CN106217889B - 熔融沉积式3d打印机用三通喷头 - Google Patents

熔融沉积式3d打印机用三通喷头 Download PDF

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Abstract

一种熔融沉积式3D打印机用三通喷头，提出了一种三通喷头，只利用单喷头就能实现两种颜色来回切换。包括卷材、驱动部分，传动部分，正反转切换部分，材料预热和加热及打印喷嘴等构成；所述驱动部分包括电机，电机的转动通过其转轴输出；所述传动部分包括主动齿轮、左从动齿轮、右从动齿轮，主动齿轮位于中间，所述左从动齿轮、右从动齿轮分别与主动齿轮6啮合；主动齿轮转动，同时带动与其啮合的左从动齿轮、右从动齿轮同方向转动；所述正反转切换部分能选择卷材并携带卷材推入材料预热部分。

Description

熔融沉积式3D打印机用三通喷头
技术领域
本发明涉及于3D打印领域，尤其涉及一种熔融沉积式3D打印机的喷头组件。
背景技术
现有的熔融沉积3D打印技术打印分层彩色的模型，通常采用两种方式来实现。一是中断打印，重新更换材料，这样需要重新机器参数设置，并且余料挤出，新料预热及喷头位置调整，所费时间很长，影响工作效率；二预先安装两个喷头，每个喷头连接一种颜色的材料，打印时如需第一种颜色的材料，就用第一个喷头打印，如需要第二种颜色，就切换到第二个喷头进行打印。这样总是存在有一个喷头处于闲置的状态，且喷头更换时前一个喷头的余料总会溢出，造成资源的浪费，更为不便的是两个喷头占用空间，缩短了打印机的最大运动行程。
发明内容
本发明提出了一种三通喷头，只利用单喷头就能实现两种颜色来回切换，当主轴正转时，第一种颜色的材料打印模型，当主轴反转时，第二种颜色的材料打印模型，该机构在不同材料更换时节约准备调试时间，且结构精巧，功能完备，不影响打印机的运动行程。
本发明技术方案概括为：
一种熔融沉积式3D打印机用三通喷头，其特征在于，包括卷材、驱动部分，传动部分，正反转切换部分，材料预热和加热块及喷嘴等构成；
所述驱动部分包括电机1，电机1的转动通过其转轴输出；
所述传动部分包括主动齿轮6、左从动齿轮7、右从动齿轮8，主动齿轮6位于中间，所述左从动齿轮7、右从动齿轮8分别与主动齿轮6啮合；主动齿轮6转动，同时带动与其啮合的左从动齿轮7、右从动齿轮8同方向转动；
所述正反转切换部分能选择卷材并携带卷材推入材料预热部分；所述正反转切换部分包括左单向轮9、右单向轮10，所述左单向轮9、右单向轮10设置方向相反；左单向轮9、右单向轮10分别与能同方向转动的左从动齿轮7、右从动齿轮8同轴，如此始终仅有一个单向轮能带动外齿轮转动，外齿轮与卷材紧密接触从而带动卷材行进，而另一个单向轮与其外齿轮相对静止，该外齿轮与卷材保持静止的紧密接触状态；
所述材料预热部分包括预热铝块19，顶部设有左右两个入口，分别对应由正反转切换部分从左右侧更替送料过来的卷材；左右两个入口在底部归为一个出口，卷材进入预热铝块19的左预热孔19.1和右预热孔19.2后进行预热；
所述加热块及喷嘴21(本领域已属于现有技术)，卷材材料从预热铝块19的出口19.3出来后进入加热块及喷嘴21中进行加热和喷射。
所述正反转切换部分，具体为：当左单向轮的内轴9.1逆时针转动时，左单向轮9的单向棘齿9.2带动外轴9.3逆时针转动，当左单向轮9的内轴9.1顺时针转动时，左单向轮9的单向棘齿9.2不能带动外轴9.3逆时针转动；当右单向轮10的内轴10.1顺时针转动时，右单向轮10的单向棘齿10.2带动外轴10.3顺时针转动，当右单向轮10的内轴10.1逆时针转动时，右单向轮10的单向棘齿10.2不能带动外轴10.3顺时针转动。
基于以上结构设计获得的装配体，工作过程为：安装在电机上的主动齿轮正向转动时，带动从动齿轮反向转动，左从动齿轮7带动左单向轮9反向转动，从而将与左单向轮9接触的打印材料送入预热铝块19的引导孔内，并沿引导孔进入加热块及喷嘴21；安装在电机上的主动齿轮反向转动时，带动从动齿轮正向转动，右从动齿轮8带动右单向轮10正向转动，从而将与右单向轮10接触的打印材料送入预热铝块19的引导孔，并沿引导孔进入加热块及喷嘴21。这样，通过控制电机的正反转就是实现两种颜色的打印材料任意切换。
附图说明
图1打印喷头的爆炸图
图2打印喷头的轴侧图
图3是电机1的轴侧图
图4是安装板3的轴测图
图5是左单向轮9的主视图
图6是右单向轮10的主视图
图7是左连杆13的轴侧图
图8是右连杆14的轴侧图
图9是预热铝块19的主视图
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进一步介绍。
实施例1
本实施例为从本发明技术方案基础上相对进行概括的实施例。
如图1、图2所示，本发明包括左右两根卷材12、电机1、送料机构、预热部件、喷头(属于现有技术)。电机1和送料机构安装在安装板3上，电机1、送料机构、预热部件、喷头安装在底板20上。
