CN105965893A - 一种基于Delta结构的3D打印头组合体 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于Delta结构的3D打印头组合体，包括打印接头、带内螺纹的螺母垫片、鱼眼效应器吊台、散热器、管芯、加热块、打印头、塑料喉管。所述3D打印头组合体，是将螺母垫片旋入打印接头下端的螺杆上，鱼眼效应器吊台的中心孔对准散热器中心的螺纹孔，再将打印接头旋接在散热器内螺纹中，利用打印接头上的螺栓并通过螺母垫片锁紧鱼眼效应器吊台，利用散热器内带台阶小孔、管芯及打印头定位喉管，改善了打印机装卸料的难度，减少了打印头堵料故障发生，提高了打印机工作稳定性。

Description

一种基于Delta结构的3D打印头组合体

技术领域

本发明涉及一种基于Delta结构的3D打印头组合体，具体为一种在Delta并联机械结构3D打印机中便于安装定位、且能降低堵料故障发生的3D打印头组合体，属3D打印机技术领域。

背景技术

随着现代工业化的快速发展，很多异形结构零件，虽然通过传统的加工工艺无法加工，但可简单快捷的通过3D打印技术加工出来，与此同时，更为广泛的应用领域让3D打印技术在未来的发展中成为了一种必然的发展趋势，只要设计者有需求，就可以通过3D打印技术实现。

Delta并联机械结构3D打印机具备结构简单、成本低、可耐用强、体积小等特点，它使用三个电机分别控制打印头在X、Y、Z三个方向移动，实现打印头的平移与上下移动，再使用第四电机控制打印材料供给。包括：滑车、碳棒、加热头、导轨滑块机构和绕线轮，三菱状柱体机架的内侧面安装有导轨滑块机构，三个滑车分别与导轨滑块机构链接，加热头固连在打印件上，加热头与打印件组成打印头，打印材料缠绕在绕线轮上，且与加热头相连，实现打印材料的连续供给，所述碳棒的上端连接滑车、下端连接鱼眼效应器吊台，鱼眼效应器吊台与连接在下部的打印头组成打印头组合体。中国发明专利《一种基于Delta并联机械结构的3D打印机》(201410801070.7)即公开了如上技术内容及技术特点，该种3D打印机的打印头部分安装方式是利用鱼眼效应器吊台上位于K处的六个小通孔和U型铝块(参见附图1)，固定打印接头及散热器，其不足之处是：由于并联臂结构的影响使操作空间极其狭小，不便进行打印头的安装操作，打印接头不能迅速完成中心定位，耗时耗力，大大降低了安装效率；其次是散热器内从上至下仅由一个直径4mm通孔安装塑料喉管，打印材料从塑料喉管中流出，导致安装或抽出塑料喉管非常困难；或者通过管芯套装塑料喉管，但流道的设计因变径而出现打印材料在流道中堵料现象经常发生,这些问题使装缷打印材料不方便，检查故障点时，难于观察堵料位置，进而打印机工作时稳定性不高。因此有必要对该种打印头进行改进，进而大大提高打印机工作稳定性及设备运转率。

发明内容

本发明目的是针对背景技术提出问题，设计一种基于Delta结构的3D打印头组合体，并 提供一种便捷有效的3D打印机接头迅速完成中心定位的安装方法，所述3D打印头组合体，是将螺母垫片旋入打印接头下端的螺杆上，鱼眼效应器吊台的中心孔对准散热器中心的螺纹孔，再将打印接头旋接在散热器内螺纹中，利用打印接头上的螺栓并通过螺母垫片锁紧鱼眼效应器吊台，利用散热器内带台阶小孔、管芯及打印头定位喉管，使喉管固定在散热器内部，大大改善了打印机装卸料的难度，减少了打印头堵料故障发生，提高了打印机工作稳定性。

本发明的技术方案是：一种基于Delta结构的3D打印头组合体，包括：打印接头1、带内螺纹的螺母垫片2、鱼眼效应器吊台3、散热器4、管芯5、加热块6、打印头7、塑料喉管8，还有通过球形铰链连接方式定位鱼眼效应器吊台3周边的三个并联臂；所述鱼眼效应器吊台3用于悬停并定位所述打印头7；其特征在于：

