CN104129167B - 3d打印机多色打印喷头装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种3D打印机多色打印喷头装置，主要包括喷头架、多个打印喷头，所述打印喷头包括出料器、熔料装置、出料孔、喷头滑动电机、喷头滑轨、喷头滑动同步带、刮料器，所述出料器内部包括压轮及其驱动电机。工作过程中，压轮压紧打印原料，通过转动摩擦力带动打印原料像熔料器中输送。喷头滑动电机及喷头滑动同步带将出料器、熔料装置和出料孔沿着斜置的喷头滑轨向斜上方或斜下方的移动，从而使得转动压轮与打印原料脱离或压紧，进而决定打印喷头内安装的打印原料的工作情况。刮料器的配备可以将停止工作的出料孔孔头余料挂掉并将孔头堵住避免余料自然流淌出来。装置中所有打印喷头安装在一个喷头架上，安装方便，可以任意增加不同颜色的打印喷头。

Description

3D打印机多色打印喷头装置

技术领域

本发明涉及一种3D打印机多色打印喷头装置，属于三维打印技术领域。

背景技术

3D打印机，是数字化增材技术经过几十年发展后的逐渐走向民用市场的技术成果。其推广不仅意味着科技的进步，更为工业制造概念增添了新的内涵，有着广阔的发展前景。3D打印机利用不同的材料打印立体模型，打印的原料种类繁多，例如塑料、橡胶等。在工作过程中，原料在喷头内以电加热的方式被加热到熔融状态，喷头按照一定的路径出丝，喷出的熔融状丝材黏结到工作台上，每加工完一层，工作台下降一层的高度，反复逐层沉积，直至完成一个3D模型的打印。现有的3D打印机基本是单色单电机单喷头，需要打印多色时就需要多台打印机互换或者更换物料，操作流程非常繁琐，于是就出现了双电机双喷头的双色3D打印机，一个电机对应一个喷头，但由于电机自身原理，双电机会导致震动，影响打印质量，同时由于双电机带动打印喷头的互换，打印的速度也会减慢。

专利：单电机双喷头3D打印机喷头机构，专利号201310422519.4，提供一种通过一个电机带动两个喷头就可以进行双色打印的单电机双喷头3D打印机喷头机构。此发明在机头架安装有电机，电机的电机轴上安装有主动齿轮，主动齿轮与左大齿轮、右大齿轮啮合，左大齿轮的左齿轮轴和右大齿轮的右齿轮轴固定在机头架上；在电机轴前端安装有三角架，三角架上安装有左惰轮和右惰轮，在左大齿轮上安装有左夹轮，在右大齿轮上安装有右夹轮，丝料经过右惰轮和右夹轮之间进入喷头上端的喉管内三角架底部和喷头顶部之间安装有支架。此发明为双色打印创造了良好条件，但是结构复杂，工艺繁琐，而且局限于双色打印，如果需要多色打印就同样需要两个或两个以上的专利中提及的单电机双喷头机构来完成，这样的话同样会面临多电机导致震动影响打印质量、多电机驱动打印喷头互换影响打印的速度的问题。另外，现有的多色打印装置更换喷头后物料会自然流淌出来，影响打印质量。

发明内容

本发明对现有技术所存在的问题，提出了一种3D打印机多色打印喷头装置。主要目的是，在一个机头架上安装多个打印喷头，每个打印喷头连接不同颜色的打印原料，工作过程中通过不同打印喷头的自动互换来完成多色打印，而且刮料器的设计可以有效的避免更换喷头后物料的自然流淌，提高打印质量。

本发明采取的技术方案为：一种3D打印机多色打印喷头装置，主要包括喷头架、多个打印喷头，所述打印喷头包括出料器、熔料装置、出料孔、出料器滑动电机、出料器滑轨、出料器滑动同步带、刮料器、连接件、工作平台，所述出料器、熔料装置用螺丝连接，并位于一条垂直轴上，出料孔位于熔料装置底端，出料器滑轨相对于出料器、熔料装置的垂直轴斜置，出料器安装在出料器滑轨上可自由上下滑动，同时通过连接件固定在出料器滑动同步带上，出料器滑动同步带由出料器滑动电机驱动；出料器滑动电机固定在工作平台上，通过信号线与控制器相连；出料器滑轨斜置，一头固定在喷头架上，一头连接工作平台。

