CN107650377B - 3d打印机喷嘴及3d打印机 - Google Patents

3d打印机喷嘴及3d打印机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及3D打印机技术领域，尤其是涉及一种3D打印机喷嘴及3D打印机。该3D打印机喷嘴，包括喷嘴本体，喷嘴本体的挤出面布设有多个挤出孔；多个挤出孔之间间隔分布，用于在喷嘴本体沿第一直线方向在打印机工作台上运动时，多个挤出孔中的任意两个挤出孔的运动轨迹不重叠；多个挤出孔之间间隔分布，还用于在喷嘴本体沿第二直线方向在打印机工作台上运动时，多个挤出孔中的任意两个挤出孔的运动轨迹不重叠；第一直线方向与第二直线方向相互垂直。该3D打印机，包括所述的3D打印机喷嘴。本发明能够提高打印速度，并缩短打印时间。

Description

3D打印机喷嘴及3D打印机
技术领域
本发明涉及3D打印机技术领域，尤其是涉及一种3D打印机喷嘴及3D打印机。
背景技术
3D(三维)打印技术是基于增材制造法原理的一种高新技术，是快速成形技术的延续和发展，实现3D打印技术的关键是3D打印机和3D打印自由成型工艺。目前的3D打印工艺中熔融挤出成型(FDM)又称为熔丝沉积成型，其主要材料为热塑性材料，如蜡、ABS、PLA等，以丝状供料。材料在喷头内被加热融化，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化，沉积在打印工作台面板或者前一层已固化的材料上，温度低于固化温度后开始固化，通过材料的层层堆积形成最终产品。但是，现有的基于FDM打印工艺的打印机存在打印速度慢、打印时间长的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种3D打印机喷嘴及3D打印机，以解决现有技术中存在的基于FDM打印工艺的打印机存在打印速度慢、打印时间长的技术问题。
本发明提供了一种3D打印机喷嘴，包括喷嘴本体，所述喷嘴本体的挤出面布设有多个挤出孔；
多个所述挤出孔之间间隔分布，用于在所述喷嘴本体沿第一直线方向在打印机工作台上运动时，多个所述挤出孔中的任意两个所述挤出孔的运动轨迹不重叠；
多个所述挤出孔之间间隔分布，还用于在所述喷嘴本体沿第二直线方向在打印机工作台上运动时，多个所述挤出孔中的任意两个所述挤出孔的运动轨迹不重叠；
所述第一直线方向与所述第二直线方向相互垂直。
进一步地，多个所述挤出孔中，任意两个所述挤出孔之间的孔心距不小于两者的孔半径的和。
进一步地，每个所述挤出孔的孔半径均相等。
进一步地，所述挤出面为平面，且所述挤出面呈圆形或多边形。
进一步地，沿所述第一直线方向，多个所述挤出孔的孔心顺次连接形成的线形为直线形；
或，沿所述第一直线方向，多个所述挤出孔的孔心顺次连接形成的线形为折线形。
进一步地，多个所述挤出孔的孔心均位于参考坐标平面的设定直线上；所述设定直线在所述参考坐标平面的平面直角坐标系内的公式为yn＝kxn+b，其中，k≠0，且n∈N+；
所述第一直线方向与所述参考坐标平面的平面直角坐标系的X轴的方向平行，所述第二直线方向与所述参考坐标平面的平面直角坐标系的Y轴的方向平行；
所述参考坐标平面与所述挤出面共面。
进一步地，所述挤出孔的孔心在所述参考坐标平面的坐标通项公式为：
Figure BDA0001406393460000021
其中，n∈N+；
或，所述挤出孔的孔心在所述参考坐标平面的坐标通项公式为：
Figure BDA0001406393460000031
其中，n∈N+。
进一步地，多个所述挤出孔的孔心均位于参考坐标平面的平面直角坐标系内，所述第一直线方向与所述参考坐标平面的平面直角坐标系的X轴的方向平行，所述第二直线方向与所述参考坐标平面的平面直角坐标系的Y轴的方向平行；所述参考坐标平面的平面直角坐标系的1个单位长度的实际值大于或等于所述挤出孔的半径。
