CN108044933A - 一种组合式喷染3d打印机的喷头系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组合式喷染3D打印机的喷头系统，包括原料通道、出料口、出料喷头、储料盒、热熔机构、控制处理器；所述出料口为所述原料通道内壁的通孔；所述储料盒为可封闭硬盒，其表面设置单向透气的透气阀；所述出料喷头还包括：输料管、连接头；所述连接头包括高压喷口，所述高压喷口用于喷射色料；所述连接头与出料口一一对应；所述原料通道顶部与所述热熔机构连接，所述热熔机构用于将原料丝融化，所述热熔机构还包括喷嘴，融化后的原料丝将由喷嘴挤压而出；所述控制处理器与所述高压喷口连接；所述控制处理器内还存储有储料盒编号，所述储料盒对应相应的颜色，所述控制处理器根据需要的颜色向对应储料盒相应的高压喷口输出开启信号。

Description

一种组合式喷染3D打印机的喷头系统

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及一种组合式喷染3D打印机的喷头系统。

背景技术

3D打印又称加法制造、积层制造，可指任何打印三维物体的过程。3D打印主要是一个不断添加的过程，在计算机控制下层叠原材料。“3D打印”这个词的原意是指将材料有序沉积到粉末层喷墨打印头的过程。最近此词的含义已经扩大到广泛包括的各种技术，如挤压和烧结过程。技术标准一般使用“增量制造”这个术语来表达这个广泛含义。

目前，常见的3D打印是通过对线型耗材进行热熔，使线型耗材变为流动的状态，根据计算机的控制层叠材料，一般3D打印的产品为单色，若希望打印出彩色的产品，则需要使用各种颜色的线型耗材，并且为避免颜色的混合，需要使用多个喷嘴。在使用过程中不断更换不同色彩的线型耗材，不仅操作繁琐、需要随时关注进度、增加工作量，还增加了线型耗材的成本，用户需要备有各种色彩的线型耗材，若出现不在备选范围内的颜色时，则无法打印出需要的颜色。

发明内容

发明目的：针对背景技术中提到的问题，本发明提供一种组合式喷染3D打印机的喷头系统。

技术方案：一种组合式喷染3D打印机的喷头系统，包括原料通道、出料口、出料喷头、储料盒、热熔机构、控制处理器；所述原料通道为一管道，所述出料口为所述原料通道内壁的通孔；所述出料喷头为复数个；所述储料盒为可封闭硬盒，其内存储色料，其表面设置单向透气的透气阀，所述透气阀仅能向所述储料盒内透气；所述出料喷头还包括：输料管、连接头；所述输料管一端与所述储料盒连接，所述输料管的另一端与所述连接头底部连接，所述输料管将所述储料盒中的色料向所述连接头输出；所述连接头包括高压喷口，所述高压喷口用于喷射色料；所述连接头与出料口一一对应；所述原料通道顶部与所述热熔机构连接，所述热熔机构用于将原料丝融化，所述热熔机构还包括喷嘴，融化后的原料丝将由喷嘴挤压而出；所述控制处理器与所述高压喷口连接，所述若所述控制处理器向所述高压喷口输出开启信号，所述高压喷口开启；所述控制处理器内还存储有储料盒编号，所述储料盒对应相应的颜色，所述控制处理器根据需要的颜色向对应储料盒相应的高压喷口输出开启信号。

作为本发明的一种优选方式，还包括，所述高压喷口的底部设置转向机构，所述转向机构与所述控制处理器连接，所述控制处理器向所述高压喷口输出开启信号的同时也向所述转向机构输出转向信号；所述转向机构接收到转向信号后将在垂直方向移动。

作为本发明的一种优选方式，还包括，所述出料喷头可协同工作。

作为本发明的一种优选方式，还包括，所述控制处理器向所述高压喷口输出调整信号，所述高压喷口根据调整信号调整喷出量。

作为本发明的一种优选方式，用户通过控制处理器设定需要的色号，若用户需要的色号非储料盒中原有色号，所述控制处理器将分析色号组成，并根据色号组成向所述高压喷口分别输出开启信号，同时输出调整信号。

