CN106696269B - 一种多功能3d打印机喷头 - Google Patents

一种多功能3d打印机喷头 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多功能3D打印机喷头，包括进料机构和出料机构，进料机构包括壳体、管道组件和驱动组件，管道组件包括管道和进料单元，进料单元包括第一挡板、第二挡板、第一转轴和第一齿轮，驱动组件包括旋转电机、第二转轴、连杆、驱动电机和第二齿轮，出料机构包括喷嘴、连接器、加热器和搅拌单元，搅拌单元包括搅拌电机和螺杆，进料机构中，四个进料通道由一个驱动组件来辅助进料，并最终从一个喷嘴喷出，与现有的多喷头3D打印机相比，节省了喷头切换的时间，出料机构中的搅拌单元可使原料丝充分地溶化，防止原料丝溶化不均匀导致的喷嘴堵塞，或是打印成品有瑕疵。

Description

一种多功能3D打印机喷头
技术领域
本发明涉及3D打印设备领域，特别涉及一种多功能3D打印机喷头。
背景技术
随着科学技术的发展，3D打印技术已应用于珠宝、鞋类、工业设计、汽车等多个领域中,3D打印机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，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
目前3D打印喷头是3D打印机的关键部件，它设置在稳定的行走机构上，用于将原料溶化并挤出。现有的3D打印机大多是一个喷头，有些需要运用多种原料的会设有多个喷头，由于多个喷头的切换需要时间，而3D打印本身就速度很慢，因此打印效率会变得更低。
此外，现有的3D打印喷头一般设有一定的加热温度，然而由于原料丝与加热体的接触不均匀常导致原料无法充分溶解而影响打印质量，或者造成喷嘴堵塞的情况。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种多功能3D打印机喷头。
本发明解决问题所采用的技术方案是：一种多功能3D打印机喷头，包括进料机构和出料机构；
所述进料机构设置在出料机构的上方，所述进料机构和出料机构连通；
所述进料机构包括壳体、管道组件和驱动组件，所述壳体的形状为圆盘形，所述管道组件设置在壳体的内部，所述管道组件有四个，各管道组件在壳体轴线的外周均匀分布，所述驱动组件设置在壳体上，所述驱动组件位于壳体的轴线上；
所述管道组件包括管道和进料单元，所述管道竖向设置在壳体的内部，所述管道将壳体贯穿，所述管道的一侧设有开口，所述开口竖向设置，所述开口朝向壳体的轴线；
所述进料单元包括第一挡板、第二挡板、第一转轴和第一齿轮，所述第一挡板和第二挡板分别设置在开口的两侧，所述第一挡板和第二挡板相对设置，所述第一挡板通过第一转轴与第二挡板连接，所述第一转轴水平设置，所述第一齿轮套设在第一转轴上，所述第一转轴与第一齿轮滑动连接，所述第一齿轮的一端位于管道内，所述第一齿轮的另一端位于管道外；
所述驱动组件包括旋转电机、第二转轴、连杆、驱动电机和第二齿轮，所述旋转电机设置在壳体的上端面，所述旋转电机的输出轴竖直向下设置，所述第二转轴竖向设置，所述第二转轴位于壳体的内部，所述旋转电机的输出轴与第二转轴同轴设置，所述旋转电机的输出轴与第二转轴传动连接，所述第二转轴位于壳体的轴线上，所述连杆水平设置，所述驱动电机通过连杆与第二转轴连接，所述驱动电机的输出轴水平设置，所述第二齿轮套设在驱动电机的输出轴上，所驱动电机与第二齿轮传动连接，所述第二齿轮与第一齿轮啮合；
所述出料机构包括喷嘴、连接器、加热器和搅拌单元，所述喷嘴为圆锥形喷嘴，所喷嘴的喷口向下设置，所述喷嘴的上端面设有进料口，所述进料口与管道匹配，所述进料口有四个，各进料口在喷嘴轴线的外周均匀分布，所述连接器有四个，所述进料口通过连接器与管道连通，所述喷嘴的上端面设有汇聚槽，所述汇聚槽竖向设置，所述汇聚槽的槽口向上设置，所述汇聚槽的底部与喷口连通，所述进料口与汇聚槽连通，所述喷嘴上设有加热孔，所述加热孔水平设置，所述加热器位于加热孔内；