所述参考坐标平面与所述挤出面共面；
所述挤出孔的孔心在所述参考坐标平面的坐标通项公式为：
Figure BDA0001406393460000032
,
其中，n∈N+；
或，所述挤出孔的孔心在所述参考坐标平面的坐标通项公式为：
Figure BDA0001406393460000033
,
其中，n∈N+。
进一步地，多个所述挤出孔的孔心均位于参考坐标平面的平面直角坐标系内，所述第一直线方向与所述参考坐标平面的平面直角坐标系的X轴的方向平行，所述第二直线方向与所述参考坐标平面的平面直角坐标系的Y轴的方向平行；
所述参考坐标平面与所述挤出面共面；
所述挤出孔的孔心在所述参考坐标平面的坐标通项公式为：
Figure BDA0001406393460000041
其中，n∈N+。
本发明还提供了一种3D打印机，包括所述的3D打印机喷嘴。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种3D打印机喷嘴。通过在喷嘴本体的挤出面开设多个挤出孔后，可以增加挤出面的总出丝量，并且多个挤出孔在挤出面间隔分布，以保证喷嘴本体沿第一直线方向运动时，各个挤出孔的运动轨迹不重叠，且喷嘴本体沿第二直线方向运动时，各个挤出孔的运动轨迹不重叠，这样也就使得每个挤出孔挤出的丝在第一直线方向上能够不重叠，且每个挤出孔挤出的丝在第二直线方向上能够不重叠，从而能够在保证打印质量的基础上，提高打印速度，缩短打印时间。本发明还提供了一种3D打印机，包括所述的3D打印机喷嘴。基于上述分析可知，该发明提供的3D打印机能够提高打印速度，并缩短打印时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例一提供的喷嘴本体的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的喷嘴本体的主视图；
图3为本发明实施例二中挤出孔在参考平面内的分布图；
图4为本发明实施例二中挤出面的示意图；
图5为本发明实施例二中挤出孔在参考平面内的另一种变形结构的分布图；
图6为本发明实施例二中挤出面的另一种变形结构的示意图；
图7为本发明实施例三中挤出孔在参考平面内的分布图；
图8为本发明实施例三中挤出面的示意图；
图9为本发明实施例三中挤出孔在参考平面内的另一种变形结构的分布图；
图10为本发明实施例三中挤出面的另一种变形结构的示意图；
图11为本发明实施例四中挤出孔在参考平面内的分布图；
图12为本发明实施例四中挤出面的示意图；
图13为本发明实施例六中3D打印机的结构示意图；
图14为本发明实施例六中喷嘴旋转套的结构示意图；
图15为本发明实施例六中多个3D打印机喷嘴复合后的结构示意图。
图中：100-3D打印机喷嘴；101-喷嘴本体；102-挤出面；104-熔腔；105-进料面；201-安装板；202-电机；203-转盘，204-喷嘴轴；205-喷嘴旋转套；206-柱塞孔；207-定位孔；208-喷嘴轴安装孔。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
