CN106985380B - 3d打印机的水平无支撑打印的多喷头系统 - Google Patents

Abstract

本发明公布了3D打印机的水平无支撑打印的多喷头系统，其包括倾斜安装于3D打印机并且可绕自身轴线转动的旋转座，旋座体上设置有至少一个用于竖直方向打印的直流式喷头、至少一个用于水平方向打印的斜流式喷头，旋座体上设置有用于安装直流式喷头的直流式连接柱，旋座体上还设置有用于安装斜流式喷头的斜流式连接柱；旋座体的中心轴线与竖直方向的直线的夹角为α，直流式连接柱的中心轴线与旋座体的中心轴线之间的交角为β，其中α等于β；斜流式连接柱的中心轴线与旋座体的中心轴线相平行，斜流式喷头的喷料端设置有弯曲部，自斜流式喷头喷出的耗材经过弯曲部的导向呈水平方向喷出。

Description

3D打印机的水平无支撑打印的多喷头系统

技术领域

本发明涉及3D打印机，特别涉及一种可免打支撑式3D打印机。

背景技术

现有的3D打印机在打印较长的悬置结构时，由于打印机喷头结构的约束，必须要进行前期的支撑打印，现有的支撑结构提供的支撑力点不均匀、并且提供的支撑力较小，在悬置结构的长度过长时，打印体将会发生较大的弯曲，其弊端也进一步的放大。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种可免打支撑的3D打印机，提供打印效率的同时，还可提高悬置结构的精度。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。

3D打印机的水平无支撑打印的多喷头系统，其包括倾斜安装于3D打印机并且可绕自身轴线转动的旋座体，旋座体上设置有至少一个用于竖直方向打印的直流式喷头、至少一个用于水平方向打印的斜流式喷头，旋座体上设置有沿其圆周方向均匀间隔布置并且用于连接喷头的连接柱，连接柱的中心轴线与旋座体的中心轴线所在的平面为基面，相邻的基面之间的夹角相同并且夹角为δ，旋座体与3D打印机接触端面上设置有沿旋座体圆周方向均匀间隔布置并且数目与连接柱相同的接孔，接孔与位于其底部的连接柱内腔相接通并且呈一一对应的关系；

旋座体上设置有用于安装直流式喷头的直流式连接柱，旋座体上还设置有用于安装斜流式喷头的斜流式连接柱；旋座体的中心轴线与竖直方向的直线的夹角为α，直流式连接柱的中心轴线与旋座体的中心轴线之间的交角为β，其中α等于β；斜流式连接柱的中心轴线与旋座体的中心轴线相平行，斜流式喷头的喷料端设置有弯曲部，自斜流式喷头喷出的耗材经过弯曲部的导向呈水平方向喷出；

旋座体每次旋转角度为δ的整数倍。

斜流式喷头的出料口端部设置有用于将熔融后的耗材呈水平状态喷出的弯折流道，所述的弯折流道与斜流式喷头的中心轴线之间的夹角为90°+α。

上述的3D打印机的水平无支撑打印的多喷头系统还包括支撑座体，支撑座体包括支撑壳体，支撑壳体内还安装有用于将进入支撑壳体腔室的耗材熔化的熔融机构、多喷头组件、动力供应机构，多喷头组件用于将熔融后的耗材喷出，且具备多喷头的切换功能，动力供应机构为多喷头组件的喷头切换提供动力；

上述的熔融机构包括支撑本体、热源、设置于支撑本体的熔流道，进入支撑壳体的耗材被导入至熔流道内，安装于支撑本体的热源为进入至熔流道内的耗材提供熔化的热能，经过熔化后的耗材自熔流道的出口处排出并进入至多喷头组件中；

支撑本体上转动连接于上述的旋座体，旋座体的旋转过程中可实现与熔流道出口接通的喷头进行切换；动力供应机构安装于支撑本体，且用于产生使旋座体上的喷头进行切换的动力；动力供应机构包括用于输出动力的动力输出部件和用于接收旋转力且将旋转力传递至动力输出部件的动力输入部件；

