行说明，活动板44中上端凸起和下端凸块的长度不同，刮板41上下移动过程中，活动板44上端的凸起可与顶板48接触，活动板44下端的凸块始终不与顶板48接触；初始，拨板46位于从动件45的上方，活塞件32外移即下移后，带动从动件45和活动板44下移，进而带动刮板41下移，最终，活动板44移动至顶板48的下方；
在预热时，储气室31内部的热气向外排出后，储气室31内部压力变低，复位弹簧
321推动活塞件32上移，活塞件32内移后，刮板41也内移，刮板41内移后，活动板44上端的凸起与顶板48接触后，顶板48推动活动板44移动，使得活动板44中的从动件45与拨板46分开，失去了拨板46的束缚，弹簧件43推动刮板41快速移动，由于活塞件32受储气室31内部压力的影响，其内移速度较慢于刮板41的移动速度，因此，在储气室31内部的气体完全排出之前，刮板41已经与平台主体2接触，从而实现刮板41刮擦清理的同时，喷出的气流进行吹刷清理的功能，可使得刮板41刮掉的杂质也被吹走，自动清洁的效果更好。
实施例二
[0042] 如图8所示，对比实施例一，其中本发明的另一种实施方式为：一种3D打印机，该3D打印机采用了上述所述的一种3D打印电加热平台，包括机架5和3D打印电加热平台，所述机架5上活动设有3D打印头6，所述3D打印头6位于所述平台主体2的上方。
[0043] 具体的，3D打印电加热平台通过螺丝、夹子等方式固定在机架5上，3D打印头6外接料仓，料仓内放置有打印材料，机架5上设有用于控制3D打印头6运动的控制系统。
[0044] 如图8所示，所述平台主体2可拆卸的安装在所述支座1上。
[0045] 具体的，当储气室31远离平台主体2后，可对平台主体2进行拆装和更换，从而适用于不同类型的打印工作。
[0046] 工作原理：在进行3D打印前，先启动电加热单元对平台主体2进行预热，以便打印材料能够很好地附着在平台主体2上，在打印过程中，平台主体2保持温度稳定，在此过程中，储气室31处于密封隔热的状态，储气室31不吸收打印过程中的热量，以免影响到预热和加热工作；打印结束后需要对平台进行冷却，以便取下打印成品，此时，关闭电加热单元，启动升降板36下移，升降板36下移后带动储气室31旋转，使得储气室31的开口311靠近平台主体2，旋转后的储气室31如图2所示；储气室31旋转至水平位置处时，弧形齿板37中的齿牙段与第二齿轮331接触啮合，从而带动转轴33旋转，使得导热板35旋转至开口311位置处；然后，平台主体2冷却时散发的热量经由导热板35进入储气室31内，储气室31进行集热，储气室31内部的气体温度升高后压力升高，推动活塞件32外移；
活塞件32外移过程中，通过拨板46与从动件45的配合带动刮板41外移，在此过程
中，弹簧件43被压缩；
待平台主体2冷却至设定温度后，从平台主体2上取走打印成品，在准备下一打印
工作之前，需要对平台进行预热，此时，启动电加热单元对平台主体2进行预热的同时，继续下移升降板36，升降板36带动储气室31继续旋转，第二齿轮331与弧形齿板37中的齿牙段继续啮合，转轴33继续旋转，使得导热板35的端部移动至储气室31的外侧，导热板35与开口
311之间产生缝隙，储气室31内的热气经由缝隙向外喷出至平台主体2上，加速平台主体2的预热效率，同时，热气流对平台主体2表面进行吹刷清理；
储气室31内的热气排出后，储气室31内部的热气向外排出后，储气室31内部压力
变低，复位弹簧321推动活塞件32内移，刮板41也内移，刮板41内移后，顶板48与活动板44端的凸起接触后推动活动板44移动，使得活动板44中的从动件45与拨板46分开，失去了拨板
46的束缚，弹簧件43推动刮板41快速移动，刮板41在弹簧件43的推动和惯性力作用下移动至平台主体2表面，对平台主体2进行刮刷清理，由于活塞件32受储气室31内部压力的影响，其内移速度较慢于刮板41的移动速度，因此，在储气室31内部的气体完全排出之前，刮板41已经与平台主体2接触，从而实现刮擦清理和吹刷清理同时进行的功能，可使得刮板41刮掉的杂质也被吹走，自动清洁的效果更好；
储气室31内部的热气排出之后，周围的低温空气经由缝隙自动进入储气室31内
部，完成自动补充；
将升降板36上移复位，带动储气室31和转轴33回转至初始状态，如此循环，可重复使用。该加热平台在工作过程中，将冷却时散发的热量回收利用，对平台主体2进行预热和清理，不仅降低了预热时间，提高了预热效率，而且改善了热能被白白浪费的情况，降低了电加热单元的工作时长和能耗，节约了使用成本，同时，只需控制升降板36的移动，即可完成预热和清理等工作，省去了设置多组电气驱动系统的麻烦，自动化程度高，适用于流水线生产。
[0047] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
