CN104760278B - 打印头模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种打印头模块，其包括底座、锁固机构及打印头。底座包括容置槽及支撑架。锁固机构设置在底座上，并包括压合件、抵扣件及弹性元件。压合件固设在支撑架。抵扣件枢接压合件使弹性元件承靠在压合件及抵扣件之间。抵扣件具有至少一第一卡合部。打印头可拆卸地设置在容置槽内并包括至少一第二卡合部。第一卡合部与对应的第二卡合部卡合，使弹性元件受压迫而提供抵扣件远离压合件的弹性回复力而将打印头拘束在抵扣件与底座之间。

Description

打印头模块
技术领域
本发明是有关于一种打印头模块，且特别是有关于一种可拆卸的打印头模块。
背景技术
随着计算机辅助制造（Computer-Aided Manufacturing,简称CAM）的进步，制造业发展了立体打印技术，能很迅速的将设计原始构想制造出来。立体打印技术实际上是一系列快速原型成型（Rapid Prototyping,简称RP）技术的统称，其基本原理都是叠层制造，由快速原型机在X-Y平面内通过扫描形式形成工件的截面形状，而在Z坐标间断地作层面厚度的位移，最终形成立体物体。立体打印技术能无限制几何形状，而且越复杂的零件越显示RP技术的卓越性，还可大大地节省人力与加工时间，在时间最短的要求下，将3D计算机辅助设计（Computer-Aided Design,简称CAD）软件所设计的数字立体模型真实地呈现出来，不但摸得到，也可真实地感受得到它的几何曲线，还可以试验零件的装配性、甚至进行可能的功能试验。
然而，目前利用上述快速成型法形成立体物品的立体打印装置，其打印头通常是直接固设在适于沿着滑轨滑动的底座上，使打印头可沿着滑轨来回滑动以喷涂热熔性材料在立体打印装置的基座上。然而，如此配置，由于打印头是固设在可滑动的底座上，导致打印头较难甚至无法独立拆卸，因而难以对打印头进行清洗、更换或维修。因此，目前的立体打印设备在维护上仍旧十分地不便，更耗费人力资源。
发明内容
本发明提供一种打印头模块，其打印头可轻易与底座拆装。
本发明的一种打印头模块，适于在基座的承载面上成型立体物件。打印头模块包括底座、锁固机构及打印头。底座包括容置槽及支撑架。锁固机构设置在底座上，并包括压合件、抵扣件及弹性元件。压合件固设在支撐架上。抵扣件枢接压合件使弹性元件承靠在压合件及抵扣件之间。抵扣件具有至少一第一卡合部以及第一进料口，且压合件具有与第一进料口对应的第二进料口。打印头可拆卸地设置在容置槽内并包括至少一第二卡合部。第一卡合部与对应的第二卡合部相互嵌合，弹性元件受压迫而提供抵扣件远离压合件的弹性回复力而将打印头拘束在抵扣件与底座之间。
在本发明的一实施例中，上述的第一卡合部包括凸柱，面向容置槽。第二卡合部包括凹口，对应设置在打印头的顶面。
在本发明的一实施例中，上述的压合件还包括至少一卡合口。抵扣件还包括至少一卡勾。卡勾穿过卡合口以与卡合口卡合，以使压合件及抵扣件彼此连接。
在本发明的一实施例中，上述的打印头还包括出料喷嘴。底座还包括进料管，对应出料喷嘴设置，以将热熔性材料经由进料管传送至出料喷嘴。
在本发明的一实施例中，上述的打印头模块还包括加热单元，耦接打印头并经配置以加热出料喷嘴内的热熔性材料，以将热熔性材料熔融成熔融基材而由出料喷嘴挤出。
在本发明的一实施例中，上述的打印头模块还包括风扇，设置在打印头上，风扇的出风面朝向进料管。
在本发明的一实施例中，上述的打印头模块还包括承靠件，设置在风扇与打印头之间，以使出风面与进料管的轴向之间夹锐角。
在本发明的一实施例中，上述的打印头模块还包括散热块，连接风扇设置。
在本发明的一实施例中，上述的打印头模块还包括马达，耦接底座，以驱动底座沿着滑轨滑动。
在本发明的一实施例中，上述的底座还包括多个滑动贯孔。滑轨穿过滑动贯孔，使底座适于沿着滑轨滑动。
在本发明的一实施例中，上述的打印头的顶面还包括第三进料口。第三进料口分别对应第一进料口及第二进料口。
基于上述，本发明的打印头模块通过设置在其底座上的锁固机构与打印头的卡合部相互结构配合，使打印头在放置在底座的容置槽内时，锁固机构可与打印头的卡合部彼此卡合，以将打印头固定在底座上，且此卡合关系可轻易脱离。如此，本发明的打印头模块可在对其打印头进行清洗、更换或维修时，轻易地将打印头拆卸及组装，进而增加打印头模块的维护以及使用上的便利度。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是依照本发明的一实施例的一种打印头模块应用在立体打印装置的示意图；