动力供应机构的动力输出部件连接于旋座体，且驱动旋座体的旋转角度为δ的整数倍。

旋座体倾斜的安装于支撑本体的下端面，旋座体与支撑本体接触的相对一端侧面上安装有直流式喷头、斜流式喷头，旋座体上还设置有与各个喷头相接通的接孔，且接孔可与熔流道的出口处相接通，设置于旋座体的喷头在进行切换时，与切换后的喷头相接通的接孔与熔流道接通。

与直流式连接柱接通的接孔与直流式连接柱呈共轴线布置，直流式连接柱与直流式喷头呈同轴线连接方式，斜流式连接柱与斜流式喷头呈同轴线连接方式。

支撑本体的底部设置有倾斜面，倾斜面与水平方向的夹角为α，倾斜面上设置有中心轴线与其相垂直的锥壁，锥壁的中心处挖设有与其同心的中心锥槽，中心锥槽的中心处设置有中心定位孔，旋座体中心处开设有与锥壁外侧壁相匹配的套接锥槽，旋座体的中心处还设置有位于套接锥槽内并且与中心锥槽相匹配的中心锥台，旋座体的中心处还活动安装有穿过其中心并且与中心定位孔相固定的中心定位销。

其中，斜流式喷头包括连接套、斜置喷头本体，连接套套接于斜置喷头本体的外部，且斜置喷头本体与连接套的连接端部设置有向外伸展的限位环，连接套内设置有与限位环相匹配并且用于限制斜置喷头本体自连接套内脱离的内置台阶，斜置喷头本体中心处的内流道与斜流式连接柱的内腔接通，连接套通过螺纹的连接方式与斜流式连接柱连接；斜置喷头本体的出料口端部设置有用于将熔融后的耗材呈水平状态喷出的弯折流道，所述的弯折流道与斜置喷头本体的中心轴线之间的夹角为90°+α。

上述的动力供应机构的动力输出部件为套接于旋座体并且与其共轴线布置的锥齿轮，上述动力供应机构的动力输入部件为安装于支撑本体并且可绕自身轴线转动的主动齿轮，且主动齿轮与锥齿轮相啮合；动力供应机构还包括安装于支撑本体并且与主动齿轮连接，且用于驱动主动齿轮转动的电机。

支撑壳体内还安装有用于引导耗材进入支撑壳体腔室的引线机构，引线机构包括与支撑壳体内壁相固定的引线支撑体，引线支撑体上固定设置有可绕自身轴线转动主动导轮，引线支撑体上还安装有电机d，电机d的输出端连接于主动导轮，引线支撑体上还活动连接有拨杆，拨杆上固定安装有可绕自身轴线转动的从动导轮，拨杆在活动过程中，可调整从动导轮与主动导轮之间的间隔，耗材自支撑壳体顶部的开口引入后穿过主动导轮、从动导轮之间的间隔。

拨杆与支撑壳体内壁转动连接，拨杆呈L形状，从动导轮固定设置于L形拨杆的一端悬臂，L形拨杆的另一端悬臂延伸至支撑壳体的外部，拨杆与支撑壳体的转动连接位置位于两个悬臂的垂足点处，主动导轮位于L形拨杆的开口端侧， 引线支撑体上还设置有用于导向拨杆偏转的导槽，引线支撑体内还安装有一端抵向拨杆、另一端抵向引线支撑体内壁的复位弹簧，复位弹簧提供的弹力可推动L形拨杆偏转，并实现主动导轮与从动导轮之间产生稳定的用于夹紧耗材的夹紧力。

拨杆延伸至支撑壳体外部的一端悬臂上设置让线体耗材穿过的避让孔，上述的主动导轮上设置有用于增加摩擦力的防滑纹路，从动导轮上设置有与耗材表面形状相匹配的引导凹槽。

设置于支撑本体的熔流道沿竖直方向布置，经过引线机构引导后的线体耗材沿竖直方向深入至熔流道内，支撑本体上还设置有用于安装热源的安装孔。

支撑壳体内还安装有冷却机构，冷却机构用于对直流式喷头或斜流式喷头喷出的熔融状态下耗材进行冷却。

上述的冷却机构，包括安装于支撑壳体内部的风管，风管的进风端部安装有冷却风扇，风管的出风端部朝向安装于旋座体的并且与熔流道接通的直流式喷头或斜流式喷头。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明的结构示意图。