所述打印接头1是空心螺栓，所述螺栓上部有内螺纹、螺栓下端旋接在散热器4上端，所述鱼眼效应器吊台3的中心有通孔，所述散热器4的外围环绕有散热翅片，散热器4上部有螺纹孔，沿散热器4螺纹孔往下，依次是由小到大的三段变径通孔，其中上段最小通孔的直径φ值为：1.75mm＜φ≤2mm；

所述打印接头1空心螺栓通过螺母垫片2的锁紧作用，将散热器4、鱼眼效应吊台3和打印接头1三者固连；

所述管芯5的上端插入并固连在散热器4下部通孔中，管芯5的下端与加热块6的上部固连，加热块6的下部连接打印头7；

所述塑料喉管8内径与散热器4内上段最小通孔的直径相等，塑料喉管8套装在管芯5内，塑料喉管8上端与散热器4内上段最小直径通孔对接、下端与打印头7对接。

如上所述一种基于Delta结构的3D打印头组合体，其特征在于：所述管芯5的材质是聚四氟乙烯或其它耐温绝缘材料。

如上所述一种基于Delta结构的3D打印头组合体，其特征在于：所述加热块6采用纯铝或铝合金、纯铜或铜合金材料，通过机械加工或压铸成型。

如上所述一种基于Delta结构的3D打印头组合体的安装及调试过程是：

安装3D打印头组合体时：将挤出打印材料的挤出机固定在Delta结构3D打印机框架上，将打印接头1套上螺母垫片2后穿过鱼眼效应器吊台3，再旋入并固连在散热器4上端的内螺纹中，实现3D打印头组合体的中心定位。管芯5上端套装在散热器4下端的直径最大的孔中，再将塑料喉管8从管芯5的下端圆孔中向上插到位，使塑料喉管8固定在散热器4的管芯5内部，将打印头7和加热块6连接后，再将加热块6与管芯5连接，最后把鱼眼效应器吊台3与并联连接，完成整个打印头组合体的安装固定工作。

调试3D打印头组合体时：将打印原料(如：PLA料)从上端的挤出机中挤出，通过打印接头1中心孔及散热器4中的塑料喉管8把原料送入到加热块6内，加热打印原料直至熔融状态，当发现打印头7中有细丝状打印原料流出时，说明本3D打印头组合体安装完毕，可正常运行。

本发明有益效果是：通过便捷有效的打印机接头迅速完成中心定位，同时对散热器结构，设计能更加稳定的固定喉管，降低了装卸料的难度，减少了打印头堵料故障发生，利用打印接头及螺母垫片将鱼眼效应器吊台一并固定，散热器内部2mm的通孔下沿与打印头上沿之间固定塑料喉管，大大改善了打印机装卸料的难度，减少了打印头堵料的情况，提高了打印机工作稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例外观结构轴侧图；

图2是本发明实施例主视图；

图3是图2沿A—A剖视图；

图4是图2俯视图。

附图中标记说明：1—打印接头，2—螺母片，3—鱼眼效应器吊台，4—散热器翅片，5—管芯，6—加热铝块，7—打印头，8—塑料喉管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例作进一步说明，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内，本技术方案中未详细述及的，均为公知技术。

参见图1～图4，本发明一种基于Delta结构的3D打印头组合体，包括：打印接头1、带内螺纹的螺母垫片2、鱼眼效应器吊台3、散热器4、管芯5、加热块6和打印头7，还有通过铰接方式定位鱼眼效应器吊台3的碳棒；所述鱼眼效应器吊台3用于悬停并定位所述打印头7；所述管芯5的内部，还套装有塑料喉管8。

