CN105538715A - 高温打印喷头及应用其的3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高温打印喷头及应用其的3D打印设备，涉及3D打印技术领域，以解决现有的高温打印喷头容易导致原料受热不均匀，从而造成打印原料温差波动大而使其变性，进而影响3D打印机的打印质量和打印效果的问题。本发明所述的高温打印喷头，包括：喷头壳体、加热筒和料筒；其中，加热筒设置在喷头壳体内；加热筒包括导热筒、以及均匀分布在导热筒外壁的加热棒，料筒设置在加热筒内，且料筒的外壁与加热筒的内壁紧密贴合。本发明主要应用于3D打印设备的生产制造中。

Description

高温打印喷头及应用其的3D打印设备

技术领域

本发明涉及3D打印机技术领域，尤其是涉及一种高温打印喷头及应用其的3D打印设备。

背景技术

3D打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体；3D打印机的原理是把数据和原料(例如特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料)放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。

其中，由于根据原料的性质不同，需要的打印条件也有所不同，例如打印条件可分为高温或低温等，因此3D打印机的打印喷头也可分为高温打印喷头或低温打印喷头；具体地，高温打印喷头能够提高原料温度、低温打印喷头能够降低原料温度。现有技术中的高温打印碰头，通常采用的是单点加热方式，即只在高温打印喷头的一个位置点处具有加热功能，使用时需要通过高温打印喷头内部结构的导热性能将热量由该加热点传导至内部各个位置，以实现对原料加热、提高原料温度的目的。

然而，本申请发明人发现现有的高温打印喷头中，由于是采用单点加热方式，因此容易导致原料受热不均匀，例如部分位点温度尚未达到要求、部分位点温度已超出要求，从而容易造成打印原料温差波动大而使其变性，进而影响3D打印机的打印质量和打印效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温打印喷头及应用其的3D打印设备，以解决现有的高温打印喷头容易导致原料受热不均匀，从而造成打印原料温差波动大而使其变性，进而影响3D打印机的打印质量和打印效果的问题。

本发明提供一种高温打印喷头，包括：喷头壳体；加热筒，所述加热筒设置在所述喷头壳体内；所述加热筒包括导热筒、以及均匀分布在所述导热筒外壁的加热棒；料筒，所述料筒设置在所述加热筒内，且所述料筒的外壁与所述加热筒的内壁紧密贴合。

实际应用时，所述高温打印喷头还包括：料筒压盖，所述料筒压盖设置在所述料筒的顶端，且所述料筒压盖与所述喷头壳体卡接；所述料筒压盖能够用于将所述料筒压紧在所述加热筒内；加热筒底盖，所述加热筒底盖设置在所述加热筒的底端；所述加热筒底盖能够用于将所述加热筒的热量传导至所述料筒的底端的喷料端头处。

其中，所述喷头壳体的侧壁上设有多个槽型孔，且所述槽型孔均匀分布。

具体地，所述加热筒底盖的内侧壁为楔形结构，所述楔形结构能够与所述喷料端头匹配以用于对所述料筒进行限位。

实际应用时，所述加热筒通过固定套组件架空固定在所述喷头壳体内部。

其中，所述固定套组件包括：锁紧套筒，所述锁紧套筒套设在所述加热筒外侧；上支撑板，所述上支撑板套设在所述加热筒外侧，且所述上支撑板的外侧壁与所述喷头壳体的内侧壁连接，所述上支撑板的底端与所述锁紧套筒的顶端连接；下支撑板，所述下支撑板套设在所述加热筒外侧，且所述下支撑板的外侧壁与所述喷头壳体的内侧壁连接，所述下支撑板的顶端与所述锁紧套筒的底端连接。