图2为X轴平移机构、Y轴平移机构、Z轴升降机构与支撑座体相匹配的结构示意图。

图3为Z轴升降机构与托盘相匹配的结构示意图。

图4为X轴平移机构、Y轴平移机构与支撑座体相匹配的结构示意图。

图5为Y轴平移机构的结构示意图。

图6为X轴平移机构与支撑座体相匹配的结构示意图。

图7为支撑座体的结构示意图。

图8为支撑座体的内部结构示意图。

图9为引线机构、冷却机构与支撑本体相匹配的结构示意图。

图10为引线机构的结构示意图。

图11为引线机构的结构示意图。

图12为冷却机构与支撑本体相匹配的结构示意图。

图13为支撑本体与旋座体相匹配的结构示意图。

图14为支撑本体与旋座体相匹配的结构示意图。

图15为支撑本体的结构示意图。

图16为旋座体的结构示意图。

图17为旋座体的结构示意图。

图18为斜流式喷头的结构示意图。

图19为斜流式喷头的结构示意图。

图20为斜流式喷头的结构示意图。

图21为斜流式喷头的结构示意图。

图22为斜流式喷头打印悬置结构底部支撑的示意图。

图23为直流式喷头打印悬置结构上部结构的示意图。

图中标示为：

10、支撑架体。

20、托盘。

30、Z轴升降机构；310、丝杆；320、Z轴向导杆；330、电机a。

40、Y轴平移机构；410、Y轴向导杆；420、带轮a；430、皮带a；440、支撑板体；450、连轴；460、电机b。

50、X轴平移机构；510、X轴向导杆；520、带轮b；530、皮带b；电机c。

60、支撑座体；610、支撑壳体；620、引线机构；621、引线支撑体；621a、导槽；622、拨杆；623、主动导轮；624、电机d；625、复位弹簧；626、从动导轮；630、冷却机构；632、冷却风扇；634、风管；640、内置风扇；650、支撑本体；652、熔流道；654、安装孔；656、锥壁；658、中心锥槽；659、中心定位孔；660、电机e；662、散热片；664、主动齿轮；670、旋座体；671、套接锥槽；672、锥齿轮；673、接孔；674、中心锥台；675、中心定位销；676、直流式连接柱；677、斜流式连接柱；680、直流式喷头；690、斜流式喷头；691、连接套；692、斜置喷头本体；693、内流道；694、限位环；6100、热源。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。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，都属于本发明保护范围。

参见附图1-7，免支撑式3D打印机，其主要包括支撑架体10、托盘20、Z轴升降机构30、Y轴平移机构40、X轴平移机构50、支撑座体60，支撑架体10为打印机的外框架并用于支撑各个机构， Z轴升降机构30的动力输出部件连接于托盘20并用于导向托盘20在竖直方向移动，X轴平移机构50的动力输出部件连接于支撑座体60并用于导向支撑座体60沿水平方向上的X轴方向移动，Y轴平移机构40的动力输出部件连接于X轴平移机构50的固定件并用于导向X轴平移机构50沿水平方向上的Y轴方向移动，支撑座体60的底部安装有用于将经过熔化后的耗材喷出的喷头，通过X轴平移机构50、Y轴平移机构40、Z轴升降机构30的导向作用，即可实现喷头在托盘20上打印预设的3D物体。

参见附图2、3，上述的Z轴升降机构30主要包括中心轴线沿Ｚ轴方向布置的丝杆310、Z轴向导杆320，托盘20的一端固定有与丝杆310相匹配的丝母，且托盘20与Z轴向导杆320滑动匹配，丝杆310的驱动端部安装有用于驱动丝杆310绕自身轴线转动的电机a330；利用电机a330提供的旋转力并驱动丝杆310绕自身轴线的转动，并且由于Z轴向导杆320的导向作用，可实现将丝杆310的旋转运动转换成托盘20沿Z轴的运动；进一步的优化，电机a330固定设置于支撑架体10的上端部，并且丝杆310的两侧分别设置有Z轴向导杆320，通过设置两个Z轴向导杆320，可提高托盘20在竖直方向上运动的稳定性。

