CN104369380A - 一种打印头及设有该打印头的打印机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及打印机技术领域，尤其涉及一种打印头及设有该打印头的打印机。该打印头包括分体设置的芯体和加热总成；所述加热总成与芯体为可拆卸连接，所述芯体在加热总成的加热下控制输出液态打印耗材。该打印头可方便更换芯体，从而实现单头多种精度的打印模式，其操作方便简洁；而且，该打印头还可解决现有技术中由于碳化原因堵塞打印喷嘴而不易维护的问题；由于芯体具有可更换的特性，其后期维护可以采用邮寄的方式，从而大幅节约成本；同时，为芯体的升级换代也提供了有利条件。

Description

一种打印头及设有该打印头的打印机
技术领域
本发明涉及打印机技术领域，尤其涉及一种打印头及设有该打印头的打印机。
背景技术
目前，热熔堆积型(英文简称为FDM，英文全称为Fused DepositionManufacture)三维打印机发展及其迅速，产生出很多不同形式的打印头，但是大体上来说都是从同一种结构演化出来的。
如图1-2所示，现有FDM三维打印机的打印头基本上由四个部分组成：打印喷嘴14、加热部17、隔热部16和固定端(夹头15和法兰23)。该打印头的打印喷嘴14与导料管11连通，并通过固定端、隔热部16与加热部17一体连接，该打印头的工作原理为：打印耗材(塑料线性卷材)沿导料管11被压入打印头，经过加热部17被加热到液态流体状态，然后从打印头的喷嘴11挤出。然而，这一标准的打印头虽然从技术实用性角度上来说基本成熟，但是还有很多不尽人意的地方。
由于受限于打印头喷嘴的安装形式，导致喷嘴不易被更换，因此一个打印头总成只能对应一个输出精度，无法实现单头多精度打印；而且，目前主流的打印耗材为ABS、PLA、PP和PS等，皆属于塑料家族成员，其典型物理性质为在高温的情况下容易液化和被挤出，但是在长时间高温情况下残存于打印头内的塑料容易碳化，导致打印头喷嘴出现堵塞的情况。对于这种情况下只有两种措施：一是清理打印头，但是其工序非常复杂；二是更换新的打印头总成，显然这两种措施均存在相应的弊端；此外，加热棒和温感器的安装孔采取水平方向设置，即，与材料进入方向垂直，这样会造成打印头体积过大，而且加热棒和温感器信号线在布置时会呈90度弯折，容易断裂；同时，耐高温送料管由于长时间处于高温情况也会出现碳化变黑现象，需要定期更换。而且更换时需要将替换的新送料管一直插到打印头尖端，一般非技术人员并不容易操作成功，操作繁琐。
因此，针对以上不足，需要一种可方便更换打印头芯体，实现多种打印精度，且易于养护的打印头及设有该打印头的打印机。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供了一种打印头及设有该打印头的打印机，该打印头能够方便更换打印头芯体，实现多种打印精度，且易于养护。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种打印头，包括分体设置的芯体和加热总成；所述加热总成与芯体为可拆卸连接，所述芯体在加热总成的加热下控制输出液态打印耗材。
其中，所述加热总成包括加热体和第一隔热管，所述加热体连接于第一隔热管的下端，并在加热体与第一隔热管的内部形成容纳所述芯体的管腔，所述芯体可拆卸地穿设在所述管腔内。
其中，所述第一隔热管通过法兰与芯体连接。
其中，所述第一隔热管外间隔设有多个隔热凸环。
其中，所述芯体包括导料管、第二隔热管、导热管和喷嘴；所述第二隔热管与导热管均套设在导料管外，且第二隔热管位于导热管的上方；所述导热管与加热体接触连接，用于将加热体的热量传递至所述导料管；所述导料管通过喷嘴输出所述液态打印耗材。
其中，所述喷嘴伸出所述加热体，且与导料管的一端连通。
其中，在所述加热体长度方向上设置有安装孔，所述安装孔内设有用于发热的加热棒。
其中，所述加热棒连接有温感器，所述温感器用于控制加热棒的发热温度。
其中，所述导料管与第二隔热管之间通过夹头固定。
本发明还提供一种打印机，包括所述的打印头。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明打印头的芯体可拆卸地安装在加热总成内，使得方便更换打印头芯体，实现单头多种精度的打印模式，其操作方便简洁，可不需要专业人员的协助即可进行；而且，该打印头的设计有效解决了现有技术中由于碳化原因堵塞打印喷嘴而不易维护的问题，如果发现堵塞现象，只需要及时更换芯体即可；由于芯体具有可更换的特性，后期维护可以采用邮寄的方式，从而大幅节约成本；同时，对芯体的升级换代还提供了有利条件。
附图说明
图1为现有打印头的剖视图；
图2为现有打印头的断面图；
图3为本发明实施例打印头的剖视图；
图4为本发明实施例打印头的立体图；
图5为本发明实施例打印头的断面图；
图6为本发明实施例打印头的侧视图；
图7为本发明实施例芯体的剖视图；
图8为本发明实施例加热总成的剖视图。