具体地，所述加热筒上设置有温度检测器。

进一步地，所述温度检测器为热电偶。

优选地，所述喷头壳体上设置有散热风扇。

相对于现有技术，本发明所述高温打印喷头的具有以下优势：

本发明提供的高温打印喷头中，包括：喷头壳体、加热筒和料筒；其中，加热筒设置在喷头壳体内；加热筒包括导热筒、以及均匀分布在导热筒外壁的加热棒，料筒设置在加热筒内，且料筒的外壁与加热筒的内壁紧密贴合。由此分析可知，使用本发明提供的高温打印喷头时，可以将打印原料盛装至料筒内，由于加热筒由导热筒、及均匀分布在其外壁的加热棒构成，因此加热棒的热量能够均匀分布至导热筒的各个位置，以保证加热筒的侧壁上能够产生均匀的热量，从而保证该热量能够均匀、快速地传递至与加热筒紧密贴合的料筒的各个位置，进而能够保证料筒内的原料受热均匀，有效避免打印原料温差波动大而使其变性，并有效提高3D打印机的打印质量和打印效果。

本发明还提供一种3D打印设备，所述3D打印设备中设置有如上述任一项所述的高温打印喷头。

所述3D打印设备与上述高温打印喷头与现有技术相比具有相同的有益效果，故在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1为本发明实施例提供的高温打印喷头的剖视结构示意图。

附图标记：

1-喷头壳体；2-加热筒；

21-导热筒；22-加热棒；

3-料筒；4-料筒压盖；

5-加热筒底盖；31-喷料端头；

6-固定套组件；61-锁紧套筒；

62-上支撑板；63-下支撑板；

7-温度检测器；8-散热风扇。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”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，可以是两个元件内部的连通。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。

图1为本发明实施例提供的高温打印喷头的剖视结构示意图。

如图1所示，本发明实施例提供的一种高温打印喷头，包括：喷头壳体1；加热筒2，加热筒2设置在喷头壳体1内；加热筒2包括导热筒21、以及均匀分布在导热筒21外壁的加热棒22；料筒3，料筒3设置在加热筒2内，且料筒3的外壁与加热筒2的内壁紧密贴合。

相对于现有技术，本发明实施例所述的高温打印喷头具有以下优势：

本发明实施例提供的高温打印喷头中，如图1所示，包括：喷头壳体1、加热筒2和料筒3；其中，加热筒2设置在喷头壳体1内；加热筒2包括导热筒21、以及均匀分布在导热筒21外壁的加热棒22，料筒3设置在加热筒2内，且料筒3的外壁与加热筒2的内壁紧密贴合。由此分析可知，使用本发明实施例提供的高温打印喷头时，可以将打印原料盛装至料筒3内，由于加热筒2由导热筒21、及均匀分布在其外壁的加热棒22构成，因此加热棒22的热量能够均匀分布至导热筒21的各个位置，以保证加热筒2的侧壁上能够产生均匀的热量，从而保证该热量能够均匀、快速地传递至与加热筒2紧密贴合的料筒3的各个位置，进而能够保证料筒3内的原料受热均匀，有效避免打印原料温差波动大而使其变性，并有效提高3D打印机的打印质量和打印效果。

此处需要补充说明的是，上述料筒3可以为用于盛装高温原料的容器，其应具有导热性强、且密封性好的特点。

此外，实际生产制造时，上述加热棒22可以优选为螺旋均匀缠绕在导热筒21的外壁上；当然，均匀分布的方式不仅限于该种螺旋缠绕，也可以为其它合理的方式，例如：多根加热棒22竖向均匀分布在导热筒21的外壁上、或多根加热棒22周向均匀分布在导热筒21的外壁上等。

实际应用时，为了进一步提高本发明实施例提供的高温打印喷头的综合性能，如图1所示，该高温打印喷头还可以包括：料筒压盖4和加热筒底盖5。其中，上述料筒压盖4可以设置在料筒3的顶端，且料筒压盖4可以与喷头壳体1卡接，该料筒压盖4可以采用耐高温且导热性能差的材质制成，以能够用于将料筒3压紧在加热筒2内，从而通过该耐高温且导热性差的料筒压盖4能够达到减少料筒3上的热量损失，同时能够起到避免使用者在操作时被误烫伤的作用。具体地，上述加热筒底盖5可以设置在加热筒2的底端，该加热筒底盖5可以采用导热性强的材质制成，以能够用于将加热筒2的热量传导至料筒3的底端的喷料端头31处，从而该加热筒底盖5能够起到作为加热筒2结构上的延伸的目的，并进一步有效保证喷料端头31及料筒3的受热均匀性。