参见附图1、2、4、5，Y轴平移机构40主要包括固定设置于支撑架体10顶部并且中心轴线沿垂直于Z轴向导杆320方向布置的Y轴向导杆410、活动设置于支撑架体10顶部并且可绕自身轴线转动的一对带轮a420、连接于一对带轮a420的皮带a430，带轮a420的旋转中心轴线与Y轴向导杆410的中心轴线相垂直，一对带轮a420分别设置于Y轴向导杆410的一侧，一对带轮a420由主动带轮a、从动带轮a构成，连接于主动带轮a、从动带轮a的皮带a430呈回环形，Y轴平移机构40还包括滑动连接于Y轴向导杆410的支撑板体440、与主动带轮a连接并且用于驱动主动带轮a转动的电机b460，支撑板体440还固定连接于皮带a430，当电机b460提供动力时，并且利用皮带a430的传动，实现主动带轮a、从动带轮a的同步转动，皮带a430在移位过程中牵引支撑板体440沿Y轴向导杆410的导向方向进行移动。

进一步的优化，参见附图1、2、4、5，支撑架体10的上顶部设置有一对Y轴向导杆410，两个Y轴向导杆410分别设置于Z轴升降机构30的一侧，两个Y轴向导杆410分别滑动匹配有支撑板体440，两个Y轴向导杆410的两端部均安装有带轮a420，位于Z轴升降机构30同一端侧的一对带轮a320之间通过皮带a430连接，支撑板体440与位于带轮a320一侧的皮带a430进行固定，其中两个主动带轮a同轴线布置，两个从动带轮同轴线布置，一对Y轴向导杆410之间还设置有用于连接两个主动带轮a并使得两个主动带轮a同步转动的连轴450，其中一个主动带轮a连接于电机b460的输出端部。

参见附图1、2、4、6，一对支撑板体440之间还设置有X轴平移机构50，X轴平移机构50包括固定设置于一对支撑板体440之间并且中心轴线沿垂直于Y轴向导杆410方向布置的X轴向导杆510，X轴向导杆510位于一对Y轴向导杆410之间，X轴向导杆510的两端侧分别转动设置有带轮b520，带轮b520的旋转中心轴线与X轴向导杆510的中心轴线相垂直，一对带轮b520分别为主动带轮b、从动带轮b，主动带轮b固定安装于其中一个支撑板体440，从动带轮b固定安装于另一个支撑板体440，主动带轮b、从动带轮b之间还连接用于实现主动带轮b、从动带轮b同步转动并且呈回环形结构的皮带b530，主动带轮b连接于电机c的输出端，电机c安装于固定有主动带轮b的支撑板体。支撑座体60滑动连接于X轴向导杆50、且与皮带b530相连接，支撑座体60与皮带b530的连接位置位于带轮b520的一侧。当电机c输出动力时，经过皮带b530的传动实现支撑座体60沿X轴向导杆510的导向方向滑行，从而调整支撑座体60在空间中的位置。

进一步的优化，一对支撑板体440之间设置有一对相互平行的X轴向导杆510，电机c、带轮b520均设置于一对X轴向导杆510之间，支撑座体60与一对支撑板体440匹配，可提升结构的稳定性。

参见附图6、7、8，支撑座体60，包括支撑壳体610，支撑壳体610上设置有与X轴向导杆510相匹配的导向孔，且支撑壳体610与皮带b530相固定。

参见附图8、9，支撑壳体610内还安装有用于引导线体耗材进入支撑壳体610腔室的引线机构620、用于将进入支撑壳体610腔室的线体耗材熔化的熔融机构、多喷头组件、动力供应机构，多喷头组件用于将熔融后的耗材喷出，且具备多喷头的切换功能，动力供应机构为多喷头组件的喷头切换提供动力。

上述的引线机构620包括与支撑壳体610内壁相固定的引线支撑体621，引线支撑体621上固定设置有可绕自身轴线转动主动导轮623，引线支撑体621上还安装有电机d624，电机d624的输出端连接于主动导轮623，引线支撑体621上还活动连接有拨杆622，拨杆622上固定安装有可绕自身轴线转动的从动导轮626，拨杆622在活动过程中，可调整从动导轮626与主动导轮623之间的间隔，线体耗材自支撑壳体610顶部的开口引入后穿过主动导轮623、从动导轮626之间的间隔。当主动导轮623与从动导轮626之间产生用于夹紧线体耗材的夹紧力，且主动导轮623转动时，即可实现推动线体耗材向熔融机构进行输料。