参见图1和图2所示，本发明提供了一种3D打印机喷嘴，包括喷嘴本体101，喷嘴本体呈倒立的圆台状；喷嘴本体的挤出面布设有多个挤出孔；喷嘴本体的进料面105与挤出面102相对；多个挤出孔之间间隔分布；当喷嘴本体沿第一直线方向在打印机工作台上运动时，多个挤出孔中的任意两个挤出孔的运动轨迹不重叠，也就是说，任意两个挤出孔在第一直线方向上产生的运动轨迹之间相互平行，且任意两条运动轨迹之间的间距大于或等于0，还就是说，多个挤出孔在第一直线上的射影线段均不重叠；并且当喷嘴本体沿第二直线方向在打印机工作台上运动时，多个挤出孔中的任意两个挤出孔的运动轨迹不重叠，也就是说，任意两个挤出孔在第二直线方向上产生的运动轨迹之间相互平行，且任意两条运动轨迹之间的间距大于或等于0，还就是说，多个挤出孔在第二直线上的射影线段均不重叠；第一直线方向与第二直线方向相互垂直。第一直线方向与3D打印机的X轴驱动机构的驱动方向平行，第二直线方向与3D打印机的Y轴驱动机构的驱动方向平行，也就是说，第一直线方向与3D打印机的X轴的方向平行，第二直线方向与3D打印机的Y轴的方向平行。需要说明的是，由于挤出孔具有孔径，因此，挤出孔的运动轨迹为具有一定宽度的带状轨迹，由此本发明中挤出孔的运动轨迹不重叠也就是说，带状轨迹不会重叠。任意两个挤出孔之间的在第一直线方向上的运动轨迹不重叠，且在第二直线方向上的运动轨迹不重叠，需要满足喷嘴本体在沿第一直线方向运动时，喷嘴本体不会产生在沿第二直线方向上的运动，并且在沿第二直线方向运动时，喷嘴本体不会产生在沿第一直线方向上的运动，也即喷嘴本体不会产生两个方向的复合运动。在一般情况下，3D打印机的X轴方向和Y轴方向均与3D打印机的工作台的平面平行。
该实施例中，喷嘴本体还具有熔腔104，熔腔贯穿进料面与挤出面；熔腔与挤出孔相连通，这样熔腔便能向挤出孔输送打印物料，也就是说，熔腔内的物料通过挤出孔挤出。需要说明的是，该实施例中，挤出孔的数量可以与熔腔的数量相等，且挤出孔与熔腔一一对应，即每个挤出孔与一个熔腔相连通，这样可以实现向不同的熔腔内输送不同的种类或颜色打印物料，从而使得不同的挤出孔挤出不同的打印物料，例如，实现彩色打印，以实现打印物品的色彩变化，还能实现多材料混夹打印，并且提高打印效率。另外，挤出孔的数量还可以大于熔腔的数量，即每个熔腔至少连通一个挤出孔，例如，当喷嘴本体上只设置一个熔腔时，挤出面的多个挤出孔均与该熔腔相连通。
本发明提供的3D打印机喷嘴，通过在喷嘴本体的挤出面开设多个挤出孔后，可以增加挤出面的总出丝量，并且多个挤出孔在挤出面间隔分布，以保证喷嘴本体沿第一直线方向运动时，各个挤出孔的运动轨迹不重叠，且喷嘴本体沿第二直线方向运动时，各个挤出孔的运动轨迹不重叠，这样也就使得每个挤出孔挤出的丝在第一直线方向上能够不重叠，且每个挤出孔挤出的丝在第二直线方向上能够不重叠，从而能够在保证打印质量的基础上，提高打印速度，缩短打印时间。
该实施例中，挤出面为平面，使用时，挤出面与3D打印机的工作台的X轴与Y轴形成的平面平行；多个挤出孔中，任意两个挤出孔之间的孔心距不小于两者的孔半径的和。需要说明的是，孔心距是两个挤出孔的孔心之间的距离；孔间距是两个挤出孔之间的间隙，即两个挤出孔之间的孔心距减去两个挤出孔的孔半径的和。需要说明的是，只要喷嘴本体的中心轴线与3D打印机的工作台的平面相垂直后，挤出面上的挤出孔在3D打印机的工作台的平面上的投影的孔也满足在第一直线方向上的运动轨迹不重叠，且在第二直线方向上的运动轨迹不重叠，也属于本发明技术方案的范围。
该实施例可选的方案中，每个挤出孔的孔半径均相等，挤出孔呈圆形，即挤出孔为圆孔。需要说明的是，该实施例中，多个挤出孔中，还可以使至少一个挤出孔的孔半径与其它挤出孔的孔半径不相同，也就是说，具体操作过程中，可以根据需要使一些挤出孔的孔半径与其它的挤出孔不相同，以增加或减小，从挤出孔喷射出的打印物料的宽度，其中，从挤出孔喷射出的打印物料的宽度由挤出孔的孔径所决定。
该实施例可选的方案中，挤出面呈圆形或多边形，即挤出面的边缘轮廓呈圆形或多边形。具体而言，该实施例中，挤出面的边缘轮廓呈圆形。