图2是依照本发明的一实施例的一种打印头模块的侧视示意图；
图3是依照本发明的一实施例的一种打印头模块的构件分解示意图；
图4是依照本发明的一实施例的一种打印头模块的部分构件分解示意图；
图5是依照本发明的一实施例的一种打印头模块的局部放大示意图；
图6是依照本发明的一实施例的一种打印头的部分构件示意图；
图7是依照本发明的一实施例的一种打印头模块的风扇与散热块的组装示意图；
图8是依照本发明的一实施例的一种打印头模块的打印头与散热块的组装示意图。
附图标记说明：
10：立体打印装置；
20：立体物件；
100：打印头模块；
110：底座；
111：支撑架；
111a：定位口；
111b：固定部；
112：容置槽；
114：滑动贯孔；
116：进料管；
118：馈料模块；
120：锁固机构；
122：压合件；
122a：卡合口；
122b：第一进料口；
122c：第二卡勾；
124：抵扣件；
124a：第一卡合部；
124b：第一卡勾；
124c：枢接部；
124d：第二进料口；
126：弹性元件；
130：打印头；
131：第三进料口；
132：第二卡合部；
134：顶面；
136：温度感测元件；
138：外壳；
139：出料喷嘴；
140：马达；
150：加热单元；
160：风扇；
162：出风面；
170：散热块；
180：承靠件；
200：基座；
210：承载面；
300：滑轨；
A1：轴向；
F1：弹性回复力；
R1：枢转方向。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的各实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本发明。并且，在下列各实施例中，相同或相似的元件将采用相同或相似的标号。
图1是依照本发明的一实施例的一种打印头模块应用在立体打印装置的示意图。请参照图1，本实施例的打印头模块100适于应用在立体打印装置10，此立体打印装置10可例如依据数字立体模型打印出立体物件20。立体打印装置10可包括本实施例的打印头模块100、基座200以及滑轨300。基座200如图1所示具有承载面210，用以承载打印头模块100所提供的热熔性材料。滑轨300设置在基座200上方。在本实施例中，滑轨300的延伸方向平行于承载面210，打印头模块100经配置以沿着滑轨300来回滑动，而基座200也可例如平行且相对于打印头模块100移动。
详细而言，立体打印装置10还可包括控制单元，其耦接打印头模块100并用以读取与处理数字立体模型。数字立体模型可为数字立体图像文件，其例如由电脑主机通过计算机辅助设计（computer-aided design,简称CAD）或动画建模软件等建构而成。控制单元可依据此数字立体模型控制打印头模块100沿着滑轨300移动，而打印头模块100则可在移动的过程中将热熔性材料逐层成型在承载面210上而堆叠形成立体物件20。
图2是依照本发明的一实施例的一种打印头模块的侧视示意图。图3是依照本发明的一实施例的一种打印头模块的构件分解示意图。请同时参照图2以及图3，在本实施例中，打印头模块100包括底座110、锁固机构120及打印头130。底座110包括容置槽112以及支撑架111，且底座110滑动设置在如图1所示的滑轨300上。在本实施例中，底座110的底部包括多个滑动贯孔114，套设在滑轨300上，也即，滑轨300穿过滑动贯孔114而使底座110能沿着滑轨300来回滑动。在本实施例中，打印头模块100还可包括马达140，耦接底座110，以驱动底座110沿着滑轨300滑动。在本实施例中，立体打印装置10的控制单元可依据数字立体模型控制马达140驱动底座110沿着滑轨300滑动，进而控制整个打印头模块100的移动。
