[0001] 本发明涉及3D打印机技术领域，特别是一种保温与冷却装置和3D打印机。

[0002] 在3D打印的过程中，丝材在冷却阶段极易出现收缩和变形的现象，为了确保成型质量，精确控制成型空间的温度显得尤为重要。在传统的平面3D打印技术中，通常会采用机箱内腔的全面保温措施来保持温度的稳定。与平面3D打印技术相比，曲面3D打印技术的设备结构引入了平台旋转的两个额外自由度，这使得五轴打印设备的运动空间变得更加广阔。

[0003] 五轴打印设备通常在机箱的顶部设有喷嘴组件，包括喷嘴驱动装置和喷嘴本体，喷嘴驱动装置驱动喷嘴主体做三轴运动；机箱底部设有转台组件，包括转台驱动装置和转台本体，转台驱动装置带动转台本体沿X轴和Z轴旋转。由于五轴打印设备的运动和控制系统比传统的3D打印设备更为复杂，对安装空间有更大的需求，相应地需要保温的空间也加大了，导致机箱整体加热需要较长的等待时间，影响生产效率。此外，在机箱整体加热的环境中运作时，高温环境可能会导致运动装置中的润滑、传感等部件的性能下降，从而影响整个设备的稳定性和打印质量。

[0025] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，以上对实施例描述中所需要使用的附图作了简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

[0026] 以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

[0027] 在3D打印的过程中，丝材在冷却阶段极易出现收缩和变形的现象，为了确保成型质量，精确控制成型空间的温度显得尤为重要。在传统的平面3D打印技术中，通常会采用机箱内腔的全面保温措施来保持温度的稳定。与平面3D打印技术相比，曲面3D打印技术的设备结构引入了平台旋转的两个额外自由度，这使得五轴打印设备的运动空间变得更加广阔。

[0028] 五轴打印设备通常在机箱的顶部设有喷嘴组件，包括喷嘴驱动装置和喷嘴本体，喷嘴驱动装置驱动喷嘴主体做三轴运动；机箱底部设有转台组件，包括转台驱动装置和转台本体，转台驱动装置带动转台本体沿X轴和Z轴旋转。由于五轴打印设备的运动和控制系统比传统的3D打印设备更为复杂，对安装空间有更大的需求，相应地需要保温的空间也加大了，导致机箱整体加热需要较长的等待时间，影响生产效率。此外，在机箱整体加热的环境中运作时，高温环境可能会导致运动装置中的润滑、传感等部件的性能下降，从而影响整个设备的稳定性和打印质量。

[0029] 为此，一种保温与冷却装置，参照图1～图5，其包括底座1、箱体2、热风机3、转台隔热罩4、喷嘴隔热罩5和散热装置6，所述箱体2设置在所述底座1上，所述箱体2内部具有安装空间，所述喷嘴隔热罩5和所述转台隔热罩4均设置在所述安装空间内，以使其分割所述安装空间形成用于安设转台组件的第一安装空间201、用于加热打印的第二安装空间202和用于安设喷嘴组件的第三安装空间203，所述热风机3的输出端连通所述第二安装空间202，所述热风机3用于对第二安装空间202进行加热，所述散热装置6与所述第一安装空间201相连通，所述散热装置6用于对第一安装空间201进行散热。

[0030] 转台隔热罩4和喷嘴隔热罩5能够适应转台和喷嘴在复杂运动状态下的密封需求，确保了运动系统的稳定性和可靠性。通过将箱体2的安装空间分割成三个独立的空间，将运动系统隔离在热区之外，可以显著减少热量对运动系统的影响，从而提高设备的整体性能和使用寿命，此外，还具有压缩加热空间体积的优势，通过减少需要加热的空间体积，可以显著节省加热所需的能源消耗。同时，较小的加热空间也意味着腔体温度达到打印所需温度的时间会缩短，从而减少了打印过程中的等待时间，提高了打印效率。