电机1转动带动安装在电机1上的轴1.2上的主动齿轮6转动。
所述的送料机构设计成左右对称，送料机构包括左右两个连杆(即：左连杆12、右连杆13)，主动齿轮6、左右两个从动轮(即：左从动齿轮7、右从动齿轮8)，左右两个单向轮(即左单向轮9、右单向轮10)，左右两个拉簧14、左右两根齿轮轴(即左齿轮轴11a、右齿轮轴11b)。左从动轮与左单向轮同为左齿轮轴11a。左单向轮设有内轴并设有外部直齿轮。左连杆12和右连杆13设计成L形，其固定端通过销轴5固定在安装板3上，其从动端设计成压紧轴承。采用拉簧14将同一侧的压紧轴承18与该侧的压紧卷材12紧密接触于该侧单向轮外部的直齿轮上。
主动齿轮6转动，带动与其啮合的左从动齿轮7、右从动齿轮8转动，左从动齿轮7转动带动左齿轮轴11a转动，右从动齿轮8转动带动右齿轮轴11b转动，左齿轮轴11a转动带动左单向轮9的内轴9.1转动，右齿轮轴11b转动带动右单向轮10的内轴10.1转动。
正反转切换部分包括左单向轮9、右单向轮10。当左单向轮的内轴9.1逆时针转动时，左单向轮9的单向棘齿9.2带动外轴9.3逆时针转动，当左单向轮9的内轴9.1顺时针转动时，左单向轮9的单向棘齿9.2不能带动外轴9.3逆时针转动；当右单向轮10的内轴10.1顺时针转动时，右单向轮10的单向棘齿10.2带动外轴10.3顺时针转动，当右单向轮10的内轴10.1逆时针转动时，右单向轮10的单向棘齿10.2不能带动外轴10.3顺时针转动。
材料预热部分包括预热铝块19，材料进入预热铝块19的左预热孔19.1和右预热孔19.2后进行预热。加热部分包括加热块及喷嘴21。材料从预热铝块19的出口19.3出来后进入加热块及喷嘴21中进行加热。
实施例2
本发明为详细的具体例。
如图1、图2所示，本发明包括电机1、连接销2、安装板3、轴承4、销轴5、主动齿轮6、左从动齿轮7、右从动齿轮8、左单向轮9、右单向轮10、左齿轮轴11a、右齿轮轴11b、卷材12、左连杆13、右连杆14、拉簧15、拉簧销16、压紧轴承17、压紧轴承轴18、预热铝块19、底板20、加热块及喷嘴21。
如图3所示，电机1有孔1.1、孔1.3、孔1.4、孔1.5，和安装有主动齿轮6的主动轴1.2。
如图4所示的安装板：电机1和安装板3是由连接销2连接，连接小孔分别为1.4、1.5和3.7、3.8。销轴5安装在安装板3上的销孔3.4、3.10内，两个安装板上的轴承4的外部分别连接安装板3上的第一轴孔3.6、孔3.9，两个轴承4的内部分别连接左齿轮轴11a和右齿轮轴11b。安装板3上的第三轴孔3.5由电机1上的主动轴1.2穿过。左从动齿轮7和左单向轮9安装在左齿轮轴11a上，右从动齿轮8和右单向轮10安装在另一根右齿轮轴11b上。
左单向轮如图5所示，右单向轮如图6所示。当电机1的主动轴1.2顺时针正转时，带动安装在主动轴1.2上的主动齿轮6正转，主动齿轮6带动与其啮合的左从动齿轮7和右从动齿轮8反转，左从动齿轮7和右从动齿轮8又带动相应的齿轮轴11反转，左齿轮轴11a带动左单向轮9反转，而右单向轮10不转；当电机1的主动轴1.2逆时针反转时，带动安装在主动轴1.2上的主动齿轮6正转，主动齿轮6带动与其啮合的左从动齿轮7和右从动齿轮8正转，左从动齿轮7和右从动齿轮8又带动相应的齿轮轴11正转，右齿轮轴11b带动右单向轮10正转，而左单向轮9不转。
左连杆13如图7所示、右连杆14如图8所示。
左连杆13上的销孔第三13.1、右连杆14的第四销孔14.1和安装板3上的第五销孔3.2通过销轴5连接。左连杆13上的两个第六销孔13.2由拉簧销16穿过，左连杆13的左引导孔13.3为卷材12的引导孔，左连杆13的两个第四轴孔13.4与压紧轴承17同心，由左侧的压紧轴承轴18穿过；右连杆14上的两个第七销孔14.2由拉簧销16穿过，右连杆14的右引导孔14.3为卷材12的引导孔，右连杆14的两个第五轴孔14.4与右侧的压紧轴承17同心，由右侧的压紧轴承轴18穿过。两个拉簧15的一端分别连接两个拉簧销16，另一端分别连接安装板上的销轴5。
如图9所示，预热铝块19包括左预热孔19.1、右预热孔19.2、出口19.3。正常情况下，在拉簧15作用下，安装在左连杆13上的压紧轴承17会压向左单向轮9，当左单向轮9转动时，会将卷材12送入预热铝块19的左预热孔19.1内，然后从左预热孔19.1进入出口19.3，最后从出口19.3进入加热块及喷嘴21；安装在右连杆14上的压紧轴承16会压向右单向轮10，当右单向轮10转动时，会将卷材12送入预热铝块19的右预热孔19.2内，然后从右预热孔19.2进入出口孔19.3，然后从出口孔19.3进入加热块及喷嘴21。
该发明通过两个齿轮加棘轮的符合机构图5和图6，实现打印线材单向传动，反向静止，通过改变电机的转向就能轻松实现两种打印线材的方便切换。