作为本发明的一种优选方式，还包括，所述高压喷口为雾状喷口。

作为本发明的一种优选方式，还包括回收圈，所述回收圈连接于所述原料通道下端，呈圆环状，所述回收圈的外圈与所述原料通道内壁连接。

作为本发明的一种优选方式，所述回收圈还包括防溢环，所述防溢环与所述回收圈的内圈竖直连接。

作为本发明的一种优选方式，所述回收圈与原料通道连接位置设置一废料口，所述废料口与废料管连接。

本发明实现以下有益效果：

1.通过在热熔机构后续的高压喷口对热熔后的线材进行染色，达到仅需要一种颜色的线材即可打印多种色彩；

2.通过设置转向机构，将色料喷洒均匀，并通过多个高压喷口的配合工作实现配色；

3.通过对原料通道内壁的色料回收，减少色料对于成形产品的影响。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本发明提供的一种组合式喷染3D打印机的喷头系统的原料通道内部示意图；

图2为本发明提供的一种组合式喷染3D打印机的喷头系统的储料盒示意图；

图3为本发明提供的一种组合式喷染3D打印机的喷头系统的系统框图；

图4为本发明提供的第二种组合式喷染3D打印机的喷头系统的原料通道内部示意图；

图5为本发明提供的第二种组合式喷染3D打印机的喷头系统的系统框图；

图6为本发明提供的第三种组合式喷染3D打印机的喷头系统的原料通道内部示意图；

图7为本发明提供的第三种组合式喷染3D打印机的喷头系统的回收圈与防溢环俯视示意图。

其中：1.原料通道、2.出料口、3.出料喷头、310.输料管、320.连接头、321.高压喷口、4.储料盒、410.透气阀、5.热熔机构、510.喷嘴、6.控制处理器、7.转向机构、8.回收圈、9.防溢环、10.废料口、11.废料管。

具体实施方式

下面将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，而不是全部的实施例。

实施例一

参考图1-3，图1为本发明提供的一种组合式喷染3D打印机的喷头系统的原料通道内部示意图；

图2为本发明提供的一种组合式喷染3D打印机的喷头系统的储料盒示意图；

图3为本发明提供的一种组合式喷染3D打印机的喷头系统的系统框图。

具体的，一种组合式喷染3D打印机的喷头系统，包括原料通道1、出料口2、出料喷头3、储料盒4、热熔机构5、控制处理器6。

所述原料通道1为一管道，所述出料口2为所述原料通道1内壁的通孔。所述原料通道1顶部与所述热熔机构5连接，所述热熔机构5用于将原料丝融化，所述热熔机构5还包括喷嘴510，融化后的原料丝将由喷嘴510挤压而出。所述原料通道1可为两端口径一致的的管道或一端为细口的管道，所述原料通道1垂直于水平面设置，其上端与所述热熔机构5连接，所述热熔机构5即为将线型耗材进行热熔的机构，线型耗材与所述热熔机构5连接，热熔机构5在工作时持续将线型耗材进行热熔。所述喷嘴510设置于所述热熔机构5的底部，所述喷嘴510将被热熔机构5融化的线型耗材挤压并从喷嘴510中均匀挤出。所述原料通道1套设于所述喷嘴510外侧。所述原料通道1颞部为中空，所述出料口2设置于所述原料通道1内壁，所述出料口2为一通孔，所述出料口2可有若干个，分布于所述原料通道1内壁。所述出料口2可分布于同一水平位置，也可通过错落分布提高出料口2的数量。

所述储料盒4为可封闭硬盒，其内存储色料，其表面设置单向透气的透气阀410，所述透气阀410仅能向所述储料盒4内透气。所述储料盒4内存储有各种色料，所述色料何为液态、固态、粉末状等，根据用户的选择确定，所述透气阀410设置于所述储料盒4表面，用于向所述储料盒4内部通气，在储料盒4内部的色料逐渐减少时平衡储料盒4内部与外界的气压。所述储料盒4可为透明储料盒4，便于用户观察色料的用量并在色料过少时及时补充。所述储料盒4开启，便于用户补充色料。作为另一种储料盒4的设置方式，所述储料盒4也可为一次性使用，在色料使用完毕后对相应储料盒4进行更换。

所述出料喷头3为复数个。所述出料喷头3用于将所述储料盒4中的色料喷出。所述出料喷头3还包括：输料管310、连接头320。所述输料管310一端与所述储料盒4连接，所述输料管310连通所述储料盒4，将所述储料盒4中的色料输出。所述输料管310的另一端与所述连接头320底部连接，所述输料管310将所述储料盒4中的色料向所述连接头320输出，所述输料管310输出的色料将进入所述连接头320。所述连接头320包括高压喷口321，所述高压喷口321用于喷射色料，所述高压喷口321设置于所述出料口2，即所述连接头320与出料口2一一对应，所述高压喷口321自出料口2伸出或与所述出料口2对应，所述高压喷口321通过出料口2将色料向所述原料通道1内喷射。