[0031] 在使用时，将底座1安放在合适的位置，底座1的作用是调整并确保打印平台的水平设置，以保证打印质量；将箱体2安装在底座1之上，喷嘴组件位于箱体2的上方，喷嘴组件通过箱体2顶部的第三开孔进入第三安装空间203内部，喷嘴组件中的喷嘴主体安装在第二安装空间202内部，喷嘴主体与第二密封板502固定连接，喷嘴组件中的喷嘴驱动装置通过喷嘴安装孔与喷嘴主体连接；第二风琴罩501与箱体2的内顶面牢固连接，第二密封板502与第二风琴罩501共同作用，将箱体2内部空间进行有效分隔，从而将加热区域与喷嘴驱动装置隔离；转台组件安装于箱体2的下方，转台组件通过箱体2底部的第二开孔进入第一安装空间201内部，转台组件中的转台主体安装在第二安装空间202内部，转台主体与第一密封板402固定连接，转台组件中的转台驱动装置通过转台安装孔与转台主体连接；第一风琴罩401与箱体2的内底面牢固连接，第一密封板402与第一风琴罩401共同作用，将箱体2内部空间进行有效分隔，从而将加热区域与转台驱动装置隔离；热风机3安装在箱体2的一侧，所述热风机3的输出端连通所述第二安装空间202，所述热风机3用于对第二安装空间202进行加热，所述散热装置6与所述第一安装空间201相连通，所述散热装置6用于对第一安装空间
201进行散热。

[0032] 在进行3D打印的过程中，温度的稳定性直接影响到打印材料的熔融和固化过程，从而决定了最终打印件的质量和精度。因而，在一种实施方式中，保温与冷却装置还包括门板7，所述箱体2的正面设有第三开孔，所述门板7用于开启或关闭所述第三开孔，所述门板7上设有观察窗701。第三开孔用于取放物品，门板7确保第三开孔在不使用时能够保持良好的密封性能，也能有效防止外界空气和污染物进入箱体2内部，从而保持箱体2内部环境的稳定，此外，门板7上的观察窗701能使用户能够在不打开门板7的情况下查看箱体2内部情况，减少了不必要的温度波动和能源消耗。

[0033] 打印操作需要在特定的安装平台上进行，以确保设备能够正确识别并执行打印任务。因而，在一种实施方式中，所述转台隔热罩4包括第一风琴罩401和第一密封板402，所述第一密封板402用于安装转台组件中的转台本体，所述第一风琴罩401沿竖直方向设置，所述第一风琴罩401的一端与所述第一密封板402固定连接，所述第一风琴罩401的另一端与所述箱体2的内底面固定连接，所述第一风琴罩401围成第一通道，所述第一密封板402、所述第一通道和所述箱体2的底板围成所述第一安装空间201，所述箱体2的底部设有连通所述第一安装空间201的第二开孔，以使转台组件中的转台驱动装置安装到所述第一安装空间201内，所述第一密封板402上设有转台安装孔，所述转台安装孔连通所述第一安装空间201和所述第二安装空间202，以使第一安装空间201中的转台驱动装置与安装在所述第二安装空间202中的转台本体连接。提高了转台隔热罩4的整体稳定性和可靠性，确保了转台在运行过程中的精确度和稳定性，通过有效的密封设计，隔离了外界的热量和灰尘，保护了转台驱动装置，延长了其使用寿命，优化了转台驱动装置的安装环境，提高了其运行效率和可靠性，从而提升了整个设备的性能表现，第一风琴罩401能够在转台进行两轴运动时，根据运动的需要而相应地改变其形状，确保风琴罩在运动过程中不会对密封性能产生负面影响，从而保持了系统的整体密封效果，不仅提高了设备的隔热性能，还确保了其在动态运动中的可靠性和稳定性。

[0034] 连接部位可能会出现热量泄漏的情况。因而，在一种实施方式中，所述转台隔热罩4还包括第一密封圈403和第二密封圈404，所述第一密封圈403设置在第一风琴罩401与所述第一密封板402之间，所述第二密封圈404设置在第一风琴罩401与所述箱体2之间，所述第一密封圈403和所述第二密封圈404用于防止所述第二安装空间202中的热气通过安装缝隙渗透到所述第一安装空间201中。第一密封圈403确保第一风琴罩401与第一密封板402之间的密封，有效防止热量通过这一间隙传递，第二密封圈404确保第一风琴罩401与箱体2之间的密封，进一步加强了转台隔热罩4的整体密封性能。通过双重密封提升了转台隔热罩4的密封性能和隔热效果。