承上述，打印头130通过锁固机构120可拆卸地设置在容置槽112内，而锁固机构120则设置在底座110上，并包括压合件122、抵扣件124及弹性元件126。压合件122固设在支撑架111上，并位于容置槽112上方。在本实施例中，支撑架111如图3所示包括定位口111a以及固定部111b。压合件122包括第二卡勾122c，其穿过支撑架111的定位口111a与之卡合，以将压合件122固设在支撑架111上。抵扣件124枢接压合件122以沿枢转方向R1相对压合件122旋转。详细而言，抵扣件124还可如图3所示包括枢接部124c，其套设在压合件122的枢转轴上，以使抵扣件124适于沿枢转方向R1相对压合件122旋转。弹性元件126承靠在压合件122及抵扣件124之间。打印头130可拆卸地设置在容置槽112内。
图4是依照本发明的一实施例的一种打印头模块的部分构件分解示意图。请参照图3以及图4，详细而言，抵扣件124如图4所示具有至少一第一卡合部124a以及第一进料口122b，而压合件122具有与第一进料口122b对应且彼此连通的第二进料口124d，以供热熔性材料通过而馈入打印头130，打印头130则包括与第一卡合部124a对应的至少一第二卡合部132以及位于打印头130的顶面的第三进料口131。第三进料口131分别对应第一进料口122b及第二进料口124d，以使热熔性材料可分别通过进料口122b、124d以及131而顺畅地馈入打印头130内。当打印头130欲设置在容置槽112内时，使用者可先将抵扣件124往上提，使抵扣件124朝压合件122旋转，此时，设置在压合件122以及抵扣件124之间的弹性元件126受压迫而对抵扣件124提供远离压合件122的弹性回复力F1。使用者将打印头130设置在容置槽112内后即可松开对抵扣件124的拉提，此时，抵扣件124承受弹性元件126所提供的弹性回复力F1而往远离压合件122的方向弹回原位，以使抵扣件124的第一卡合部124a与打印头130的第二卡合部132卡合而将打印头130拘束在抵扣件124与底座110之间。
同样地，当打印头130欲自底座110上脱离时，使用者仅需再将抵扣件124往上提，使抵扣件124朝压合件122旋转，第一卡合部124a即可与第二卡合部132彼此分离而使打印头130脱离与底座110之间的结构干涉，使用者即可轻易地将打印头130自底座110上拆卸下来。在本实施例中，第一卡合部124a可为凸柱，其面向容置槽112。第二卡合部132则可为与凸柱相互嵌合的凹口，对应设置在打印头130的顶面134。此外，打印头130还可如图4所示包括外壳138，而第二卡合部132以及第三进料口131即设置在外壳138的顶面134上。详细而言，压合件122还包括至少一卡合口122a。抵扣件124还包括至少一第一卡勾124b。第一卡勾124b穿过卡合口122a而与卡合口122a形成结构干涉，以使压合件122及抵扣件124彼此连接。
如此配置，当打印头130设置在容置槽112内时，抵扣件124的第一卡合部124a与打印头130的第二卡合部132卡合，而将打印头130固定在底座110上，而当使用者欲将打印头130自底座110脱离时，只需对抵扣件124往靠近压合件122的方向拉提，第一卡合部124a即可与第二卡合部132分离而使打印头130脱离与底座110之间的结构干涉，使用者即可轻易地将打印头130自底座110上拆卸下来。
图5是依照本发明的一实施例的一种打印头模块的局部放大示意图。图6是依照本发明的一实施例的一种打印头的部分构件示意图。请同时参照图5以及图6，在本实施例中，打印头130还包括出料喷嘴139。底座110还包括进料管116以及馈料模块118。馈料模块118位于进料管116与出料喷嘴139之间，用以传送热熔性材料至出料喷嘴139。进料管116设置在支撑架111的固定部111b上，并分别对应进料口122b、124d、131及出料喷嘴139。当打印头130设置在容置槽112内时，出料喷嘴139对应进料管116的设置位置，以通过馈料模块118将前述的热熔性材料经由进料管116传送至出料喷嘴139。此外，打印头模块100还可包括加热单元150。热熔性材料可为固态线材，其可经由进料管116传送至出料喷嘴139。加热单元150可对传送至出料喷嘴139的热熔性材料进行加热，使热熔性材料呈现熔融状态而形成熔融基材，并经由打印头130挤出而逐层由下往上堆叠在承载面210上，以形成多个熔融基材层，熔融基材层彼此堆叠而形成如图1所示的立体物件20。在本实施例中，热熔性材料可例如为聚乳酸（Polylactic Acid,简称PLA）或ABS树脂（Acrylonitrile Butadiene Styrene,简称ABS）等热熔性高分子材料。