进一步地，为了保证本发明实施例提供的高温打印喷头还具有散热功能，上述喷头壳体1的侧壁上可以设有多个槽型孔，且该槽型孔可以优选为均匀分布，从而通过该槽型孔能够加强喷头壳体1内部与外界空气的流通，进而利用该槽型孔能够使高温打印喷头具有散热功能。

优选地，为了便于料筒3的装配，如图1所示，本发明实施例提供的高温打印喷头中，上述加热筒底盖5的内侧壁可以为楔形结构，从而通过该楔形结构能够使加热筒底盖5与喷料端头31匹配卡接以用于对料筒3进行限位，进而有效提高喷料端头31及料筒3的装配效率和装配效果。

实际应用时，为了便于加热筒2及料筒3的装配固定，本发明实施例提供的高温打印喷头中，如图1所示，上述加热筒2可以通过固定套组件6架空固定在喷头壳体1内部。利用固定套组件6将加热筒2架空固定在喷头壳体1内部，不仅能够起到便于加热筒2及料筒3装配固定的作用；而且，由于加热筒2与喷头壳体1并无直接接触，因此在加热筒2及料筒3具有高温的同时能够保证喷头壳体1仍然维持在低温，从而能够有效避免喷头壳体1因高温而损伤其它零部件，或烫伤到使用者，进而能够有效提高本发明实施例提供的高温打印喷头的使用寿命，以及使用时的安全性。

其中，为了保证利用固定套组件6能够将加热筒2及料筒3架空固定在喷头壳体1内部，如图1所示，本发明实施例提供的高温打印喷头中，上述固定套组件6可以包括：锁紧套筒61、上支撑板62和下支撑板63；并且，该锁紧套筒61、上支撑板62和下支撑板63均可以由耐高温且低导热性的材质制成。实际具体装配时，如图1所示，上述锁紧套筒61可以套设在加热筒2外侧，以用于将加热筒2固定；上述上支撑板62可以套设在加热筒2外侧，且该上支撑板62的外侧壁可以与喷头壳体1的内侧壁连接，同时上支撑板62的底端可以与锁紧套筒61的顶端连接，以用于将加热筒2及锁紧套筒61与喷头壳体1连接，并在竖直平面内由上向下夹紧锁紧套筒61；上述下支撑板63可以套设在加热筒2外侧，且该下支撑板63的外侧壁可以与喷头壳体1的内侧壁连接，同时下支撑板63的顶端可以与锁紧套筒61的底端连接，以用于将加热筒2及锁紧套筒61与喷头壳体1连接，并在竖直平面内由下向上夹紧锁紧套筒61。由于锁紧套筒61及上下支撑板(62、63)的导热性能极差，因此加热筒2与喷头壳体1并无直接接触，从而在加热筒2及料筒3具有高温的同时能够保证喷头壳体1仍然维持在低温，进而能够有效避免喷头壳体1因高温而损伤其它零部件，或烫伤到使用者。

实际应用中，为了在使用时保证加热筒2的温度能够稳定保持在所需范围内，如图1所示，本发明实施例提供的高温打印喷头中，上述加热筒2上可以设置有温度检测器7，从而通过温度检测器7能够实时检测加热筒2的温度，并根据该检测结果实时调节加热筒2的升温效率，以将加热筒2的温度维持在稳定的所需范围内。

其中，为了节约温度检测器7的生产成本、并便于其的安装，本发明实施例提供的高温打印喷头中，上述温度检测器7可以优选为热电偶，从而通过将热电偶固定在加热筒2的外壁上，以实现温度的实时检测和反馈，并控制加热筒2的温度变化。

现有技术中的高温打印喷头通常降温能力极差，当遇到需要降低打印温度或停止打印时，需要加热筒2在较短的时间内将温度降低至所需温度；然而，现有技术中的高温打印喷头，通常需要等待数十分钟才能达到降温需求，从而极大的影响了高温打印喷头的实用效率。