该实施例中，多个挤出孔的孔心均位于参考坐标平面的设定直线上；设定直线在参考坐标平面的平面直角坐标系内的公式为yn＝kxn+b，其中，k≠0，且n∈N+；第一直线方向与参考坐标平面的平面直角坐标系的X轴的方向平行，第二直线方向与参考坐标平面的平面直角坐标系的Y轴的方向平行；参考坐标平面与挤出面共面。N+表示正整数。具体而言，挤出面上的挤出孔的数量为M；挤出孔An的孔心Cn的坐标(xn,yn)满足yn＝kxn+b，其中，k≠0，且n∈N+。
该实施例中，挤出孔An的直径为DA，挤出孔An的孔半径为RA；挤出面的直径Dplane不小于多个挤出孔中的任意两个挤出孔的孔心距的最大值与挤出孔的直径的和，
即：
Figure BDA0001406393460000091
需要说明的是，由于多个挤出孔的孔心均位于参考坐标平面的设定直线上，因此沿第一直线方向，多个挤出孔的孔心顺次连接形成的线形为直线形，也就是说，沿参考坐标平面的平面直角坐标系的X轴的正向，按多个挤出孔的孔心在X轴上的坐标由小到大的顺序，依次连接多个挤出孔的孔心所形成的线形为直线形。另外，挤出面上的挤出孔的数量M可以根据实际需要来确定，例如挤出孔的数量为2-20个。另外，对于挤出孔的选取只要每个挤出孔的孔心坐标满足上述公式即可。位于设定直线上的相邻两个挤出孔的孔心距不小于两者的半孔径之和。另外，对于参考坐标平面内的单位长度的实际值可以根据实际情况来确定，如单位长度的实际值为r，r的取值范围为0.05mm～300mm，具体值可以为0.1mm、0.5mm、1mm、3mm或10mm等；具体的换算方法根据现有技术即可得出。单位长度的实际值为r等于挤出孔An的孔半径为RA，也就是说，为参考坐标平面内的1个单位长度等于挤出孔An的孔半径RA，这样便于3D打印机喷嘴上的挤出孔的分布设计。
实施例二
本实施例二中的3D打印机喷嘴是在实施例一基础上的改进，实施例一中公开的技术内容不重复描述，实施例一公开的内容也属于本实施例二公开的内容。
该实施例中，参考坐标平面的平面直角坐标系的原点O为挤出面的圆心。挤出孔An的孔心Cn的坐标(xn,yn)满足yn＝xn或yn＝-xn。
一、参见图3和图4所示，当yn＝xn时，挤出孔An的孔心Cn在参考坐标平面的坐标(xn,yn)的通项公式为：
Figure BDA0001406393460000101
其中，n∈N+。
参见表1所示，表1中示出了当yn＝xn时，5个挤出孔的孔心的坐标：
挤出孔序号 A<sub>1</sub> A<sub>2</sub> A<sub>3</sub> A<sub>4</sub> A<sub>5</sub>
孔心序号 C<sub>1</sub> C<sub>2</sub> C<sub>3</sub> C<sub>4</sub> C<sub>5</sub>
孔心的x坐标 0 3 -3 6 -6
孔心的y坐标 0 3 -3 6 -6
孔心坐标 C<sub>1</sub>(0,0) C<sub>2</sub>(3,3) C<sub>3</sub>(-3,-3) C<sub>4</sub>(6,6) C<sub>5</sub>(-6,-6)
二、参见图5和图6所示，当yn＝-xn时，挤出孔An的孔心Cn在参考坐标平面的坐标(xn,yn)的通项公式为：
Figure BDA0001406393460000102
其中，n∈N+。
参见表2所示，表2中示出了当yn＝-xn时，5个挤出孔的孔心的坐标：
挤出孔序号 A<sub>1</sub> A<sub>2</sub> A<sub>3</sub> A<sub>4</sub> A<sub>5</sub>
孔心序号 C<sub>1</sub> C<sub>2</sub> C<sub>3</sub> C<sub>4</sub> C<sub>5</sub>
孔心的x坐标 0 3 -3 6 -6