其中，1：芯体；2：加热总成；11：导料管；12：第二隔热管；13：导热管；14：喷嘴；15：夹头；16：隔热部；17：加热部；21：加热体；22：第一隔热管；23：法兰；211：安装孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；除非另有说明，“缺口状”的含义为除截面平齐外的形状。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图3-6所示，本实施例提供一种打印头，包括分体设置的芯体1和加热总成2；芯体1可拆卸地安装在加热总成2内，两者可分可合，互不干扰；芯体1内装有打印耗材(ABS、PLA、PP和PS等)，且在加热总成2的加热下控制输出液态的打印耗材。将加热总成2与芯体1之间设为分体式，目的就是创造可以通过替换芯体1而改变打印头精度的条件，实现单头多种精度的打印模式。可见，采用可替换的芯体1可解决现有打印头设计的诸多不足。
本实施例中芯体1和加热总成2的形状和尺寸可根据打印机的需要进行灵活调整。以其中一种优选方式进行说明：
如图8所示，加热总成2包括加热体21和第一隔热管22，加热体21连接于第一隔热管22的下端，并在加热体21与第一隔热管22的内部形成容纳芯体1的管腔，利于芯体1插入或拔出管腔。同时，加热体21用于产生热量，以将芯体1内的打印耗材加热至液态；第一隔热管22用于阻止热量传递，以免造成结构上的破坏。
相应地，如图7所示，芯体1包括导料管11、第二隔热管12、导热管13和喷嘴14；第二隔热管12与导热管13均套设在导料管11外，且第二隔热管12位于导热管13的上方；第二隔热管12与导热管13的连接部位位于第一隔热管22的范畴，而且，导热管13与加热体21接触连接，用于将加热体21的热量传递至导料管11；导料管11通过喷嘴14输出液态打印耗材。
其中，喷嘴14可采用不同的口径，从而实现不同精度的切换。而且，喷嘴14伸出加热体21，且与导料管11的一端连通。
值得说明的是，对于芯体1与加热总成2之间的连接方式并不局限于某种特定形式，只要满足可拆卸式即可。可通过法兰23连接，例如：第二隔热管12通过法兰23与第一隔热管22连接；当然，也可通过其它方式连接，例如卡扣式等。
优选地，第一隔热管22外间隔设有多个隔热凸环，利于阻隔热量的传递。通过第一隔热管22与第二隔热管12的有效配合，可实现阻止热量传递至法兰23，避免结构的破坏。
进一步地，在加热体21长度方向，(即，垂直方向)上设置有安装孔211，安装孔211内设有用于发热的加热棒。加热棒连接有温感器，温感器用于控制加热棒的发热温度。这种安装方式能够缩小整个打印头的体积，并且加热棒电缆及温感信号线不会出现被折弯90度的情况，所以使电器的性能更好，更安全。
当然，导料管11与第二隔热管12之间可通过夹头15固定，实现装置的稳定性。
此外，本发明还提供一种打印机，其包括上述涉及的打印头，可将该打印头安装在驱动机构上，实现三维打印作业。
综上所述，本发明打印头的芯体可拆卸地安装在加热总成内，使得方便更换打印头芯体，实现单头多种精度的打印模式，其操作方便简洁，可不需要专业人员的协助即可进行；而且，该打印头的设计有效解决了现有技术中由于碳化原因堵塞打印喷嘴而不易维护的问题，如果发现堵塞现象，只需要及时更换芯体即可；由于芯体具有可更换的特性，后期维护可以采用邮寄的方式，从而大幅节约成本；同时，对芯体的升级换代还提供了有利条件。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种打印头，其特征在于，包括分体设置的芯体(1)和加热总成(2)；所述加热总成(2)与芯体(1)为可拆卸连接，所述芯体(1)在加热总成(2)的加热下控制输出液态打印耗材。
2.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于，所述加热总成(2)包括加热体(21)和第一隔热管(22)，所述加热体(21)连接于第一隔热管(22)的下端，并在加热体(21)与第一隔热管(22)的内部形成容纳所述芯体(1)的管腔，所述芯体(1)可拆卸地穿设在所述管腔内。
3.根据权利要求2所述的打印头，其特征在于，所述第一隔热管(22)通过法兰(23)与芯体(1)连接。
4.根据权利要求3所述的打印头，其特征在于，所述第一隔热管(22)外间隔设有多个隔热凸环。
5.根据权利要求2所述的打印头，其特征在于，所述芯体(1)包括导料管(11)、第二隔热管(12)、导热管(13)和喷嘴(14)；所述第二隔热管(12)与导热管(13)均套设在导料管(11)外，且第二隔热管(12)位于导热管(13)的上方；所述导热管(13)与加热体(21)接触连接，用于将加热体(21)的热量传递至所述导料管(11)；所述导料管(11)通过喷嘴(14)输出所述液态打印耗材。
6.根据权利要求5所述的打印头，其特征在于，所述喷嘴(14)伸出所述加热体(21)，且与导料管(11)的一端连通。
7.根据权利要求6所述的打印头，其特征在于，在所述加热体(21)长度方向上设置有安装孔(211)，所述安装孔(211)内设有用于发热的加热棒。
8.根据权利要求7所述的打印头，其特征在于，所述加热棒连接有温感器，所述温感器用于控制加热棒的发热温度。
9.根据权利要求5所述的打印头，其特征在于，所述导料管(11)与第二隔热管(12)之间通过夹头(15)固定。
10.一种打印机，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的打印头。
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