所述控制处理器6与所述高压喷口321连接，所述若所述控制处理器6向所述高压喷口321输出开启信号，所述高压喷口321开启。所述控制处理器6内还存储有储料盒4编号，所述储料盒4对应相应的颜色，所述控制处理器6根据需要的颜色向对应储料盒4相应的高压喷口321输出开启信号。所述控制处理器6向所述高压喷口321输出开启信号，所述高压喷口321根据开启信号开始工作。所述控制处理器6将所述储料盒4进行编号，作为一种方式，将所述储料盒4与相应的高压喷口321对应标号，例如：

	储料盒4	高压喷口321
			第一组	A1	B1
第二组	A2	B2
			第三组	A3	B3

所述控制处理器6还将所述储料盒4与储料盒4中的色料对应，例如：

	储料盒4	色料
			第一组	A1	红
第二组	A2	黄
			第三组	A3	蓝

所述控制处理器6在确认需要的色料后，将根据存储的对应关系，向该色料对应的高压喷口321输出开启信号，对应的高压喷口321将向原料通道1内喷出色料对熔融的线材进行染色。

实施例二

参考图4-5，图4为本发明提供的第二种组合式喷染3D打印机的喷头系统的原料通道内部示意图；

图5为本发明提供的第二种组合式喷染3D打印机的喷头系统的系统框图。

本实施例与上述实施例一基本相同，不同之处在于，还包括，所述高压喷口321的底部设置转向机构7，所述转向机构7与所述控制处理器6连接，所述控制处理器6向所述高压喷口321输出开启信号的同时也向所述转向机构7输出转向信号。所述转向机构7接收到转向信号后将在垂直方向移动。所述转向机构7用于将所述高压喷口321的喷出方向进行调整，为提高染色的效率和染色均匀度，所述转向机构7可在垂直方向进行转向，所述转向机构7转向的同时，所述高压喷口321也随之转向。所述控制处理器6向所述转向机构7输出转向信号，所述转向机构7将根据转向信号匀速上下转向。所述转向机构7

优选的，还包括，所述出料喷头3可协同工作。所述出料喷头3可同时工作，即可对色料进行混合，对线材进行混合上色。所述控制处理器6向不同的高压喷口321同时输出开启信号，接收到开启信号的高压喷口321将进行喷射色料。同时喷射的色料将在线材表面进行混合，为提高染色效率可使用色粉进行染色。

另外，为上色均匀，可有若干个高压喷口321喷出相同颜色的色料，具体的数量可根据需求设置，即在对应的储料盒4中放置相同的色料即可。在实际操作中，可将在原料通道1中相对的高压喷头的对应的储料盒4放置相同的色料，以帮助均匀染色。

优选的，还包括，所述控制处理器6向所述高压喷口321输出调整信号，所述高压喷口321根据调整信号调整喷出量。所述高压喷口321可调整喷出量，作为一种调整方式，所述高压喷口321可调整喷口的直径，以此控制喷出量。所述调整信号可包括调大与调小，作为一种方式，所述调整信息可包括将喷出量调整至初始喷出量的比例，例如将喷出量调整为初始喷出量的25%，所述高压喷口321将会根据调整信号将喷口直径调整为初始的25%。

优选的，用户通过控制处理器6设定需要的色号，若用户需要的色号非储料盒4中原有色号，所述控制处理器6将分析色号组成，并根据色号组成向所述高压喷口321分别输出开启信号，同时输出调整信号。若设定的色号并不存在于所述储料盒4中时，所述控制处理器6将根据色号的组成，分别确定需要被使用的色料，对于颜色的处理可根据CMYK套色模式来处理。所述控制处理器6获取需要的色料后，将向该色料对应的高压喷口321输出开启信号，所述高压喷口321将该色料向线材喷出。

实施例三

参考图6-7，图6为本发明提供的第三种组合式喷染3D打印机的喷头系统的原料通道内部示意图；

图7为本发明提供的第三种组合式喷染3D打印机的喷头系统的回收圈与防溢环俯视示意图。

本实施例与上述实施例一与实施例二基本相同，不同之处在于，优选的，还包括，所述高压喷口321为雾状喷口。所述高压喷口321将喷出雾状的色料，便于色料的均匀着色，也避免对熔融线材的大力冲击，影响熔融线材的下落的精确度。