在本实施例中，打印头模块100还可如图3所示包括风扇160，设置在打印头130上，风扇160的出风面朝向进料管116，此出风面可例如平行于进料管116的轴向。此外，在本发明的另一实施例中，打印头模块100还可如图5所示包括承靠件180，承靠在风扇160与打印头130之间，以使风扇160的出风面162如图2以及图5所示与进料管116的轴向A1之间夹锐角，以使风扇160所提供的冷却气流可朝出料喷嘴139传送，以避免出料喷嘴139的温度过高而使其内的热熔性材料太快软化熔融。
除此之外，打印头130还可包括温度感测元件136，耦接出料喷嘴139，以感测出料喷嘴139的温度。在本实施例中，立体打印装置10的控制单元可通过温度感测元件136以获得出料喷嘴139的温度，并据以控制出料喷嘴139的温度在特定范围内。在此须说明的是，出料喷嘴139的温度可控制在实质上高于热熔性材料的熔点温度，以将热熔性材料熔融成熔融基材。
图7是依照本发明的一实施例的一种打印头模块的风扇与散热块的组装示意图。图8是依照本发明的一实施例的一种打印头模块的打印头与散热块的组装示意图。请同时参照图7以及图8，除上述的配置外，打印头模块100还可包括散热块170，以进一步对进料管116进行散热。散热块170连接风扇160设置，且风扇160所提供冷却气流可朝散热块170传送，以帮助散热块进行散热。在本实施例中，风扇160可如图7所示具有多个插销，其分别与打印头130的外壳138以及散热块170卡合，以固定打印头130、散热块170以及风扇160三者间的连接关系。
综上所述，本发明的打印头模块通过设置在其底座上的锁固机构与打印头的卡合部相互结构配合，使打印头在放置在底座的容置槽内时，锁固机构可与打印头的卡合部彼此卡合，以将打印头固定在底座上，且此卡合关系可轻易脱离。如此，本发明的打印头模块可在对其打印头进行清洗、更换或维修时，轻易地将打印头拆卸及组装，进而增加打印头模块的维护以及使用上的便利度。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种打印头模块，其特征在于，该打印头模块包括：
底座，包括容置槽及支撑架；
锁固机构，设置在该底座上，该锁固机构包括压合件、抵扣件以及弹性元件，该压合件固设在该支撑架上，该抵扣件枢接该压合件，使该弹性元件承靠在该压合件与该抵扣件之间，该抵扣件具有至少一第一卡合部以及第一进料口，且该压合件具有与该第一进料口对应的第二进料口；以及
打印头，可拆卸地设置在该容置槽内，该打印头包括至少一第二卡合部，该第一卡合部与该第二卡合部相互嵌合，使该弹性元件受压迫而提供该抵扣件远离该压合件的弹性回复力而将该打印头拘束在该抵扣件与该底座之间。
2.根据权利要求1所述的打印头模块，其特征在于，该第一卡合部包括凸柱，面向该容置槽，该第二卡合部包括凹口，对应设置在该打印头的顶面。
3.根据权利要求1所述的打印头模块，其特征在于，该压合件还包括至少一卡合口，该抵扣件还包括至少一卡勾，该卡勾穿过该卡合口以与该卡合口卡合，以使该压合件及该抵扣件彼此连接。
4.根据权利要求1所述的打印头模块，其特征在于，该打印头还包括出料喷嘴，该底座还包括进料管，对应该出料喷嘴设置，以将热熔性材料经由该进料管传送至该出料喷嘴。
5.根据权利要求4所述的打印头模块，其特征在于，该打印头模块还包括：
加热单元，耦接该打印头并经配置以加热该出料喷嘴内的该热熔性材料，以将该热熔性材料熔融成熔融基材而由该出料喷嘴挤出。
6.根据权利要求4所述的打印头模块，其特征在于，还包括风扇，设置在该打印头上，该风扇的出风面朝向该进料管。
7.根据权利要求6所述的打印头模块，其特征在于，还包括承靠件，设置在该风扇与该打印头之间，以使该出风面与该进料管的轴向之间夹锐角。
8.根据权利要求6所述的打印头模块，其特征在于，还包括散热块，连接该风扇设置。
9.根据权利要求1所述的打印头模块，其特征在于，该底座还包括多个滑动贯孔，滑轨穿过所述多个滑动贯孔，使该底座适于沿着该滑轨滑动。
10.根据权利要求9所述的打印头模块，其特征在于，还包括马达，耦接该底座，以驱动该底座沿着该滑轨滑动。
11.根据权利要求1所述的打印头模块，其特征在于，该打印头的顶面还包括第三进料口，该第三进料口分别对应该第一进料口及该第二进料口。
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