Claims (1)

1.一种熔融沉积式3D打印机用三通喷头，包括卷材、驱动部分，传动部分，正反转切换部分，材料预热和加热块及喷嘴；
所述驱动部分包括电机(1)，电机(1)的转动通过其转轴输出；
所述传动部分包括主动齿轮(6)、左从动齿轮(7)、右从动齿轮(8)，主动齿轮(6)位于中间，所述左从动齿轮(7)、右从动齿轮(8)分别与主动齿轮(6)啮合；主动齿轮(6)转动，同时带动与其啮合的左从动齿轮(7)、右从动齿轮(8)同方向转动；
所述正反转切换部分能选择卷材并携带卷材推入材料预热部分；所述正反转切换部分包括左单向轮(9)、右单向轮(10)，所述左单向轮(9)、右单向轮(10)设置方向相反；左单向轮(9)、右单向轮(10)分别与能同方向转动的左从动齿轮(7)、右从动齿轮(8)同轴，如此始终仅有一个单向轮能带动外齿轮转动，外齿轮与卷材紧密接触从而带动卷材行进，而另一个单向轮与其外齿轮相对静止，该外齿轮与卷材保持静止的紧密接触状态；
所述材料预热部分包括预热铝块(19)，顶部设有左右两个入口，分别对应由正反转切换部分从左右侧更替送料过来的卷材；左右两个入口在底部归为一个出口，卷材进入预热铝块(19)的左预热孔(19.1)和右预热孔(19.2)后进行预热；
所述加热块及喷嘴(21)，卷材材料从预热铝块(19)的出口(19.3)出来后进入加热块及喷嘴(21)中进行加热和喷射；
其特征在于，还包括左连杆(13)、右连杆(14)、拉簧(15)、拉簧销(16)、压紧轴承(17)、压紧轴承轴(18)，
电机(1)和安装板(3)是由连接销(2)连接，连接小孔分别为第一连接小孔(1.4)、第二连接小孔(1.5)和第三连接小孔(3.7)、第四连接小孔(3.8)；
两个销轴(5)安装在第一销孔(3.4)、第二销孔(3.10)内，两个轴承(4)的外部分别连接第一轴孔(3.6)、第二轴孔(3.9)，两个轴承(4)的内部分别连接左齿轮轴(11a)和右齿轮轴(11b)；第三轴孔(3.5)由电机(1)上的主动轴(1.2)穿过；左从动齿轮(7)和左单向轮(9)安装在左齿轮轴(11a)上，右从动齿轮(8)和右单向轮(10)安装在右齿轮轴(11b)上；
左连杆(13)上的第三销孔(13.1)、右连杆(14)的第四销孔(14.1)和安装板(3)上的第五销孔(3.2)通过安装板上的销轴(5)连接；左连杆(13)上的两个第六销孔(13.2)由拉簧销(16)穿过，左连杆(13)的左引导孔(13.3)为卷材(12)的引导孔，左连杆(13)的两个第四轴孔(13.4)与左侧的压紧轴承(17)同心，由左侧的压紧轴承轴(18)穿过；右连杆(14)上的两个第七销孔(14.2)由拉簧销(16)穿过，右连杆(14)的右引导孔(14.3)为卷材(12)的引导孔，右连杆(14)的两个第五轴孔(14.4)与右侧的压紧轴承(17)同心，由右侧的压紧轴承轴(18)穿过；两个拉簧(15)的一端分别连接两个拉簧销(16)，另一端分别连接安装板上的销轴(5)。
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