参见附图8-11，拨杆622与支撑壳体610内壁转动连接，拨杆622呈L形状，从动导轮626固定设置于L形拨杆622的一端悬臂，L形拨杆622的另一端悬臂延伸至支撑壳体610的外部，拨杆622与支撑壳体610的转动连接位置位于两个悬臂的垂足点处，主动导轮623位于L形拨杆622的开口端侧， 引线支撑体621上还设置有用于导向拨杆622偏转的导槽621a，引线支撑体621内还安装有一端抵向拨杆622、另一端抵向引线支撑体621内壁的复位弹簧625，复位弹簧625提供的弹力可推动L形拨杆622偏转，并实现主动导轮623与从动导轮626之间产生稳定的用于夹紧线体耗材的夹紧力。

参见附图10、11，拨杆622延伸至支撑壳体610外部的一端悬臂上设置让线体耗材穿过的避让孔；拨杆622具备有夹紧状态、松开状态，由复位弹簧625提供伸展的作用力并推动设置于拨杆622一端悬臂的从动导轮向主动导轮靠拢，由此构成夹紧状态。当施加外力推动拨杆延伸至支撑壳体610外部的一端悬臂沿与复位弹簧625弹力相反方向运动时，促使从动导轮与主动导轮的偏离，由此构成松开状态。本发明中设置引线机构620的目的以及其解决的问题在于，现有的3D打印机只有引导线体耗材的作用，并不具备夹紧作用，当因误碰或者其他错误操作，可使得端部熔化的线体耗材与熔融机构脱离，导致3D打印的中断，一旦中断将导致整个程序的错乱，使得打印的失效，本发明提供的引线机构可有效解决该种情况，避免线体耗材在非正常情况下的脱离。

参见附图10、11，上述的主动导轮623上设置有用于增加摩擦力的防滑纹路，从动导轮上设置有与线体耗材表面形状相匹配的引导凹槽。

参见附图10、11，复位弹簧625为圆柱螺旋弹簧，且主动导轮623设置于复位弹簧625、从动导轮626之间的位置；复位弹簧625与拨杆622的连接点位于拨杆延伸至引线支撑体外部的一端悬臂的悬置端部，利用杠杆的作用原理，使得从动导轮与主动导轮之间获得较大的夹紧力。

上述的熔融机构主要包括支撑本体650、热源、设置于支撑本体650的熔流道652，经过引线机构620引导后的线体耗材进入至熔流道652内，安装于支撑本体650的热源为进入至熔流道652内的线体耗材提供熔化的热能，经过熔化后的耗材自熔流道652的出口处排出并进入至多喷头组件中。

参见附图12-15，设置于支撑本体650的熔流道652沿竖直方向布置，经过引线机构620引导后的线体耗材沿竖直方向深入至熔流道内。支撑本体650上还设置有用于安装热源6100的安装孔654。

参见附图12-15，支撑本体650上还转动连接有旋座体670，旋座体670的旋转中心线为其自身中心轴线，旋座体670上设置有至少两个喷头，旋座体670的旋转过程中可实现与熔流道出口接通的喷头进行切换；动力供应机构安装于支撑本体650，且用于产生使旋座体670上的喷头进行切换的动力；动力供应机构包括用于输出动力的动力输出部件和用于接收旋转力且将旋转力传递至动力输出部件的动力输入部件。

参见附图12-23，旋座体670倾斜的安装于支撑本体650的下端面，旋座体670与支撑本体650接触的相对一端侧面上安装有若干喷头，所述的喷头包括直流式喷头680、斜流式喷头690，旋座体670上还设置有与各个喷头相接通的接孔673，且接孔673可与熔流道652的出口处相接通，设置于旋座体670的喷头在进行切换时，与切换后的喷头相接通的接孔与熔流道652接通。如图17、22、23，旋座体670上设置有用于安装直流式喷头680的直流式连接柱676，旋座体670上还设置有用于安装斜流式喷头690的斜流式连接柱677；旋座体670的中心轴线与竖直方向的直线的夹角为α，直流式连接柱676的中心轴线与旋座体670的中心轴线之间的交角为β，其中α等于β；斜流式连接柱677的中心轴线与旋座体670的中心轴线相平行，斜流式喷头690的喷料端设置有弯曲部，自斜流式喷头690喷出的耗材经过弯曲部的导向呈水平方向喷出。由于α等于β，且斜流式连接柱677的中心轴线与旋座体670的中心轴线相平行设置，当直流式连接柱676与熔流道接通时，直流式连接柱呈竖直方向布置，使得耗材呈竖直方向自直流式喷头680喷出，即实现在竖直方向上的打印，当斜流式连接柱677与熔流道接通时，斜流式连接柱677呈倾斜式布局并且经过其弯曲部导向，使得耗材呈水平方向自斜流式喷头690喷出，即实现在水平方向的打印。