所述刮料器为可以自由转动的金属刮片，一头与出料孔接触，一头通过转轴安装在工作平台上，并由拉紧弹簧向上拉紧。当打印喷头投入工作时，出料孔向斜下运动时，出料孔顶开刮料器投入工作；当打印喷头退出工作时，出料孔向斜上运动，刮料器将孔头的余料挂掉并将孔头堵住避免融化的余料流出。

所述出料器包括压轮及其驱动电机，工作过程中，压轮压紧打印原料，通过转动摩擦力带动打印原料像熔料器中输送，原料溶化后通过出料孔喷出。当需要换色时利用出料器滑动电机及出料器滑动同步带将出料器、熔料装置和出料头沿着斜置的出料器滑轨向斜上方移动，从而使得转动压轮与打印原料脱离，使得当前颜色的打印原料停止输送，停止当前颜色的打印工作。同时刮料器将孔头的余料刮掉并将孔头堵住避免融化的余料自然流淌出来。然后装有另一所需颜色的打印喷头启动相反的动作，出料器滑动电机及出料器滑动同步带将出料器、熔料装置和出料头沿着出料器滑轨向斜下方移动，从而使得出料器内的转动压轮与打印原料接触，带动所需颜色的打印原料向熔料器内输送，同时顶开刮料器，开始所需颜色的打印工作。至此，一次换色工作完成。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

本发明的一个效果在于，装置中所有打印喷头安装在一个喷头架上，喷头架与3D打印机原有位置驱动电机相连，安装方便，不存在多电机驱动导致的震动及多电机驱动打印喷头互换影响打印的速度的问题。

本发明的一个效果在于，装置中可以任意增加不同颜色的打印喷头。

本发明的一个效果在于，打印喷头中刮料器的配备可以将出料孔的余料挂掉并将针头堵住避免融化的余料自然流淌出来。

附图说明

图1是本发明中3D打印机多色打印喷头装置结构示意图；

图2是本发明中打印喷头结构示意图；

图3是本发明中出料器结构示意图；

图4是本发明中打印喷头在工作时的透视图；

图5是本发明中打印喷头在不工作时的透视图。

附图中，各标号所代表的部件：101、喷头架 102～104、打印喷头 105、控制器 106、信号线 201、出料器 202、出料器滑轨 203、出料器滑动电机 204、出料器滑动同步带 205、刮料器 206、熔料装置 207、出料孔 208、连接件 209、打印原料 210、工作平台 211、转轴 212、拉紧弹簧 301、压轮 302、压轮驱动电机 303、滑轨孔

具体实施方式

下面结合附图，以红黄蓝三色打印为例对本发明做进一步的介绍。

如图1所示为本发明的3D打印机三色打印喷头装置结构示意图，该装置由喷头架(101)、三个打印喷头(102、103、104)和控制器(105)组成。所述打印喷头(102、103、104)包括出料器(201)、相对于出料器(201)垂直轴斜置的出料器滑轨(202)、出料器滑动电机(203)、出料器滑动同步带(204)、刮料器(205)、熔料装置(206)、出料孔(207)、连接件(208)；所述出料器滑动电机(203)通过信号线(106)与控制器(105)相连；出料器(201)、熔料装置(206)、出料孔(207)用螺丝固定连接，出料器(201)安装在出料器滑轨(202)上可自由上下滑动，同时通过连接件(208)固定在出料器滑动同步带(204)上，出料器滑动同步带(204)由出料器滑动电机(203)驱动；所述刮料器(205)为可以自由转动的金属刮片，一头与出料孔(207)接触，一头通过转轴(211)安装在工作平台(210)上，并由拉紧弹簧(212)向上拉紧；所述出料器(201)内部包括压轮(301)及压轮驱动电机(302)，工作过程中，压轮(301)压紧打印原料(209)，通过转动摩擦力带动打印原料像向熔料器(206)中输送，原料溶化后通过出料孔(207)喷出。