所述搅拌单元包括搅拌电机和螺杆，所述搅拌电机设置在壳体的内部底面上，所述搅拌电机的输出轴竖直向下设置，所述螺杆竖向设置，所述螺杆位于汇聚槽内，所述搅拌电机的输出轴与螺杆同轴设置，所述搅拌电机的输出轴与螺杆传动连接。
作为优选，为了防止由于热传导，使管道中的原料丝预先溶化，从而影响进料，所述管道外壁套设有散热环，所述散热环位于壳体的内部。
作为优选，为了提高散热效果，所述散热环的外周均匀设有若干翅片。
作为优选，为了提高散热能力，所述散热环和翅片的制作材料均为铝合金。
作为优选，为了散发壳体内部热量，所述壳体的侧面设有通风口。
作为优选，为了防止异物进入壳体，所述通风口内设有滤网。
作为优选，为了更好地使壳体内部的热量及时散发，所述壳体的一侧设有风扇，所述风扇和通风口分别位于壳体的两侧。
作为优选，为了能够精确控制喷嘴的加热温度，所述喷嘴上设有温度传感器。
作为优选，为了提高加热效率，所述加热器为电磁加热器。
作为优选，为了精确控制电机，所述旋转电机、驱动电机和搅拌电机均为伺服电机。
本发明的有益效果是，该多功能3D打印机喷头设计巧妙，可行性高，进料机构中，四个进料通道由一个驱动组件来辅助进料，并最终从一个喷嘴喷出，与现有的多喷头3D打印机相比，节省了喷头切换的时间，出料机构中的搅拌单元可使原料丝充分地溶化，防止原料丝溶化不均匀导致的喷嘴堵塞，或是打印成品有瑕疵。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的一种多功能3D打印机喷头的结构示意图。
图2是本发明的一种多功能3D打印机喷头的管道组件与壳体的连接示意图。
图3是本发明的一种多功能3D打印机喷头的管道组件的结构示意图。
图4是本发明的一种多功能3D打印机喷头的驱动组件的结构示意图。
图5是本发明的一种多功能3D打印机喷头的喷嘴的俯视图。
图中：1.壳体，2.管道，3.开口，4.第一挡板，5.第二挡板，6.第一转轴，7.第一齿轮，8.旋转电机，9.第二转轴，10.连杆，11.驱动电机，12.第二齿轮，13.喷嘴，14.加热器，15.喷口，16.进料口，17.汇聚槽，18.搅拌电机，19.螺杆，20.散热环，21.通风口，22.风扇，23.温度传感器。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-5所示，一种多功能3D打印机喷头，包括进料机构和出料机构；
所述进料机构设置在出料机构的上方，所述进料机构和出料机构连通；
所述进料机构包括壳体1、管道2组件和驱动组件，所述壳体1的形状为圆盘形，所述管道2组件设置在壳体1的内部，所述管道2组件有四个，各管道2组件在壳体1轴线的外周均匀分布，所述驱动组件设置在壳体1上，所述驱动组件位于壳体1的轴线上；
所述管道2组件包括管道2和进料单元，所述管道2竖向设置在壳体1的内部，所述管道2将壳体1贯穿，所述管道2的一侧设有开口3，所述开口3竖向设置，所述开口3朝向壳体1的轴线；
所述进料单元包括第一挡板4、第二挡板5、第一转轴6和第一齿轮7，所述第一挡板4和第二挡板5分别设置在开口3的两侧，所述第一挡板4和第二挡板5相对设置，所述第一挡板4通过第一转轴6与第二挡板5连接，所述第一转轴6水平设置，所述第一齿轮7套设在第一转轴6上，所述第一转轴6与第一齿轮7滑动连接，所述第一齿轮7的一端位于管道2内，所述第一齿轮7的另一端位于管道2外；