旋座体670上设置有沿其圆周方向均匀间隔布置的连接柱，连接柱的中心轴线与旋座体670的中心轴线所在的平面为基面，相邻的基面之间的夹角相同并且夹角为δ，旋座体670与支撑本体650接触端面上设置有沿旋座体670圆周方向均匀间隔布置并且数目与旋座体670相同的接孔673，接孔673与位于其底部的连接柱内腔相接通并且呈一一对应的关系，与直流式连接柱676接通的接孔673与直流式连接柱676呈共轴线布置，连接柱包括直流式连接柱676、斜流式连接柱677，直流式连接柱676与直流式喷头680呈同轴线连接方式，斜流式连接柱677与斜流式喷头690呈同轴线连接方式。

上述的动力供应机构的动力输出部件为套接于旋座体670并且与其共轴线布置的锥齿轮672，上述动力供应机构的动力输入部件为安装于支撑本体650并且可绕自身轴线转动的主动齿轮664，且主动齿轮664与锥齿轮672相啮合。动力供应机构还包括安装于支撑本体650并且与主动齿轮664连接、用于驱动主动齿轮664转动的电机e660。通过电机e660提供动力，并由相互啮合的主动齿轮664与锥齿轮672进行动力的传递，可实现旋座体670绕自身轴线的转动。为保证接孔673与熔流道652始终保持接通状态，或者为了保证连接柱始终与熔流道保持接通状态，旋座体670每次旋转的角度应当为相邻的基面之间的夹角δ的整数倍。

参见附图17-21，斜流式喷头690，包括连接套691、斜置喷头本体692，连接套691套接于斜置喷头本体692的外部，且斜置喷头本体692与连接套691的连接端部设置有向外伸展的限位环694，连接套691内设置有与限位环694相匹配并且用于限制斜置喷头本体692自连接套691内脱离的内置台阶，斜置喷头本体692中心处的内流道693与斜流式连接柱677的内腔接通，连接套691通过螺纹的连接方式与斜流式连接柱677连接。如图18-21，斜置喷头本体692的出料口端部设置有用于将熔融后的耗材呈水平状态喷出的弯折流道，所述的弯折流道与斜置喷头本体692的中心轴线之间的夹角为90°+α。更为优化地，弯折流道的横截面可以为多种尺寸的几何形状，例如矩形、圆形等；附图18、19示出的是弯折流道横截面为圆形形状的结构，附图20、21示出的是弯折流道横截面为矩形形状的结构。

参见附图14、15、16，支撑本体650的底部设置有倾斜面，倾斜面与水平方向的夹角为α，倾斜面上设置有中心轴线与其相垂直的锥壁656，锥壁656的中心处挖设有与其同心的中心锥槽658，中心锥槽658的中心处设置有中心定位孔659，旋座体670中心处开设有与锥壁656外侧壁相匹配的套接锥槽671，旋座体670的中心处还设置有位于套接锥槽671内并且与中心锥槽658相匹配的中心锥台674，旋座体670的中心处还活动安装有穿过其中心并且与中心定位孔659相固定的中心定位销675。利用中心定位销675将旋座体670转动安装于支撑本体650上，中心定位销675与中心定位孔659相固定，且旋座体670可绕中心定位销675进行绕自身轴线的转动。

参见附图15、16，套接锥槽671内设置有若干个沿其圆周方向均匀间隔布置的接孔673，接孔673与连接柱的数目相同并且与连接柱的内腔以一一相对应的方式接通；熔流道652向旋座体670方向继续延伸并穿过锥壁656的壁部，使得熔流道652与接孔673紧密贴合，熔流道652的出料口始终与其中一个接孔保持接通。