孔心的y坐标 0 -3 3 -6 6
孔心坐标 C<sub>1</sub>(0,0) C<sub>2</sub>(3,-3) C<sub>3</sub>(-3,3) C<sub>4</sub>(6,-6) C<sub>5</sub>(-6,6)
需要说明的是，该实施例中，选取满足公式
Figure BDA0001406393460000103
的任意若干个挤出孔，
或满足
Figure BDA0001406393460000111
公式的任意若干个挤出孔，也可以实现本发明的挤出面的挤出孔的分布要求。
该实施例中，挤出面的直径为：
Figure BDA0001406393460000112
实施例三
本实施例三也提供了一种3D打印机喷嘴，本实施例三的3D打印机喷嘴描述了“当喷嘴本体沿第一直线方向在打印机工作台上运动时，多个挤出孔中的任意两个挤出孔的运动轨迹不重叠，且当喷嘴本体沿第二直线方向在打印机工作台上运动时，多个挤出孔中的任意两个挤出孔的运动轨迹不重叠”的另一种实现方案，除此之外的实施例一的技术方案也属于本实施例三，不再重复描述。
该实施例中，多个挤出孔的孔心均位于参考坐标平面的平面直角坐标系内，第一直线方向与参考坐标平面的平面直角坐标系的X轴的方向平行，第二直线方向与参考坐标平面的平面直角坐标系的Y轴的方向平行；参考坐标平面与挤出面共面；参考坐标平面的平面直角坐标系的原点O为挤出面的圆心。
参见图7和图8所示，挤出孔An的孔心Cn在参考坐标平面的坐标(xn,yn)的通项公式为：
Figure BDA0001406393460000121
(1)，其中，n∈N+；以挤出孔A5的孔心C5为例，此时，n＝5＝1+4×1，因此，
Figure BDA0001406393460000122
即挤出孔A5的孔心C5的坐标为(-6,6)，对于其它挤出孔的坐标，以此类推。
参见表3所示，表3中示出了当挤出孔An的孔心Cn的坐标的满足公式(1)时，5个挤出孔的孔心的坐标：
挤出孔序号 A<sub>1</sub> A<sub>2</sub> A<sub>3</sub> A<sub>4</sub> A<sub>5</sub>
孔心序号 C<sub>1</sub> C<sub>2</sub> C<sub>3</sub> C<sub>4</sub> C<sub>5</sub>
孔心的x坐标 0 3 -3 6 -6
孔心的y坐标 0 3 -3 -6 6
孔心坐标 C<sub>1</sub>(0,0) C<sub>2</sub>(3,3) C<sub>3</sub>(-3,-3) C<sub>4</sub>(6,-6) C<sub>5</sub>(-6,6)
或，参见图9和图10所示，挤出孔An的孔心Cn在参考坐标平面的坐标(xn,yn)的通项公式为：
Figure BDA0001406393460000131
(2)，其中，n∈N+。
参见表4所示，表4中示出了当挤出孔An的孔心Cn的坐标的满足公式(2)时，5个挤出孔的孔心的坐标：
挤出孔序号 A<sub>1</sub> A<sub>2</sub> A<sub>3</sub> A<sub>4</sub> A<sub>5</sub>
孔心序号 C<sub>1</sub> C<sub>2</sub> C<sub>3</sub> C<sub>4</sub> C<sub>5</sub>
孔心的x坐标 0 3 -3 6 -6
孔心的y坐标 0 -3 3 6 -6
孔心坐标 C<sub>1</sub>(0,0) C<sub>2</sub>(3,-3) C<sub>3</sub>(-3,3) C<sub>4</sub>(6,6) C<sub>5</sub>(-6,-6)
