CN104890244A - 一种3d打印机用电动机挤出头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D打印机用电动机挤出头，包括罩壳和喷头底座，喷头底座上设有电机固定座，电机固定座上设有电动机，电动机转动连接有送丝轮，电动机上设有进丝机构基座，进丝机构基座上设有V型轴承座，进丝机构基座上设有V型轴承复位弹簧，V型轴承座上设有V型轴承压座，V型轴承压座上设有V型轴承，喷头底座上设有舵机固定架，舵机固定架上设有舵机，舵机上设有舵机摆杆，舵机摆杆上设有调平传感器。本发明改善送丝轮和V型轴承之间对丝料的夹紧力，提高送丝的稳定性；通过调平传感器调整Z轴平台处于水平位置，提高3D打印机加工精度和表面质量；能自动判断挤出头堵丝情况，保证送丝的正常工作。

Description

一种3D打印机用电动机挤出头

技术领域

本发明属于3D打印机结构设计技术领域，尤其涉及一种3D打印机用电动机挤出头。

背景技术

3D打印技术出现在20世纪80年代，又被称为“快速成型技术”，它是一种以数字模型文件为基础，运用可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术常在模型制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件，其最大的优点在于无需机械加工或磨具，就能直接从计算机设计出的图形数据中通过软件切片经过3D打印机打印出任何物体，从而极大地缩短产品的研发周期，提高生产率和降低生产成本。3D打印技术，根据其成型方法的不同，可以分为立体光刻、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融层积制造等。其基本工作原理都是叠层制造，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，最终形成三维制件。

FDM熔融层积成型技术是将丝状的热熔性材料加热融化，同时三维喷头在计算机的控制下，根据截面轮廓信息，将材料选择性地涂敷在工作台上，快速冷却形成一层截面。一层成型完成后，机器工作台下降一个高度(即分层厚度)，再成型下一层，直至形成整个实体造型。其成型材料种类多，成型件强度高、精度较高，可用于小塑料件。在整个加工过程中，出丝速度和出丝直径的均匀、稳定程度是决定3D打印机加工精度和表面质量的最重要的因素。

目前基于FDM熔融层积成型技术的3D打印机所采用的挤出机构，在工作时会遇到以下问题：(1)在整个打印过程中，因送丝轮打滑造成喷嘴不出丝或出丝断断续续；(2)平台会出现不水平，可能导致模型的第一层在一个位置非常牢固，在另一个位置却基本没粘上，甚至平台由低位置运动到高的位置会撞坏挤出机构；(3)当挤出机构发生堵塞时，送丝轮就会和丝料发生打滑。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种3D打印机用电动机挤出头，改善送丝轮和V型轴承之间对丝料的夹紧力，提高送丝的稳定性；通过调平传感器调整Z轴平台处于水平位置，提高3D打印机加工精度和表面质量；能自动判断挤出头堵丝情况，保证送丝的正常工作。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种3D打印机用电动机挤出头，包括罩壳和喷头底座，喷头底座上设有喷头底座盖板，罩壳上设有进丝口，进丝口传送有丝料，其特征在于：罩壳中固定连接有固定支架，喷头底座上设有电机固定座，电机固定座上设有电动机，电动机转动连接有送丝轮，电动机上设有进丝机构基座，进丝机构基座上设有V型轴承座，进丝机构基座上设有V型轴承复位弹簧，V型轴承复位弹簧连接V型轴承座，V型轴承座上设有V型轴承压座，V型轴承压座上设有V型轴承，电机固定座中设有散热器，散热器上设有连接杆，连接杆上设有加热块，加热块的上端设有加热器，加热块的下端设有喷嘴，固定支架上设有喷头PCB板，喷头PCB板上设有喷头控制排线，喷头控制排线连接有控制器，喷头底座上设有舵机固定架，舵机固定架上设有舵机，舵机上设有舵机摆杆，舵机摆杆上设有调平传感器，整个设备能够改善送丝轮和V型轴承之间对丝料的夹紧力，提高送丝的稳定性，又能调整Z轴平台处于水平位置，提高3D打印机加工精度和表面质量。

进一步，进丝口处设有丝料传感器，在丝料通过丝料传感器时，丝料传感器不动作，当丝料用完时，丝料不再经过丝料传感器，丝料传感器无法接收到丝料的信息，丝料传感器发出信号给控制器，控制器控制电动机停止工作。

进一步，V型轴承的端面上设有色片，喷头PCB板上设有丝料检测开关，丝料检测开关连接有检测色片转动传感器，检测色片转动传感器接收色片的信息，当喷嘴发生堵塞时，送丝轮就会和丝料发生打滑，V型轴承停止转动，检测色片转动传感器接收不到色片的信息，检测色片转动传感器发出信号给控制器，控制器通过喷头控制排线传输信号给丝料检测开关，从而停止送丝。

