CN107855530A - 三维打印挤出装置、三维打印机及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种三维打印挤出装置、三维打印机及其制造方法，三维打印挤出装置包括换线部件和打印头，换线部件设置有多个丝料输入端、多个输料通道和一个丝料输出端，每个丝料输入端通过一个输料通道与丝料输出端连接，打印头设置有挤出通道，挤出通道的入料口与丝料输出端对接连通，挤出通道在最外端设置有出料口，挤出通道呈锥形设置，挤出通道的直径从入料口朝向出料口单调递减，入料口的直径等于丝料输出端的直径；输料通道呈弯曲设置，输料通道和输料通道的曲率中心均位于基于挤出通道的轴线的同一侧上。通过输料通道和挤出通道的特殊弯曲设置，使得两个通道均无台阶，更平滑容易地输入打印材料，也无明显的架桥，也不会出现堵塞情况。
Description
技术领域
本发明涉及三维打印领域，尤其涉及一种三维打印挤出装置、三维打印机及三维打印挤出装置的制造方法。
背景技术
3D打印机又称三维打印机，是一种利用快速成型技术的机器，以数字模型文件为基础，采用成型材料，通过逐层打印的方式来构造三维的实体。在打印前，需要利用计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导3D打印机逐层打印。3D打印机在产品制造业获得了广泛的应用，3D打印机的工作原理和传统打印机基本相同，由控制组件、机械组件、打印头、耗材（即成型材料）和介质等组成，打印原理也基本类似。
现有的多材料的3D打印机是采用多通道的打印头，其打印头和加热装置组装在一起，由于受工艺影响，进丝通道与打印喷嘴的通道存在影响进丝状态的台阶和缓冲部位，这样导致打印头出丝过程中容易产生架桥现象，进而堵塞打印喷嘴。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种不易产生堵塞的三维打印挤出装置。
本发明的第二目的是提供一种不易产生堵塞的三维打印机。
本发明的第三目的是提供一种不易产生堵塞的三维打印挤出装置的制造方法。
为了实现本发明的第一目的，本发明提供一种三维打印挤出装置，包括换线部件和打印头，换线部件设置有多个丝料输入端、多个输料通道和一个丝料输出端，每个丝料输入端通过一个输料通道与丝料输出端连接，打印头设置有挤出通道，挤出通道的入料口与丝料输出端对接连通，挤出通道在最外端设置有出料口，挤出通道呈锥形设置，挤出通道的直径从入料口朝向出料口单调递减，入料口的直径等于丝料输出端的直径；输料通道呈弯曲设置，输料通道和输料通道的曲率中心均位于基于挤出通道的轴线的同一侧上。
由上述方案可见，通过输料通道和挤出通道的特殊弯曲设置，使得两个通道均无台阶，更平滑容易地输入打印材料，也无明显的架桥，也不会出现堵塞情况。
更进一步的方案是，输料通道的曲率在0至0.1之间。
由上可见，位于这个区间的曲率，使得丝料更为顺畅地输入到打印头中。
更进一步的方案是，在打印头位于挤出通道的外侧设置有第一安装孔，第一安装孔用于安装加热装置。
更进一步的方案是，在打印头位于挤出通道的外侧设置有第二安装孔，第二安装孔用于安装温度传感器。
由上可见，通过安装孔可对加热装置和温度传感器进行安装。
更进一步的方案是，三维打印挤出装置是由金属材料一体成型。
更进一步的方案是，打印头的金属材料包括铝基金属合金或铜基金属合金。
更进一步的方案是，换线部件的金属材料包括不锈钢、钛合金或锰合金。
由上可见，通过利用一体成型或利用三维打印的一体成型，使得三维打印挤出装置的通道工艺更好，同时由于是一体成型，为了避免打印头的热量传递至换线部件，故打印头采用导热系数高的材料，而换线部件采用导热系数低的材料，继而避免丝料在换线部件中熔融。