参见附图17，旋座体670的底部设置有两个直流式连接柱676、两个斜流式连接柱677，两个直流式连接柱676分别连接有用于竖直方向打印的直流式喷头680，直流式喷头分别连接有用于水平方向打印的斜流式喷头690。

参见附图22、23，当打印的物体具备悬置结构时，可将喷头切换为斜流式喷头690，通过水平方向喷出熔融的耗材并构成悬置结构的底层，常规情况下，悬置结构的底层的厚度不低于1mm，悬置结构的底层的厚度也根据悬置结构的长度决定，悬置结构的长度越大，悬置结构的底层的厚度越大。当斜流式喷头完成悬置结构底层的打印，即可将喷头切换为直流式喷头680，从而进行竖直方向上的打印。

支撑壳体610内还安装有冷却机构630，冷却机构630用于对直流式喷头680或斜流式喷头690喷出的熔融状态下耗材进行冷却；对斜流式喷头690喷出的熔融状态下的耗材冷却具备较大优点，由于斜流式喷头690进行水平方向上的打印，若熔融的耗材冷却较慢或者保持较高的温度，当悬置结构较长时，极易造成悬置结构的弯曲，并造成形变。

参见附图8、9、12，冷却机构630，包括安装于支撑壳体610内部的风管634，风管634的进风端部安装有冷却风扇632，风管634的出风端部朝向安装于旋座体670的并且与熔流道接通的直流式喷头680或斜流式喷头690。

参见附图8、9，电机e660的外部还套接有用于散热的散热片662，支撑壳体610内还安装有用于向散热片662鼓风的内置风扇640，通过内置风扇640产生的流动风提升电机e660的散热。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明；对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本发明中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或者范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限定于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.3D打印机的水平无支撑打印的多喷头系统，其特征在于，其包括倾斜安装于3D打印机并且可绕自身轴线转动的旋座体，旋座体上设置有至少一个用于竖直方向打印的直流式喷头、至少一个用于水平方向打印的斜流式喷头，旋座体上设置有沿其圆周方向均匀间隔布置并且用于连接喷头的连接柱，连接柱的中心轴线与旋座体的中心轴线所在的平面为基面，相邻的基面之间的夹角相同并且夹角为δ，旋座体与3D打印机接触端面上设置有沿旋座体圆周方向均匀间隔布置并且数目与连接柱相同的接孔，接孔与位于其底部的连接柱内腔相接通并且呈一一对应的关系；

旋座体上设置有用于安装直流式喷头的直流式连接柱，旋座体上还设置有用于安装斜流式喷头的斜流式连接柱；旋座体的中心轴线与竖直方向的直线的夹角为α，直流式连接柱的中心轴线与旋座体的中心轴线之间的交角为β，其中α等于β；斜流式连接柱的中心轴线与旋座体的中心轴线相平行，斜流式喷头的喷料端设置有弯曲部，自斜流式喷头喷出的耗材经过弯曲部的导向呈水平方向喷出；

旋座体每次旋转角度为δ的整数倍；

上述的3D打印机的水平无支撑打印的多喷头系统还包括支撑座体，支撑座体包括支撑壳体，支撑壳体内还安装有用于将进入支撑壳体腔室的耗材熔化的熔融机构、多喷头组件、动力供应机构，多喷头组件用于将熔融后的耗材喷出，且具备多喷头的切换功能，动力供应机构为多喷头组件的喷头切换提供动力；

上述的熔融机构包括支撑本体、热源、设置于支撑本体的熔流道，进入支撑壳体的耗材被导入至熔流道内，安装于支撑本体的热源为进入至熔流道内的耗材提供熔化的热能，经过熔化后的耗材自熔流道的出口处排出并进入至多喷头组件中；

支撑本体上转动连接于上述的旋座体，旋座体的旋转过程中可实现与熔流道出口接通的喷头进行切换；动力供应机构安装于支撑本体，且用于产生使旋座体上的喷头进行切换的动力；动力供应机构包括用于输出动力的动力输出部件和用于接收旋转力且将旋转力传递至动力输出部件的动力输入部件；