进一步，加热块上设有温度传感器，把丝料放入进丝口中，加热到预定温度时，电动机带动送丝轮转动，丝在送丝轮和V型轴承夹紧下开始送丝，丝料到加热块中融化后，通过喷嘴中被挤出，温度传感器能感受到加热块的温度并转化为信号，用于控制加热器中的温度。

进一步，固定支架上设有涡轮风扇，涡轮风扇主要对散热器进行散热以及加速打印所物件的冷却作用。

进一步，V型轴承压座上设有V型轴承固定轴，V型轴承固定轴上设有V型轴承，保证V型轴承的正常转动。

进一步，喷头底座上设有风嘴罩，风嘴罩中设有喷嘴，增加了美观性。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

(1)本发明中，电动机通过电机固定座的固定作用，牢固在喷头底座上，防止电动机出现的震动而导致送丝轮出现震动现象，进而增加了送丝轮送丝的稳定性，当丝料放入进丝口中，电动机带动送丝轮转动，丝料在送丝轮和V型轴承夹紧下开始送丝，根据丝料具体尺寸、材质硬度的情况，通过V型轴承复位弹簧的形变作用，调整V型轴承座上的V型轴承压座的位置，V型轴承配合送丝轮对丝料施加最适合的夹紧力，V型轴承复位弹簧起到夹紧的作用，送丝轮转动时能够可靠地将丝料挤入到喷嘴，改善送丝轮和V型轴承之间对丝料的夹紧力，在送丝的过程中，V型轴承复位弹簧起到对V型轴承座减震和复位作用，避免出现因送丝轮打滑造成喷嘴不出丝或出丝断断续续的现象，提高送丝的稳定性，同时降低对丝料的精度要求；

(2)本发明中在舵机上设置调平传感器，当需要调平时，舵机带动调平传感器转动，调平传感器到指定位置停下，Z轴平台开始上升到预定位置时停止，再将Z轴平台继续上升接触到调平传感器发出信号时停止，按照控制器提示操作，在Z轴平台上找到对应的三个调平点，进行调整Z轴平台，使得Z轴平台处于水平位置，提高3D打印机加工精度和表面质量；

(3)本发明在V型轴承的端面上设有色片，喷头PCB板上设有丝料检测开关，丝料检测开关连接有检测色片转动传感器，检测色片转动传感器接收色片的信息，当喷嘴发生堵塞时，送丝轮就会和丝料发生打滑，V型轴承停止转动，检测色片转动传感器接收不到色片的信息，检测色片转动传感器发出信号给控制器，控制器通过喷头控制排线传输信号给丝料检测开关，从而停止送丝；

(4)进丝口处设有丝料传感器，在丝料通过丝料传感器时，丝料传感器不动作，当丝料用完时，丝料不再经过丝料传感器，丝料传感器无法接收到丝料的信息，丝料传感器发出信号给控制器，控制器控制电动机停止工作。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种3D打印机用电动机挤出头的结构示意图；

图2为本发明中罩壳内部的结构示意图；

图3为本发明中V型轴承配合送丝轮时的结构示意图；

图4为本发明中调平传感器的结构示意图；

图5为本发明中加热块的结构示意图；

图6为本发明调平过程的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图6所示，为本发明一种3D打印机用电动机挤出头，包括罩壳1和喷头底座2，喷头底座2上设有喷头底座盖板3，增加了美观性。罩壳1上设有进丝口4，进丝口4传送有丝料。罩壳1中固定连接有固定支架5，固定支架5上设有涡轮风扇30，涡轮风扇30主要对散热器进行散热以及加速打印所物件的冷却作用。喷头底座2上设有电机固定座6，电机固定座6上设有电动机7，电动机7转动连接有送丝轮8。电动机7上设有进丝机构基座9，进丝机构基座9上设有V型轴承座13，进丝机构基座9上设有V型轴承复位弹簧14，V型轴承复位弹簧14连接V型轴承座13，V型轴承座13上设有V型轴承压座15，V型轴承压座15上设有V型轴承固定轴31，V型轴承固定轴31上设有V型轴承16，保证V型轴承16的正常转动。散热器29上设有连接杆10，连接杆10上设有加热块27，在加热块27上设有喷嘴11，喷头底座2上设有风嘴罩12，风嘴罩12中设有喷嘴11。固定支架5上设有喷头PCB板17，喷头PCB板17上设有喷头控制排线18，喷头控制排线18连接有控制器19。喷头底座2上设有舵机固定架20，舵机固定架20上设有舵机21，舵机21上设有舵机摆杆22，舵机摆杆22上设有调平传感器23。进丝口4处设有丝料传感器24，在丝料通过丝料传感器24时，丝料传感器24不动作，当丝料用完时，丝料不再经过丝料传感器24，丝料传感器24无法接收到丝料的信息，丝料传感器24发出信号给控制器19，控制器19控制电动机7停止工作。V型轴承16的端面上设有色片25，喷头PCB板17上设有丝料检测开关32，丝料检测开关32连接有检测色片转动传感器(图中未示出)，检测色片转动传感器接收色片25的信息，当喷嘴11发生堵塞时，送丝轮8就会和丝料发生打滑，V型轴承16停止转动，检测色片转动传感器接收不到色片25的信息，检测色片转动传感器发出信号给控制器19，控制器19通过喷头控制排线18传输信号给丝料检测开关32，从而停止送丝。连接杆10上设有加热块27，加热器26连接加热块27，加热块27上设有温度传感器28，把丝料放入进丝口4中，加热到预定温度时，电动机7带动送丝轮8转动，丝在送丝轮8和V型轴承16夹紧下开始送丝，丝料到加热块27中融化后，通过喷嘴11中被挤出，连接杆10上设有散热器29，散热器29设于加热器26的上方，散热器29起到散热的效果。