工作过程中打印喷头(102)与红色打印原料相连，打印喷头(103)与黄色打印原料相连，打印喷头(104)与蓝色打印原料相连。

当需要由红色打印原料换为黄色打印原料时，工作步骤如下：

步骤1：控制器(105)通过信号线(106)发送退出工作信号给装有红色物料的打印喷头(102)中的出料器滑动电机(203)；

步骤2：出料器滑动电机(203)接收到退出工作信号后通过出料器滑动同步带(204)将出料器(201)、熔料装置(206)和出料孔(207)沿着斜置的出料器滑轨(202)向斜上方移动，从而使得转动压轮(301)与打印原料(209)脱离，使得红色的打印原料停止输送，停止红色打印原料打印工作。

步骤3：步骤2中打印喷头(102)的出料孔(207)向斜上方移动的同时带动刮料器(205)的转动，从而将出料孔(207)孔头的余料刮掉并将孔头堵住，避免融化的余料自然流淌出来。

步骤4：步骤2和步骤3进行的同时，控制器(105)通过信号线(106)发送投入工作信号给装有黄色物料的打印喷头(103)中的出料器滑动电机(203)，出料器滑动电机(203)接收到投入工作信号后通过出料器滑动同步带(204)将出料器(201)、熔料装置(206)和出料孔(207)沿着斜置的出料器滑轨(202)向斜下方移动，从而使得转动压轮(301)与打印原料(209)接触，带动所黄色打印原料向熔料器(206)内输送。

步骤5：步骤4中打印喷头(103)出料孔(207)向斜下方移动的同时将刮料器(205)顶开，开始黄色打印原料的打印工作。

至此，由红色打印原料换为黄色打印原料工作完成。

红、黄、蓝三色互换的工作步骤相同，只是退出工作的打印喷头和投入工作的打印喷头不同。

Claims (7)

1.一种3D打印机多色打印喷头装置，其特征在于，包括喷头架(101)、控制器(105)和打印喷头，所述打印喷头安装在喷头架(101)上，其中，

所述打印喷头个数为m个，m>2；

所述打印喷头包括出料器(201)、出料器滑轨(202)、与控制器(105)电连接的出料器滑动电机(203)、出料器滑动同步带(204)、刮料器(205)、熔料装置(206)、出料孔(207)、工作平台(210)，所述出料器(201)、熔料装置(206)用螺丝连接，并位于一条垂直轴上，出料孔(207)位于熔料装置(410)底端，出料器(201)固定在出料器滑动同步带(204)上，同时安装在出料器滑轨(202)上，出料器滑动同步带(204)由出料器滑动电机(203)驱动；

所述刮料器(205)一头安装在工作平台(210)上，另一头与出料孔(207)接触，可以自由转动。

2.如权利要求1所述的一种3D打印机多色打印喷头装置，其特征在于，所述m个打印喷头安装在一个喷头架(101)上。

3.如权利要求1所述的一种3D打印机多色打印喷头装置，其特征在于，所述刮料器(205)为金属刮片，与工作平台(210)通过活动轴(211)连接，并由拉紧弹簧(212)向上拉紧，打印喷头工作时，出料器(201)的动作带动熔料装置(206)将刮料器(205)顶开，出料孔(207)与刮料器剥离，融化的打印原料从出料孔(207)流出投入工作，非工作时，刮料器(205)将出料孔(207)孔头的余料刮掉并将孔头堵住。

4.如权利要求1所述的一种3D打印机多色打印喷头装置，其特征在于，所述出料器(201)内部包括压轮(301)及压轮驱动电机(302)，打印喷头工作时，压轮(301)压紧打印原料(209)，非工作时，压轮(301)与打印原料(209)脱离。

5.如权利要求1所述的一种3D打印机多色打印喷头装置，其特征在于，出料器滑动电机(203)固定在工作平台(210)上。

6.如权利要求1所述的一种3D打印机多色打印喷头装置，其特征在于，出料器滑轨(202)相对于出料器(201)、熔料装置(206)的垂直轴斜置。

7.如权利要求1所述的一种3D打印机多色打印喷头装置，其特征在于，出料器滑轨(202)一头固定在喷头架(101)上，一头连接工作平台(210)。