优选的，还包括回收圈8，所述回收圈8连接于所述原料通道1下端，呈圆环状，所述回收圈8的外圈与所述原料通道1内壁连接。所述回收圈8的外圈与原料通道1的内壁相连接，所述回收圈8与原料通道1的内壁形成锐角，即所述回收圈8为一异型圆环，自所述原料通道1内壁滑落的色料可被所述回收圈8收集，避免掉落影响产品的颜色。

优选的，所述回收圈8还包括防溢环9，所述防溢环9与所述回收圈8的内圈竖直连接。所述防溢环9连接于所述回收圈8，且与所述回收圈8是内圈竖直连接，即所述防溢环9与水平垂直。

作为本发明的一种优选方式，所述回收圈8与原料通道1连接位置设置一废料口10，所述废料口10与废料管11连接。落于回收圈8的色料将通过废料口10排出，所述废料管11与所述废料口10连接，所述废料管11将色料导出。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种组合式喷染3D打印机的喷头系统，其特征在于，包括原料通道（1）、出料口（2）、出料喷头（3）、储料盒（4）、热熔机构（5）、控制处理器（6）；所述原料通道（1）为一管道，所述出料口（2）为所述原料通道（1）内壁的通孔；所述出料喷头（3）为复数个；所述储料盒（4）为可封闭硬盒，其内存储色料，其表面设置单向透气的透气阀（410），所述透气阀（410）仅能向所述储料盒（4）内透气；所述出料喷头（3）还包括：输料管（310）、连接头（320）；所述输料管（310）一端与所述储料盒（4）连接，所述输料管（310）的另一端与所述连接头（320）底部连接，所述输料管（310）将所述储料盒（4）中的色料向所述连接头（320）输出；所述连接头（320）包括高压喷口（321），所述高压喷口（321）用于喷射色料；所述连接头（320）与出料口（2）一一对应；所述原料通道（1）顶部与所述热熔机构（5）连接，所述热熔机构（5）用于将原料丝融化，所述热熔机构（5）还包括喷嘴（510），融化后的原料丝将由喷嘴（510）挤压而出；所述控制处理器（6）与所述高压喷口（321）连接，所述若所述控制处理器（6）向所述高压喷口（321）输出开启信号，所述高压喷口（321）开启；所述控制处理器（6）内还存储有储料盒（4）编号，所述储料盒（4）对应相应的颜色，所述控制处理器（6）根据需要的颜色向对应储料盒（4）相应的高压喷口（321）输出开启信号。

2.根据权利要求1所述的一种组合式喷染3D打印机的喷头系统，其特征在于，还包括，所述高压喷口（321）的底部设置转向机构（7），所述转向机构（7）与所述控制处理器（6）连接，所述控制处理器（6）向所述高压喷口（321）输出开启信号的同时也向所述转向机构（7）输出转向信号；所述转向机构（7）接收到转向信号后将在垂直方向移动。

3.根据权利要求1所述的一种组合式喷染3D打印机的喷头系统，其特征在于，还包括，所述出料喷头（3）可协同工作。

4.根据权利要求1所述的一种组合式喷染3D打印机的喷头系统，其特征在于，还包括，所述控制处理器（6）向所述高压喷口（321）输出调整信号，所述高压喷口（321）根据调整信号调整喷出量。

5.根据权利要求3或4所述的一种组合式喷染3D打印机的喷头系统，其特征在于，用户通过控制处理器（6）设定需要的色号，若用户需要的色号非储料盒（4）中原有色号，所述控制处理器（6）将分析色号组成，并根据色号组成向所述高压喷口（321）分别输出开启信号，同时输出调整信号。

6.根据权利要求1所述的一种组合式喷染3D打印机的喷头系统，其特征在于，还包括，所述高压喷口（321）为雾状喷口。

7.根据权利要求1所述的一种组合式喷染3D打印机的喷头系统，其特征在于，还包括回收圈（8），所述回收圈（8）连接于所述原料通道（1）下端，呈圆环状，所述回收圈（8）的外圈与所述原料通道（1）内壁连接。

8.根据权利要求7所述的一种组合式喷染3D打印机的喷头系统，其特征在于，所述回收圈（8）还包括防溢环（9），所述防溢环（9）与所述回收圈（8）的内圈竖直连接。

9.根据权利要求7所述的一种组合式喷染3D打印机的喷头系统，其特征在于，所述回收圈（8）与原料通道（1）连接位置设置一废料口（10），所述废料口（10）与废料管（11）连接。