本发明中，电动机7通过电机固定座6的固定作用，牢固在喷头底座2上，防止电动机7出现的震动而导致送丝轮8出现震动现象，进而增加了送丝轮8送丝的稳定性，当丝料放入进丝口4中，电动机7带动送丝轮8转动，丝料在送丝轮8和V型轴承16夹紧下开始送丝，根据丝料具体尺寸、材质硬度的情况，通过V型轴承复位弹簧14的形变作用，调整V型轴承座13上的V型轴承压座15的位置，V型轴承16配合送丝轮8对丝料施加最适合的夹紧力，V型轴承复位弹簧14起到夹紧的作用，送丝轮8转动时能够可靠地将丝料挤入到喷嘴11，改善送丝轮8和V型轴承16之间对丝料的夹紧力，在送丝的过程中，V型轴承复位弹簧14起到对V型轴承座13减震和复位作用，避免出现因送丝轮8打滑造成喷嘴11不出丝或出丝断断续续的现象，提高送丝的稳定性，同时降低对丝料的精度要求；同时本发明中在舵机21上设置调平传感器23，当需要调平时，舵机21带动调平传感器23转动，调平传感器23到指定位置停下，这时调平传感器23竖直向下，Z轴平台33开始上升到预定位置时停止，再将Z轴平台33继续上升接触到调平传感器23发出信号时停止，按照控制器19提示操作，在Z轴平台33上找到对应的三个调平点，进行调整Z轴平台33，使得Z轴平台33处于水平位置，调平后，舵机21逆向转动，将调平传感器23收起来，调平传感器23回到起始位置，这样提高了3D打印机加工精度和表面质量。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种3D打印机用电动机挤出头，包括罩壳和喷头底座，所述喷头底座上设有喷头底座盖板，所述罩壳上设有进丝口，所述进丝口传送有丝料，其特征在于：所述罩壳中固定连接有固定支架，所述喷头底座上设有电机固定座，所述电机固定座上设有电动机，所述电动机转动连接有送丝轮，所述电动机上设有进丝机构基座，所述进丝机构基座上设有V型轴承座，所述进丝机构基座上设有V型轴承复位弹簧，所述V型轴承复位弹簧连接所述V型轴承座，所述V型轴承座上设有V型轴承压座，所述V型轴承压座上设有V型轴承，所述电机固定座中设有散热器，所述散热器上设有连接杆，所述连接杆上设有加热块，所述加热块的上端设有加热器，所述加热块的下端设有喷嘴，所述固定支架上设有喷头PCB板，所述喷头PCB板上设有喷头控制排线，所述喷头控制排线连接有控制器，所述喷头底座上设有舵机固定架，所述舵机固定架上设有舵机，所述舵机上设有舵机摆杆，所述舵机摆杆上设有调平传感器。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印机用电动机挤出头，其特征在于：所述进丝口处设有丝料传感器。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印机用电动机挤出头，其特征在于：所述V型轴承的端面上设有色片，所述喷头PCB板上设有丝料检测开关，所述丝料检测开关连接有检测色片转动传感器，所述检测色片转动传感器接收所述色片的信息。

4.根据权利要求1所述的一种3D打印机用电动机挤出头，其特征在于：所述加热块上设有温度传感器。

5.根据权利要求1所述的一种3D打印机用电动机挤出头，其特征在于：所述固定支架上设有涡轮风扇。

6.根据权利要求1所述的一种3D打印机用电动机挤出头，其特征在于：所述V型轴承压座上设有V型轴承固定轴，所述V型轴承固定轴上设有所述V型轴承。

7.根据权利要求1所述的一种3D打印机用电动机挤出头，其特征在于：所述喷头底座上设有风嘴罩，所述风嘴罩中设有所述喷嘴。