为解决上述现有技术中的高温打印喷头无法快速降温的问题。本发明实施例提供的高温打印喷头中，如图1所示，上述喷头壳体1上可以设置有散热风扇8，从而利用该散热风扇8能够将冷风直接吹至加热筒2上，并能够进一步加快喷头壳体1内部与外界空气的流通。实际使用时，当需要降低加热筒2的温度时，可以将散热风扇8开启，以提高加热筒2周边的空气流通，从而快速、有效地实现加热筒2的降温。实际装配时，为了能够对加热筒2的散热效率进行控制，如图1所示，上述散热风扇8可以优选为包括有两个。

本发明实施例还提供一种3D打印设备，所述3D打印设备中设置有如上述任一项所述的高温打印喷头。本发明实施例提供的3D打印设备，能够全方位、均匀地对打印原料进行升温加热，且加热速度快、温控能力强，以使打印原料能够维持在相对稳定的合适范围内，并能够有效提高3D打印机的打印质量和打印效果。并且，本发明实施例提供的3D打印设备中的高温打印喷头，配备有主动降温装置，即散热风扇，从而3D打印设备能够实现较快速度地温降。

本发明实施例提供的高温打印喷头及应用其的3D打印设备，能够达到以下五项有益效果：一、能够均匀地将热量传导至料筒上；二、能够较快速地将料筒及其内的打印原料的温度升高；三、在加温能力范围内能够将温度维持控制在任意所需的温度点上；四、在需要时能够较快速地将料筒及其内的打印原料的温度降低；五、在加热筒对料筒进行高温加热时，喷头壳体外壁的温度不容许过高，以免误烫伤使用者。

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 (10)

1.一种高温打印喷头，其特征在于，包括：

喷头壳体；

加热筒，所述加热筒设置在所述喷头壳体内；所述加热筒包括导热筒、以及均匀分布在所述导热筒外壁的加热棒；

料筒，所述料筒设置在所述加热筒内，且所述料筒的外壁与所述加热筒的内壁紧密贴合。

2.根据权利要求1所述的高温打印喷头，其特征在于，还包括：

料筒压盖，所述料筒压盖设置在所述料筒的顶端，且所述料筒压盖与所述喷头壳体卡接；所述料筒压盖能够用于将所述料筒压紧在所述加热筒内；

加热筒底盖，所述加热筒底盖设置在所述加热筒的底端；所述加热筒底盖能够用于将所述加热筒的热量传导至所述料筒的底端的喷料端头处。

3.根据权利要求1所述的高温打印喷头，其特征在于，所述喷头壳体的侧壁上设有多个槽型孔，且所述槽型孔均匀分布。

4.根据权利要求2所述的高温打印喷头，其特征在于，所述加热筒底盖的内侧壁为楔形结构，所述楔形结构能够与所述喷料端头匹配以用于对所述料筒进行限位。

5.根据权利要求1-4任一项所述的高温打印喷头，其特征在于，所述加热筒通过固定套组件架空固定在所述喷头壳体内部。

6.根据权利要求5所述的高温打印喷头，其特征在于，所述固定套组件包括：

锁紧套筒，所述锁紧套筒套设在所述加热筒外侧；

上支撑板，所述上支撑板套设在所述加热筒外侧，且所述上支撑板的外侧壁与所述喷头壳体的内侧壁连接，所述上支撑板的底端与所述锁紧套筒的顶端连接；

下支撑板，所述下支撑板套设在所述加热筒外侧，且所述下支撑板的外侧壁与所述喷头壳体的内侧壁连接，所述下支撑板的顶端与所述锁紧套筒的底端连接。

7.根据权利要求1所述的高温打印喷头，其特征在于，所述加热筒上设置有温度检测器。

8.根据权利要求7所述的高温打印喷头，其特征在于，所述温度检测器为热电偶。

9.根据权利要求1或7所述的高温打印喷头，其特征在于，所述喷头壳体上设置有散热风扇。

10.一种3D打印设备，其特征在于，所述3D打印设备中设置有如上述权利要求1-9任一项所述的高温打印喷头。