该实施例可选方案中，挤出面上的挤出孔的数量为M；挤出孔An的直径为DA，挤出孔An的孔半径为RA；挤出面的直径Dplane不小于多个挤出孔中的任意两个挤出孔的孔心距的最大值与挤出孔的直径的和，
即：
Figure BDA0001406393460000132
具体而言，该实施例中，挤出面的直径为：
Figure BDA0001406393460000133
需要说明的是，由于多个挤出孔的孔心均位于参考坐标平面上，因此沿所述第一直线方向，多个所述挤出孔的孔心顺次连接形成的线形为折线形，也就是说，沿参考坐标平面的平面直角坐标系的X轴的正向，按多个挤出孔的孔心在X轴上的坐标由小到大的顺序，依次连接多个挤出孔的孔心所形成的线形为折线形。另外，挤出面上的挤出孔的数量M可以根据实际需要来确定，例如挤出孔的数量为2-20个。另外，对于挤出孔的选取只要每个挤出孔的孔心坐标满足上述公式(1)或公式(2)即可，也就是说，选取满足公式(1)中的任意若干个挤出孔，或选取满足公式(2)中的任意若干个挤出孔，也可以实现本发明的挤出面的挤出孔的分布要求。另外，对于参考坐标平面内的单位长度的实际值可以根据实际情况来确定，如单位长度的实际值为r，r的取值范围为0.05mm～300mm，具体值可以为0.1mm、0.5mm、1mm、3mm或10mm等；具体的换算方法根据现有技术即可得出。单位长度的实际值为r等于挤出孔An的孔半径为RA，也就是说，为参考坐标平面内的1个单位长度等于挤出孔An的孔半径RA，这样便于3D打印机喷嘴上的挤出孔的分布设计。
实施例四
本实施例四也提供了一种3D打印机喷嘴，本实施例四的3D打印机喷嘴描述了“当喷嘴本体沿第一直线方向在打印机工作台上运动时，多个挤出孔中的任意两个挤出孔的运动轨迹不重叠，且当喷嘴本体沿第二直线方向在打印机工作台上运动时，多个挤出孔中的任意两个挤出孔的运动轨迹不重叠”的另一种实现方案，除此之外的实施例一的技术方案也属于本实施例四，不再重复描述。
该实施例中，多个挤出孔的孔心均位于参考坐标平面的平面直角坐标系内，第一直线方向与参考坐标平面的平面直角坐标系的X轴的方向平行，第二直线方向与参考坐标平面的平面直角坐标系的Y轴的方向平行；参考坐标平面与挤出面共面。
参见图11和图12所示，挤出孔An的孔心Cn在参考坐标平面的坐标(xn,yn)的通项公式为：
Figure BDA0001406393460000151
其中，n∈N+。
参见表5所示，表5中示出了当挤出孔An的孔心Cn的坐标的满足公式(3)时，5个挤出孔的孔心的坐标：
挤出孔序号 A<sub>1</sub> A<sub>2</sub> A<sub>3</sub> A<sub>4</sub> A<sub>5</sub>
孔心序号 C<sub>1</sub> C<sub>2</sub> C<sub>3</sub> C<sub>4</sub> C<sub>5</sub>
孔心的x坐标 0 -3 3 -6 6
孔心的y坐标 3 0 -3 -6 -9
孔心坐标 C<sub>1</sub>(0,3) C<sub>2</sub>(-3,0) C<sub>3</sub>(3,-3) C<sub>4</sub>(-6,-6) C<sub>5</sub>(6,-9)
该实施例可选方案中，挤出面上的挤出孔的数量为M；挤出孔An的直径为DA，挤出孔An的孔半径为RA；挤出面的直径Dplane不小于多个挤出孔中的任意两个挤出孔的孔心距的最大值与挤出孔的直径的和，
即：
Figure BDA0001406393460000152
具体而言，该实施例中，挤出孔A1、挤出孔An、挤出An+1，这三个挤出孔的孔心的连线形成的三角形的外接圆的半径与挤出孔的孔半径的和为挤出面的半径；这三个挤出孔的孔心的连线形成的三角形的外接圆的圆心即为为挤出面的圆心。