[0035] 为了避免热量对喷嘴性能的影响，应确保喷嘴远离热源，避免高温环境对喷嘴材料和喷射效果产生不利影响。因而，在一种实施方式中，所述转台隔热罩4包括第一风琴罩401和第一密封板402，所述第一密封板402用于安装转台组件中的转台本体，所述第一风琴罩401沿竖直方向设置，所述第一风琴罩401的一端与所述第一密封板402固定连接，所述第一风琴罩401的另一端与所述箱体2的内底面固定连接，所述第一风琴罩401围成第一通道，所述第一密封板402、所述第一通道和所述箱体2的底板围成所述第一安装空间201，所述箱体2的底部设有连通所述第一安装空间201的第二开孔，以使转台组件中的转台驱动装置安装到所述第一安装空间201内，所述第一密封板402上设有转台安装孔，所述转台安装孔连通所述第一安装空间201和所述第二安装空间202，以使第一安装空间201中的转台驱动装置与安装在所述第二安装空间202中的转台本体连接。第二密封板502确保了圆锥形风琴罩和喷嘴连接的紧密性和密封性，第二风琴罩501避免了热空气对喷嘴上部挤丝机构的影响，从而提高了挤丝过程的稳定性和产品的质量，喷嘴在高温环境下能够更加稳定地工作，减少了因热空气干扰而产生的故障和不良品，从而提高了整个生产线的效率和可靠性。

[0036] 喷嘴在进行工作时，需要进行一系列复杂的三轴运动，从而实现复杂几何结构的打印。因而，在一种实施方式中，所述第二风琴罩501呈圆锥形，所述第二风琴罩501的宽度自所述第二风琴罩501的底部往所述第二风琴罩501的顶部逐渐增加。第二风琴罩501能够起到主要的隔热作用，在喷嘴进行三轴运动时，圆锥形的可压缩结构可以相应地发生变化，而不会对密封性能产生任何负面影响。这种设计不仅提高了设备的隔热效果，还确保了在动态运动过程中保持良好的密封性能，从而提升了整体设备的稳定性和可靠性。

[0037] 热量泄漏会对设备的正常运行产生负面影响，高温可能会导致设备内部的电子元件和机械部件过早老化，甚至损坏，从而降低设备的可靠性和稳定性。因而，在一种实施方式中，所述喷嘴隔热罩5还包括第三密封圈503和第四密封圈504，所述第三密封圈503设置在第二风琴罩501与所述第二密封板502之间，所述第四密封圈504设置在第二风琴罩501与所述箱体2之间，所述第三密封圈503和所述第四密封圈504用于防止所述第二安装空间202中的热气通过安装缝隙渗透到所述第三安装空间203中。第三密封圈503确保第二风琴罩501与所述第二密封板502之间的密封，有效防止了热量通过这一路径传播，第四密封圈504确保第二风琴罩501与所述箱体2的密封，加入进一步加强了第二风琴罩501与箱体2之间的密封效果，使得整个系统的热效率更高，从而提高了设备的运行效率和安全性。

[0038] 密封不严和转台热传导产生的热量会对转台驱动装置的运行产生负面影响。因而，在一种实施方式中，所述散热装置6包括进风管602和出风管603，所述箱体2的底面设有进风口和出风口，所述进风管602的一端与外部空间相连接，所述进风管602的另一端通过所述进风口与所述第一安装空间201相连通，所述出风管603的一端通过所述出风口与所述第一安装空间201相连通，所述出风管603的另一端连通外部空间。通过进风管602和出风管603的协同工作，外部空间的空气能够通过进风管602进入第一安装空间201，带走设备运行过程中产生的热量。同时，热空气通过出风管603迅速排出，避免了热量在设备内部的积聚，从而有效防止设备过热。

[0039] 优选的，所述进风管602和所述出风管603的内部安装有风机605。风机可以加速空气在管道内的流通速度，从而有效地提升整体散热系统的散热效果。通过风机的运转，空气可以更快地被吸入并排出，确保了设备内部的热量能够迅速被带走，从而维持设备在最佳的工作温度下运行。

[0040] 优选的，所述散热装置6包括进水管(相当于上述的进风管602)、出水管(相当于上述的出风管602)和盘管604，所述盘管604布置在所述转台驱动装置的一侧，所述盘管的一端与进水管连接，所述盘管的另一端与出水管连接，冷水从进水管进入第一安装空间201，再流入盘管，盘管带走转台驱动装置表面的热量，热水通过出水管排出。

[0041] 一种3D打印机，包括如上述任一项所述的保温与冷却装置，以及喷嘴组件和转台组件，所述喷嘴组件包括喷嘴驱动装置和喷嘴本体，所述转台组件包括转台驱动装置和转台本体。

[0042] 通过压缩加热空间减少在打印过程中等待腔体温度达到理想状态所需的时间，提高了整体的打印效率，还确保了打印质量的稳定性；冷却装置确保了整个打印过程的顺利进行，减少了因温度过高或不稳定导致的设备停机时间；保温与冷却装置不仅优化了打印过程，还显著提升了生产效率和产品质量。以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，
熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。