CN107097411A - 机械预热式3d打印头 - Google Patents

Abstract

机械预热式3D打印头，本发明属3D打印技术的一个技术领域。为了让熔融堆积式3D打印时相邻切片之间的粘合更强，打印出来的模型更坚固，本发明采取了如下技术措施：在3D打印机的打印头上安装熨板，熨板连接加热源，熨板由电机驱动，电机连接计算机，计算机通过电机驱动熨板燙压喷头移动方向（相对于模型的移动方向）前方的上一已打印的切片的表面，使这部分模型的表面升温以便于更好地与料丝熔融粘合在一起；在3D打印机的打印头上安装熨板，熨板连接加热源，这样熨板就具有一定的温度。计算机通过电机驱动熨板燙压喷头移动方向前方的上一已打印的切片的表面。熨板将喷头即将喷丝的地方的浅表迅速加热,以便于更好地与料丝熔融粘合在一起。

Description

机械预热式3D打印头

技术领域

本发明属3D打印技术的一个技术领域。

背景技术

3D打印可以使在电脑屏幕里的虚拟影像神奇地变成现实物质的世界，因此它得到越来越广泛的应用。目前3D打印技术用得较多的是熔融堆积式(FDM），这种3D打印的机器和耗材等成本相对低廉。但是它也是打印精度较低和模型较为松散的一种技术。它的工作原理是靠喷头喷丝，配合热台的定位移动实现热熔堆积的成型。它打出来的工件的粗糙度和位形精度都不很理想。现有技术下的熔融堆积3D打印都是靠电加热喷头，然后通过送丝机构强力送丝到已加热的喷头上进行热挤丝和喷丝，然后喷头喷丝配合热台的重复定位移动，就能实现切片堆积成型的热熔融堆积立体打印。

上述的3D打印过程是首先由计算机把模型分割为多个切片，打印时每次打印一个切片，然后一个接一个切片往上堆积，像建房子一样，不同的是，3D打印相邻的两个切片之间是靠热熔粘合。熔融堆积式3D打印的打印材料是热熔塑料，这种材料的特点是加热到一定的温度熔化后可熔融粘合在一起，这是熔融堆积式3D打印的技术基础。当被打印的模型较小时，打印一个模型切片需时较少，上下切片之间的间隔时间较短。这时由于间隔时间较短，上一切片的温度相对较高。再在它上面打印当前切片，两切切片之间的粘合力较强。这种情况打印出来的模型较为坚固；当被打印的模型较大或较为复杂时，情况就不一样了。模型较大时，打印一个切片用的时间较多，相邻切片之间的间隔时间较长。打印当前切片时，上一切片的温度已降到熔点以下。这种情况下再在它上面打印当前切片，两切切片之间的粘合力就非常低甚至无法粘合在一起。这种情况下打印出来的模型非常松散强度极低。对它稍施压，模型就开裂，甚至可见一条条丝料分离出来。如果不改变现有技术下的这种现状，熔融堆积式3D打印方式将无法打印出符合要求的、强度较高的大模型。

发明内容

为了让熔融堆积式3D打印时相邻切片之间的粘合更强，打印出来的模型更坚固，本发明采取了如下技术措施：在3D打印机的打印头上安装熨板，熨板连接加热源，熨板由电机驱动，电机连接计算机，计算机通过电机驱动熨板燙压喷头移动方向（相对于模型的移动方向）前方的上一已打印的切片的表面，使这部分模型的表面升温以便于更好地与料丝熔融粘合在一起。

本发明的好处是：在3D打印机的打印头上安装熨板，熨板连接加热源，这样熨板就具有一定的温度。熨板由电机驱动，电机连接计算机。计算机通过电机驱动熨板燙压喷头移动方向（相对于模型的移动方向）前方的上一已打印的切片的表面。熨板将喷头即将喷丝（打印）的地方的浅表迅速加热,使这部分模型的表面升温，以便于更好地与料丝熔融粘合在一起。这是一个重新加热的过程，使上一切片更好地与料丝熔合。这样，无论模型有多大或上下两切片之间的时间间隔有多长，即便是上一切片完全冷却都不会影响打印质量。消除了本领域现有技术中的技术缺陷。

附图说明

图1是机械预热式3D打印头结构示意图。

图中：打印头机壳1、熨板2、喷头3、齿轮4、电机5。

具体实施方式

熔融堆积式3D打印的打印材料是热熔塑料，这种材料的特点是加热到一定的温度熔化后可很好地熔融粘合在一起，这是熔融堆积式3D打印的技术基础。但是，当材料或其中一方的材料低于熔化温度时，两者的材料就不能熔融粘合在一起。所以，在熔融堆积式3D打印中要保证打印的上下切片之间能熔融粘合在一起，就必须要保证打印头即将打印的上一切片的地方的表面温度达到熔融的温度，只有这样,上一切片才能与当前的喷比熔融在一起，这是打印出坚固模型的必要条件；为了让熔融堆积式3D打印时相邻切片之间的粘合更强，打印出来的模型更坚固，本发明采取了如下技术措施：用熨板加热打印头即将打印的上一切片的上表面，使打印头即将打印的模型的表面升温以便于更好地与丝料熔融粘合。打出更大更坚固的模型。

在3D打印机的打印头上安装熨板，熨板连接加热源。熨板连接加热源的方式很多，有直接的和间接的之分。本例采用间接式，如图1所示。首先把熨板装在齿轮上，齿轮活动安装在喷头上，熨板通过齿轮和喷头连接到发热源。为了保证只加热即将打印的地方，本发明设置熨板由电机驱动，电机驱动熨板的方式同样有多种多样，例如可以通过齿轮驱动、可以通过同步带驱动，也可以通过连杆驱动等。电机连接计算机，计算机通过电机驱动熨板燙压喷头移动方向（相对于模型切片的移动方向）前方的上一已打印的切片的表面，使这部分模型切片的表面升温以便于更好地与料丝熔融粘合在一起。

本发明的工作过程是：当3D打印机打印较大模型时，计算机按既定程序计算打印数据，使熨板能燙压喷头移动方向（喷头相对于模型切片的运动方向）前方的上一切片即将打印的位置。为了实现这一目标，计算机可通过电机带动齿轮和熨板向喷头移动方向的前方移动，使熨板保持在喷头移动方向（喷头相对于模型切片的运动方向）的前方。使即将打印的位置升温更好地与即将到来的从喷头喷出的料丝熔融粘合在一起,令3D打印机打印出来的大模型更坚固。

Claims (1)

1.机械预热式3D打印头，主要包括熨板、电机，其特征在于：在3D打印机的打印头上安装熨板，熨板连接加热源，熨板由电机驱动，电机连接计算机，计算机通过电机驱动熨板燙压喷头移动方向（相对于模型的移动方向）前方的上一已打印的切片的表面，使这部分模型的表面升温以便于更好地与料丝熔融粘合在一起。