为了实现本发明的第二目的，本发明提供一种三维打印机，包括三维打印挤出装置、成型座和移动电机组件，三维打印挤出装置用于挤出成像材料，成型座用于承载成像材料，移动电机组件用于移动三维打印挤出装置，三维打印挤出装置采用上述方案中的三维打印挤出装置。
由上述方案可见，通过输料通道和挤出通道的特殊弯曲设置，使得两个通道均无台阶，更平滑容易地输入打印材料，也无明显的架桥，使得打印机不会出现堵塞情况。
为了实现本发明的第三目的，本发明提供一种三维打印挤出装置的制造方法，三维打印挤出装置包括换线部件和打印头，制造方法采用金属三维打印方式制造三维打印挤出装置；
制造方法包括：
采用第二金属材料对换线部件进行打印成型，第二金属材料包括不锈钢、钛合金或锰合金；
在换线部件上采用第一金属材料对打印头进行打印成型，第一金属材料包括铝基金属合金或铜基金属合金；
通过制造方法制造得出如上述方案中的三维打印挤出装置。
更进一步的方案是，金属三维打印方式采用金属累积成型打印方式。
由上可见，利用三维打印的一体成型，使得三维打印挤出装置的通道工艺更好，同时由于是一体成型，为了避免打印头的热量传递至换线部件，故打印头采用导热系数高的材料，而换线部件采用导热系数低的材料，继而避免丝料在换线部件中熔融，且通过输料通道和挤出通道的特殊弯曲设置，使得两个通道均无台阶，更平滑容易地输入打印材料，也无明显的架桥，使得打印机不会出现堵塞情况。
附图说明
图1是本发明三维打印挤出装置实施例的结构图。
图2是本发明三维打印挤出装置实施例的剖视图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参照图1和图2，三维打印挤出装置1包括换线部件12和打印头11，换线部件12设置有多个丝料输入端124、125、多个输料通道121、122和一个丝料输出端123，在本实施例中主要采用两输料通道对称设置，当然也可以是三个或四个或以上，输料通道绕轴线均匀分布即可，或者一个输料通道呈直线沿轴线L1布置，周边输料通道绕中心输料通道周向分布，丝料输入端124通过一个输料通道121与丝料输出端123连接，多个输料通道的丝料输入端呈分离设置，而多个输料通道的丝料输出端汇集在一起，以输料通道122为例，输料通道122呈弯曲设置，输料通道的曲率在0至0.1之间，输料通道122和输料通道122的曲率中心P1均位于基于挤出通道112的轴线L1的同一侧上，而输料通道122的曲率中心是可以具有多个，而输料通道122的每个曲率中心均位于轴线L1的同一侧上。
打印头11在下端设置锥形头部，打印头11沿轴线L1设置有挤出通道112，挤出通道112的上端入料口与丝料输出端123对接连通，出通道112在最外端设置有下端出料口，挤出通道112呈锥形设置，挤出通道112的直径从入料口朝向出料口单调递减，入料口的直径等于丝料输出端123的直径。
在打印头11位于挤出通道112的外侧设置有第一安装孔113，第一安装孔113用于安装加热装置，第一安装孔113的轴线垂直于轴线L1。在打印头11位于挤出通道112的外侧设置有第二安装孔114，第二安装孔114用于安装温度传感器，第二安装孔114的轴线垂直于轴线L1，第一安装孔113和第二安装孔114可呈对称设置，且可位于挤出通道112靠近上方的位置上。
三维打印挤出装置1的制造方法是利用金属累积成型打印方式或金属光固化打印方式的，具体金属累积成型打印方式可参见CN106513672A、CN106216665A、CN206276911U，上述文献所揭示的设备执行制造方法，并采用金属三维打印方式制造三维打印挤出装置1；
具体地，制造方法包括：
采用第二金属材料对换线部件12进行打印成型，第二金属材料包括不锈钢、钛合金或锰合金，第二金属材料还可采用一些导热系数低的金属材料；