如图2和图3，打印接头1是空心螺栓，螺栓上端空心孔有内螺纹，用于与来自上部原料输送管道连接，螺栓下端旋接在散热器4上端，所述鱼眼效应器吊台3的中心有通孔，所述散热器4的外围环绕有散热翅片，散热器4内螺纹孔以下依次是由小到大的三段变径通孔， 本发明实施例中，设定上段最小通孔直径＝2mm，与塑料喉管内径(2mm)相等。所述管芯5的上端插入并固连在散热器4下部通孔中，管芯5的下端与加热块6的上部固连，加热块6的下部连接打印头7。所述打印接头1空心螺栓通过螺母垫片2的锁紧作用，将散热器4、鱼眼效应吊台3和打印接头1三者固连，旋转螺母垫片2即可方便的紧固定位打印头7，或松开并取出打印头7。

参见图1和图4，所述并联臂与鱼眼效应器吊台3之间通过球形铰链方式铰接，铰接处轴线位于图4所示D1、D2、D3中心线上，三个并联臂铰接轴线呈平面等边三角形。本发明实施例中，所述管芯5是聚四氟乙烯管。所述加热块6是纯铝或铝合金、纯铜或铜合金材质，本发明实施例中，采用铝合金材质。

本发明实施例中，安装3D打印头组合体时：将挤出打印材料的挤出机固定在Delta结构3D打印机框架上，将打印接头1套上螺母垫片2后穿过鱼眼效应器吊台3，再旋入并固连在散热器4上端的内螺纹中，实现3D打印头组合体的中心定位。管芯5上端套装在散热器4下端的直径最大的孔中，再将塑料喉管8从管芯5的下端圆孔中向上插到位，使塑料喉管8固定在管芯5内部，将打印头7和加热块6连接后，再将加热块6与管芯5连接，最后把鱼眼效应器吊台3与并联臂连接，完成整个打印头组合体的安装固定工作。

本发明实施例中，调试3D打印头组合体时：先将打印原料(本发明打印头以采用PLA料为例)从上端的挤出机中挤出，通过打印接头1中心孔及散热器4中的塑料喉管8把PLA料送入到加热块6内，加热PLA料料直至熔融状态，当发现打印头7中有细丝状PLA料流出时，说明本3D打印头组合体安装完毕，可正常运行。

本发明一种基于Delta结构的3D打印头组合体，通过便捷有效的打印机接头迅速完成中心定位，同时对散热器结构，设计能更加稳定的固定塑料喉管，降低了装卸料的难度，减少了打印头堵料故障发生，利用打印接头及螺母垫片将鱼眼效应器吊台一并固定，散热器内部小通孔，可对喉管进行牢固而稳定的固定，大大改善了打印机装卸料的难度，减少了打印头堵料的情况，提高了打印机工作稳定性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或 者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固连”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

Claims (3)

1.一种基于Delta结构的3D打印头组合体，包括：打印接头1、带内螺纹的螺母垫片2、鱼眼效应器吊台3、散热器4、管芯5、加热块6、打印头7、塑料喉管8，还有通过球形铰链连接方式定位鱼眼效应器吊台3周边的三个并联臂；所述鱼眼效应器吊台3用于悬停并定位所述打印头7；其特征在于：

所述打印接头1是空心螺栓，所述螺栓上部有内螺纹、螺栓下端旋接在散热器4上端，所述鱼眼效应器吊台3的中心有通孔，所述散热器4的外围环绕有散热翅片，散热器4上部有螺纹孔，沿散热器4螺纹孔往下，依次是由小到大的三段变径通孔，其中上段最小通孔的直径φ值为：1.75mm＜φ≤2mm；

所述打印接头1空心螺栓通过螺母垫片2的锁紧作用，将散热器4、鱼眼效应吊台3和打印接头1三者固连；

所述管芯5的上端插入并固连在散热器4下部通孔中，管芯5的下端与加热块6的上部固连，加热块6的下部连接打印头7；

所述塑料喉管8内径与散热器4内上段最小通孔的直径相等，塑料喉管8套装在管芯5内，塑料喉管8上端与散热器4内上段最小直径通孔对接、下端与打印头7对接。

2.如权利要求1所述一种基于Delta结构的3D打印头组合体，其特征在于：所述管芯5的材质是聚四氟乙烯或其它耐温绝缘材料。

3.如权利要求1所述一种基于Delta结构的3D打印头组合体，其特征在于：所述加热块6采用纯铝或铝合金、纯铜或铜合金材料，通过机械加工或压铸成型。