需要说明的是，由于多个挤出孔的孔心均位于参考坐标平面上，因此沿所述第一直线方向，多个所述挤出孔的孔心顺次连接形成的线形为折线形，也就是说，沿参考坐标平面的平面直角坐标系的X轴的正向，按多个挤出孔的孔心在X轴上的坐标由小到大的顺序，依次连接多个挤出孔的孔心所形成的线形为折线形。另外，挤出面上的挤出孔的数量M可以根据实际需要来确定，例如挤出孔的数量为2-20个。另外，对于挤出孔的选取只要每个挤出孔的孔心坐标满足上述公式(3)，也就是说，选取满足公式(3)中的任意若干个挤出孔也可以实现本发明的挤出面的挤出孔的分布要求。另外，对于参考坐标平面内的单位长度的实际值可以根据实际情况来确定，如单位长度的实际值为r，r的取值范围为0.05mm～300mm，具体值可以为0.1mm、0.5mm、1mm、3mm或10mm等；具体的换算方法根据现有技术即可得出。单位长度的实际值为r等于挤出孔An的孔半径为RA，也就是说，为参考坐标平面内的1个单位长度等于挤出孔An的孔半径RA，这样便于3D打印机喷嘴上的挤出孔的分布设计。
本发明实施例一至实施例四中，参考坐标平面的平面直角坐标系的单位长度即指横坐标的1个单位长度，也指纵坐标的1个单位长度，也就是说，横坐标的1个单位长度的实际值与纵坐标的1个单位长度的实际值相等。
当挤出孔符合分布要求后，对于挤出面在包裹所有挤出孔后，对于挤出面的面积最小时，挤出面的圆心在参考坐标平面上的坐标与本发明所要解决的技术问题无关，因此不再对其坐标进行具体阐述。另外，该3D打印机喷嘴还具有以下特点，喷嘴安装，要遵守有方向要求原则，不能盲安；打印速度相对于单孔喷嘴会有极大提升；一个多孔喷嘴，相当于多个单孔喷嘴的效率；可实现透明材料多色彩叠加，产生意想不到的效果；可实现多材料混夹打印，改善材料或物件的物理性能。另外，挤出孔An可以表示为第n挤出孔，即：挤出面上的挤出孔依次排序为第1挤出孔、第二挤出孔，第3挤出孔、第4挤出孔、以此递推直到第M挤出孔。
实施例五
本发明实施例五还提供了一种适用于实施例一至实施例四中的3D打印机喷嘴的制造方法，包括以下步骤：
1、确定挤出面上的挤出孔的数量、挤出孔的直径以及任意两个挤出孔之间的孔间距的最小值，该最小值即为挤出孔沿第一直线方向运动时，任意相邻两个挤出孔的运动轨迹之间的最小值；即设计出相邻的两个挤出孔的运动轨迹之间的间距即可。该实施例中，任意相邻两个挤出孔之间的孔间距相等；挤出孔的直径均相等。
2、以挤出孔的半径为参考坐标平面的横坐标的1个单位长度、及纵坐标的1个单位长度，并建立参考坐标平面的平面直角坐标系。需要说明的是，也可以挤出孔的半径、任意两个挤出孔之间的孔间距的最小值，这两个值中的最小值为参考坐标平面的横坐标的1个单位长度、及纵坐标的1个单位长度，并建立参考坐标平面的平面直角坐标系。
3、选取挤出孔的孔心在参考坐标平面的坐标的通项公式，即选取实施例一至实施例四中任一实施例提供的一种通项公式。
4、根据选取的通项公式计算出各个挤出孔的坐标。
5、根据各个挤出孔选取能够覆盖各个挤出孔的挤出面，即可完成3D打印机喷嘴的挤出孔的分布设计。该挤出面的面积大小可以根据实际需要进行确定，不再具体阐述。
实施例六
参见图13和图14所示，本发明实施例六提供了一种3D打印机，包括3D打印机喷嘴100。3D打印机还包括物料转换机构，物料转换机构包括安装板201，安装板上固定有电机202，电机的转轴上固定有转盘203，转盘通过喷嘴轴204与3D打印机喷嘴连接，喷嘴轴安装于喷嘴本体的喷嘴轴安装孔208中；安装板上还固定有喷嘴旋转套205，喷嘴旋转套位于电机的下方。3D打印机喷嘴安装于喷嘴旋转套中，喷嘴旋转套的周向开设有用于安装弹簧柱塞的柱塞孔206，喷嘴本体的周向开设有与弹簧柱塞相配合的定位孔207，弹簧柱塞的定位珠能够抵接于定位孔中，实现喷嘴本体在喷嘴旋转套中的定位。