动力供应机构的动力输出部件连接于旋座体，且驱动旋座体的旋转角度为δ的整数倍；

上述的动力供应机构的动力输出部件为套接于旋座体并且与其共轴线布置的锥齿轮，上述动力供应机构的动力输入部件为安装于支撑本体并且可绕自身轴线转动的主动齿轮，且主动齿轮与锥齿轮相啮合；动力供应机构还包括安装于支撑本体并且与主动齿轮连接，且用于驱动主动齿轮转动的电机；

支撑壳体内还安装有用于引导耗材进入支撑壳体腔室的引线机构，引线机构包括与支撑壳体内壁相固定的引线支撑体，引线支撑体上固定设置有可绕自身轴线转动主动导轮，引线支撑体上还安装有电机d，电机d的输出端连接于主动导轮，引线支撑体上还活动连接有拨杆，拨杆上固定安装有可绕自身轴线转动的从动导轮，拨杆在活动过程中，可调整从动导轮与主动导轮之间的间隔，耗材自支撑壳体顶部的开口引入后穿过主动导轮、从动导轮之间的间隔；

支撑壳体内还安装有冷却机构，冷却机构用于对直流式喷头或斜流式喷头喷出的熔融状态下耗材进行冷却；冷却机构，包括安装于支撑壳体内部的风管，风管的进风端部安装有冷却风扇，风管的出风端部朝向安装于旋座体的并且与熔流道接通的直流式喷头或斜流式喷头。

2.根据权利要求1所述的3D打印机的水平无支撑打印的多喷头系统，其特征在于，斜流式喷头的出料口端部设置有用于将熔融后的耗材呈水平状态喷出的弯折流道，所述的弯折流道与斜流式喷头的中心轴线之间的夹角为90°+α。

3.根据权利要求2所述的3D打印机的水平无支撑打印的多喷头系统，其特征在于，旋座体倾斜的安装于支撑本体的下端面，旋座体与支撑本体接触的相对一端侧面上安装有直流式喷头、斜流式喷头，旋座体上还设置有与各个喷头相接通的接孔，且接孔可与熔流道的出口处相接通，设置于旋座体的喷头在进行切换时，与切换后的喷头相接通的接孔与熔流道接通。

4.根据权利要求2所述的3D打印机的水平无支撑打印的多喷头系统，其特征在于，支撑本体的底部设置有倾斜面，倾斜面与水平方向的夹角为α，倾斜面上设置有中心轴线与其相垂直的锥壁，锥壁的中心处挖设有与其同心的中心锥槽，中心锥槽的中心处设置有中心定位孔，旋座体中心处开设有与锥壁外侧壁相匹配的套接锥槽，旋座体的中心处还设置有位于套接锥槽内并且与中心锥槽相匹配的中心锥台，旋座体的中心处还活动安装有穿过其中心并且与中心定位孔相固定的中心定位销。

5.根据权利要求2所述的3D打印机的水平无支撑打印的多喷头系统，其特征在于，其中，斜流式喷头包括连接套、斜置喷头本体，连接套套接于斜置喷头本体的外部，且斜置喷头本体与连接套的连接端部设置有向外伸展的限位环，连接套内设置有与限位环相匹配并且用于限制斜置喷头本体自连接套内脱离的内置台阶，斜置喷头本体中心处的内流道与斜流式连接柱的内腔接通，连接套通过螺纹的连接方式与斜流式连接柱连接；斜置喷头本体的出料口端部设置有用于将熔融后的耗材呈水平状态喷出的弯折流道，所述的弯折流道与斜置喷头本体的中心轴线之间的夹角为90°+α。

6.根据权利要求2所述的3D打印机的水平无支撑打印的多喷头系统，其特征在于，拨杆与支撑壳体内壁转动连接，拨杆呈L形状，从动导轮固定设置于L形拨杆的一端悬臂，L形拨杆的另一端悬臂延伸至支撑壳体的外部，拨杆与支撑壳体的转动连接位置位于两个悬臂的垂足点处，主动导轮位于L形拨杆的开口端侧， 引线支撑体上还设置有用于导向拨杆偏转的导槽，引线支撑体内还安装有一端抵向拨杆、另一端抵向引线支撑体内壁的复位弹簧，复位弹簧提供的弹力可推动L形拨杆偏转，并实现主动导轮与从动导轮之间产生稳定的用于夹紧耗材的夹紧力。