在换线部件12上采用第一金属材料对打印头11进行打印成型，第一金属材料包括铝基金属合金或铜基金属合金，第一金属材料还可采用一些导热系数高的金属材料；
通过制造方法制造得出如上述方案的一体成型三维打印挤出装置1，当然也是可以不采用一体成型的，即采用可分离式的换线部件12和打印头11，只要设置如上述的输料通道和挤出通道，即可实现本发明目的。
而三维打印机包括多个线材轮、三维打印挤出装置、成型座、移动电机组件和耗材供给电机组件，一个线材轮卷绕有一种成像材料，三维打印挤出装置用于挤出成像材料，三维打印挤出装置采用上述方案的三维打印挤出装置，成型座用于承载成像材料，移动电机组件用于移动三维打印挤出装置，耗材供给电机组件包括多个电机，一个电机用于驱动一种成像材料输送到三维打印挤出装置中的丝料输入端中，成像材料可采用的是金属混合成像材料。
由上可见，利用三维打印的一体成型，使得三维打印挤出装置的通道工艺更好，同时由于是一体成型，为了避免打印头的热量传递至换线部件，故打印头采用导热系数高的材料，而换线部件采用导热系数低的材料，继而避免丝料在换线部件中熔融，且通过输料通道和挤出通道的特殊弯曲设置，使得两个通道均无台阶，更平滑容易地输入打印材料，也无明显的架桥，使得打印机不会出现堵塞情况。
Claims (10)
1.三维打印挤出装置，包括换线部件和打印头，所述换线部件设置有多个丝料输入端、多个输料通道和一个丝料输出端，每个所述丝料输入端通过一个所述输料通道与所述丝料输出端连接，所述打印头设置有挤出通道，所述挤出通道的入料口与所述丝料输出端对接连通，所述挤出通道在最外端设置有出料口；
其特征在于：
所述挤出通道呈锥形设置，所述挤出通道的直径从所述入料口朝向所述出料口单调递减，所述入料口的直径等于所述丝料输出端的直径；
所述输料通道呈弯曲设置，所述输料通道和所述输料通道的曲率中心均位于基于所述挤出通道的轴线的同一侧上。
2.根据权利要求1所述的三维打印挤出装置，其特征在于：
所述输料通道的曲率在0至0.1之间。
3.根据权利要求1所述的三维打印挤出装置，其特征在于：
在所述打印头位于挤出通道的外侧设置有第一安装孔，所述第一安装孔用于安装加热装置。
4.根据权利要求3所述的三维打印挤出装置，其特征在于：
在所述打印头位于挤出通道的外侧设置有第二安装孔，第二安装孔用于安装温度传感器。
5.根据权利要求1至4任一项所述的三维打印挤出装置，其特征在于：
所述三维打印挤出装置是由金属材料一体成型。
6.根据权利要求5所述的三维打印挤出装置，其特征在于：
所述打印头的金属材料包括铝基金属合金或铜基金属合金。
7.根据权利要求6所述的三维打印挤出装置，其特征在于：
所述换线部件的金属材料包括不锈钢、钛合金或锰合金。
8.三维打印机，包括
三维打印挤出装置，所述三维打印挤出装置用于挤出所述成像材料;
成型座，所述成型座用于承载所述成像材料；
移动电机组件，所述移动电机组件用于移动所述三维打印挤出装置;
其特征在于：
所述三维打印挤出装置采用上述权利要求1至7任一项所述的三维打印挤出装置。
9.三维打印挤出装置的制造方法，三维打印挤出装置包括换线部件和打印头，其特征在于：
所述制造方法采用金属三维打印方式制造所述三维打印挤出装置；
所述制造方法包括：
采用第二金属材料对所述换线部件进行打印成型，所述第二金属材料包括不锈钢、钛合金或锰合金；
在所述换线部件上采用第一金属材料对所述打印头进行打印成型，所述第一金属材料包括铝基金属合金或铜基金属合金；
通过所述制造方法制造得出如上述权利要求1至4任一项所述的三维打印挤出装置。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于：
所述金属三维打印方式采用金属累积成型打印方式。
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