所述驱动组件包括旋转电机8、第二转轴9、连杆10、驱动电机11和第二齿轮12，所述旋转电机8设置在壳体1的上端面，所述旋转电机8的输出轴竖直向下设置，所述第二转轴9竖向设置，所述第二转轴9位于壳体1的内部，所述旋转电机8的输出轴与第二转轴9同轴设置，所述旋转电机8的输出轴与第二转轴9传动连接，所述第二转轴9位于壳体1的轴线上，所述连杆10水平设置，所述驱动电机11通过连杆10与第二转轴9连接，所述驱动电机11的输出轴水平设置，所述第二齿轮12套设在驱动电机11的输出轴上，所驱动电机11与第二齿轮12传动连接，所述第二齿轮12与第一齿轮7啮合；
所述出料机构包括喷嘴13、连接器、加热器14和搅拌单元，所述喷嘴13为圆锥形喷嘴，所喷嘴13的喷口15向下设置，所述喷嘴13的上端面设有进料口16，所述进料口16与管道2匹配，所述进料口16有四个，各进料口16在喷嘴13轴线的外周均匀分布，所述连接器有四个，所述进料口16通过连接器与管道2连通，所述喷嘴13的上端面设有汇聚槽17，所述汇聚槽17竖向设置，所述汇聚槽17的槽口向上设置，所述汇聚槽17的底部与喷口15连通，所述进料口16与汇聚槽17连通，所述喷嘴13上设有加热孔，所述加热孔水平设置，所述加热器14位于加热孔内；
所述搅拌单元包括搅拌电机18和螺杆19，所述搅拌电机18设置在壳体1的内部底面上，所述搅拌电机18的输出轴竖直向下设置，所述螺杆19竖向设置，所述螺杆19位于汇聚槽17内，所述搅拌电机18的输出轴与螺杆19同轴设置，所述搅拌电机18的输出轴与螺杆19传动连接。
作为优选，为了防止由于热传导，使管道2中的原料丝预先溶化，从而影响进料，所述管道2外壁套设有散热环20，所述散热环20位于壳体1的内部。
作为优选，为了提高散热效果，所述散热环20的外周均匀设有若干翅片。
作为优选，为了提高散热能力，所述散热环20和翅片的制作材料均为铝合金。
作为优选，为了散发壳体内部热量，所述壳体1的侧面设有通风口21。
作为优选，为了防止异物进入壳体1，所述通风口21内设有滤网。
作为优选，为了更好地使壳体1内部的热量及时散发，所述壳体1的一侧设有风扇22，所述风扇22和通风口21分别位于壳体1的两侧。
作为优选，为了能够精确控制喷嘴13的加热温度，所述喷嘴13上设有温度传感器23。
作为优选，为了提高加热效率，所述加热器14为电磁加热器。
作为优选，为了精确控制电机，所述旋转电机8、驱动电机11和搅拌电机18均为伺服电机。
该多功能3D打印机喷头，安装在3D打印机的行走机构上，四个管道2中可以通入不同的原料丝，原料丝从管道2中进入喷嘴13，其中进料机构的工作原理为：旋转电机8转动，驱动第二转轴9转动，带动连杆10和驱动电机11绕第二转轴9转动，从而实现驱动组件中的第二齿轮12与不同的管道组件中的第一齿轮7啮合，以此实现给不同的管道2进料。出料机构的工作原理为：搅拌电机18驱动螺杆19在汇聚槽17内转动，由于原料丝从管道2进入喷嘴13的进料口16，此后被喷嘴2上的加热器14加热，并进入汇聚槽17内，在汇聚槽17内被螺杆19切割和搅拌，实现完全溶化，并最终从喷口15喷出。
与现有技术相比，该多功能3D打印机喷头设计巧妙，可行性高，进料机构中，四个进料通道由一个驱动组件来辅助进料，并最终从一个喷嘴13喷出，与现有的多喷头3D打印机相比，节省了喷头切换的时间，出料机构中的搅拌单元可使原料丝充分地溶化，防止原料丝溶化不均匀导致的喷嘴13堵塞，或是打印成品有瑕疵。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种多功能3D打印机喷头，其特征在于，包括进料机构和出料机构；
所述进料机构设置在出料机构的上方，所述进料机构和出料机构连通；
所述进料机构包括壳体(1)、管道(2)组件和驱动组件，所述壳体(1)的形状为圆盘形，所述管道(2)组件设置在壳体(1)的内部，所述管道(2)组件有四个，各管道(2)组件在壳体(1)轴线的外周均匀分布，所述驱动组件设置在壳体(1)上，所述驱动组件位于壳体(1)的轴线上；