电机带动转盘转动，转盘转动通过喷嘴轴204带动3D打印机喷嘴100相对于喷嘴旋转套转动，当喷嘴本体转动一定角度后，弹簧柱塞的定位珠便伸出抵接于定位孔中，实现喷嘴本体的定位。需要说明的是，该实施例中，可以在喷嘴旋转套的底部开设与挤出面的的挤出孔相对应的着丝孔(孔的位置和孔的大小相对应)，通过喷嘴本体旋转角度达到挤出孔与着丝孔的贯通或堵塞，实现一个或多个挤出孔出丝的变换打印的过程。该实施例提供的3D打印机还能实现不同材料的同步混合和选择打印，能够实现不同颜色的同步混合和选择打印，而且能够实现相同材料多轨迹同步打印。
需要说明的是，该实施例中对于3D打印机的其它未改进的结构如：工作台、X轴驱动机构、Y轴驱动机构等均未示出。另外，参见图15所示，该实施例中，还可以将多个3D打印机喷嘴复合，形成一总装喷嘴，并使总装喷嘴在沿第一直线方向在打印机工作台上运动时，多个挤出孔中的任意两个挤出孔的运动轨迹不重叠；并且当喷嘴本体沿第二直线方向在打印机工作台上运动时，多个挤出孔中的任意两个挤出孔的运动轨迹不重叠。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种3D打印机喷嘴，其特征在于，包括喷嘴本体，所述喷嘴本体的挤出面布设有多个挤出孔；多个所述挤出孔之间间隔分布，用于在所述喷嘴本体沿第一直线方向在打印机工作台上运动时，多个所述挤出孔中的任意两个所述挤出孔的运动轨迹不重叠；多个所述挤出孔之间间隔分布，还用于在所述喷嘴本体沿第二直线方向在打印机工作台上运动时，多个所述挤出孔中的任意两个所述挤出孔的运动轨迹不重叠；所述第一直线方向与所述第二直线方向相互垂直；多个所述挤出孔的孔心均位于参考坐标平面的设定直线上；所述第一直线方向与所述参考坐标平面的平面直角坐标系的X轴的方向平行，所述第二直线方向与所述参考坐标平面的平面直角坐标系的Y轴的方向平行；所述参考坐标平面的平面直角坐标系的1个单位长度的实际值等于所述挤出孔的半径，所述单位长度根据现有技术能够计算得出；所述参考坐标平面与所述挤出面共面；
所述挤出孔的孔心在所述参考坐标平面的坐标通项公式为：
Figure FDA0002413377170000011
其中，n∈N+；或，所述挤出孔的孔心在所述参考坐标平面的坐标通项公式为：
Figure FDA0002413377170000012
其中，n∈N+；
或，所述挤出孔的孔心在所述参考坐标平面的坐标通项公式为：
Figure FDA0002413377170000013
其中，n∈N+；
或，所述挤出孔的孔心在所述参考坐标平面的坐标通项公式为：
Figure FDA0002413377170000021
其中，n∈N+；
或，所述挤出孔的孔心在所述参考坐标平面的坐标通项公式为：
Figure FDA0002413377170000022
其中，n∈N+；
多个所述挤出孔中，任意两个所述挤出孔之间的孔心距不小于两者的孔半径的和；每个所述挤出孔的孔半径均相等。
2.根据权利要求1所述的3D打印机喷嘴，其特征在于，所述挤出面为平面。
3.根据权利要求1所述的3D打印机喷嘴，其特征在于，所述挤出面呈圆形或多边形。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的3D打印机喷嘴，其特征在于，所述设定直线在所述参考坐标平面的平面直角坐标系内的公式为yn＝kxn+b，其中，k≠0，且n∈N+。
5.一种3D打印机，其特征在于，包括如权利要求1-4中任一项所述的3D打印机喷嘴。
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