所述管道(2)组件包括管道(2)和进料单元，所述管道(2)竖向设置在壳体(1)的内部，所述管道(2)将壳体(1)贯穿，所述管道(2)的一侧设有开口(3)，所述开口(3)竖向设置，所述开口(3)朝向壳体(1)的轴线；
所述进料单元包括第一挡板(4)、第二挡板(5)、第一转轴(6)和第一齿轮(7)，所述第一挡板(4)和第二挡板(5)分别设置在开口(3)的两侧，所述第一挡板(4)和第二挡板(5)相对设置，所述第一挡板(4)通过第一转轴(6)与第二挡板(5)连接，所述第一转轴(6)水平设置，所述第一齿轮(7)套设在第一转轴(6)上，所述第一转轴(6)与第一齿轮(7)滑动连接，所述第一齿轮(7)的一端位于管道(2)内，所述第一齿轮(7)的另一端位于管道(2)外；
所述驱动组件包括旋转电机(8)、第二转轴(9)、连杆(10)、驱动电机(11)和第二齿轮(12)，所述旋转电机(8)设置在壳体(1)的上端面，所述旋转电机(8)的输出轴竖直向下设置，所述第二转轴(9)竖向设置，所述第二转轴(9)位于壳体(1)的内部，所述旋转电机(8)的输出轴与第二转轴(9)同轴设置，所述旋转电机(8)的输出轴与第二转轴(9)传动连接，所述第二转轴(9)位于壳体(1)的轴线上，所述连杆(10)水平设置，所述驱动电机(11)通过连杆(10)与第二转轴(9)连接，所述驱动电机(11)的输出轴水平设置，所述第二齿轮(12)套设在驱动电机(11)的输出轴上，所驱动电机(11)与第二齿轮(12)传动连接，所述第二齿轮(12)与第一齿轮(7)啮合；
所述出料机构包括喷嘴(13)、连接器、加热器(14)和搅拌单元，所述喷嘴(13)为圆锥形喷嘴，所喷嘴(13)的喷口(15)向下设置，所述喷嘴(13)的上端面设有进料口(16)，所述进料口(16)与管道(2)匹配，所述进料口(16)有四个，各进料口(16)在喷嘴(13)轴线的外周均匀分布，所述连接器有四个，所述进料口(16)通过连接器与管道(2)连通，所述喷嘴(13)的上端面设有汇聚槽(17)，所述汇聚槽(17)竖向设置，所述汇聚槽(17)的槽口向上设置，所述汇聚槽(17)的底部与喷口(15)连通，所述进料口(16)与汇聚槽(17)连通，所述喷嘴(13)上设有加热孔，所述加热孔水平设置，所述加热器(14)位于加热孔内；
所述搅拌单元包括搅拌电机(18)和螺杆(19)，所述搅拌电机(18)设置在壳体(1)的内部底面上，所述搅拌电机(18)的输出轴竖直向下设置，所述螺杆(19)竖向设置，所述螺杆(19)位于汇聚槽(17)内，所述搅拌电机(18)的输出轴与螺杆(19)同轴设置，所述搅拌电机(18)的输出轴与螺杆(19)传动连接。
2.如权利要求1所述的多功能3D打印机喷头，其特征在于，所述管道(2)外壁套设有散热环(20)，所述散热环(20)位于壳体(1)的内部。
3.如权利要求2所述的多功能3D打印机喷头，其特征在于，所述散热环(20)的外周均匀设有若干翅片。
4.如权利要求3所述的多功能3D打印机喷头，其特征在于，所述散热环(20)和翅片的制作材料均为铝合金。
5.如权利要求1所述的多功能3D打印机喷头，其特征在于，所述壳体(1)的侧面设有通风口(21)。
6.如权利要求5所述的多功能3D打印机喷头，其特征在于，所述通风口(21)内设有滤网。
7.如权利要求6所述的多功能3D打印机喷头，其特征在于，所述壳体(1)的一侧设有风扇(22)，所述风扇(22)和通风口(21)分别位于壳体(1)的两侧。
8.如权利要求1所述的多功能3D打印机喷头，其特征在于，所述喷嘴(13)上设有温度传感器(23)。
9.如权利要求1所述的多功能3D打印机喷头，其特征在于，所述加热器(14)为电磁加热器。
10.如权利要求1所述的多功能3D打印机喷头，其特征在于，所述旋转电机(8)、驱动电机(11)和搅拌电机(18)均为伺服电机。
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