CN108099177A - 一种桌面3d打印机喷头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桌面3D打印机喷头，包括喷嘴、加热棒、传感器、散热器、进料管、卡扣、卡头和导料管；喷嘴采用锥台结构，喷嘴侧面安装有用于制热的加热棒和用于监测温度的传感器，喷嘴平面端与散热器固定连接，散热器中穿设有用于输送耗材的进料管，进料管一端与喷嘴连通，进料管另一端与导料管连通，散热器通过卡扣安装在打印机中，并配装用于固定喷头软管的卡头。本发明通过喷嘴、加热棒、传感器、散热器、进料管、卡扣、卡头和导料管的配合，有效防止了喷头堵塞、漏液以及对流散热等情况的发生，弥补了常规3D打印机喷头的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种桌面3D打印机喷头，属于3D打印配套装置技术领域。
背景技术
近年来，随着3D打印技术的逐渐成熟，3D打印机尤其是桌面3D打印机变得越来越普及，其中，打印喷头装置是桌面3D打印机的主要工作部件之一，也是最容易发生故障的部件，所以，打印喷头装置工作的稳定性对3D打印机的使用寿命和打印模型的质量有很大的影响。
目前，市场上大部分桌面3D打印机使用的喷头装置，由于其结构设计等方面存在的缺陷，很容易造成打印机喷头漏液、堵塞的现象发生，是限制桌面3D打印机打印性能提高的一个较为重要的因素。
国外E3D公司推出的volcano打印机喷头，该打印机喷头采用全金属结构设计，喷头在加热过程中热传导较快，导致打印机喷头整体温度比较高，容易引起喉管处聚四氟乙烯管内的PLA耗材过早地软化，导致打印机不能正常打印，甚至会造成喷头的堵塞。此外，该打印机喷头的喉管和加热块、加热块和喷嘴之间采用螺纹连接，处于熔融状态的耗材很容易通过螺纹之间的缝隙溢出，存在喷头漏液缺陷，从而影响打印模型的成型质量。
专利CN206436525U的喷头与3D打印机本体是分体接头，同样存在漏液缺陷。另外，加热块与散热器直接连接，没有隔热接口，通过对流散热，存在耗材提前软化的技术缺陷。
现有技术中，市场上大部分的桌面3D打印机喷头均无法满足现阶段对于桌面3D打印机性能越来越高的发展要求。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种桌面3D打印机喷头及其装配方法，通过喷嘴、加热棒、传感器、散热器、进料管、卡扣、卡头和导料管的配合，有效防止了喷头堵塞、漏液以及对流散热等情况的发生，弥补了常规3D打印机喷头的缺陷。
本发明的技术解决方案是：
一种桌面3D打印机喷头，包括喷嘴、加热棒、传感器、散热器、进料管、卡扣、卡头和导料管；喷嘴采用锥台结构，喷嘴侧面安装有用于制热的加热棒和用于监测温度的传感器，喷嘴平面端与散热器固定连接，散热器中穿设有用于输送耗材的进料管，进料管一端与喷嘴连通，进料管另一端与导料管连通，散热器通过卡扣安装在打印机中，并配装用于固定喷头软管的卡头。
在上述的一种桌面3D打印机喷头中，所述喷嘴中分别设有用于熔融耗材的熔料管和用于配合加热棒的加热块；熔料管和加热块均与喷嘴一体成型，熔料管的长度范围设为10～15mm，加热块的厚度范围设为9～11m；喷嘴锥孔的孔径范围设为0.4～0.8mm，喷嘴锥面的倾斜角范围设为40～50°。
在上述的一种桌面3D打印机喷头中，所述喷嘴上设有用于安装加热棒的圆孔。
在上述的一种桌面3D打印机喷头中，所述喷嘴采用铝合金材料。
在上述的一种桌面3D打印机喷头中，所述加热棒和传感器均通过顶丝固定在喷嘴上。
在上述的一种桌面3D打印机喷头中，所述散热器包括隔热套和散热片；隔热套和散热片均采用回转体结构且同轴贴合，隔热套上设有用于配装喷嘴的法兰，法兰上设有用于螺接喷嘴的通孔；散热片上设有用于配装卡扣的凸缘，凸缘上设有用于卡合卡扣的凹槽。
在上述的一种桌面3D打印机喷头中，所述隔热套高度范围设为14～20mm，所述法兰的厚度范围设为4～6mm。
在上述的一种桌面3D打印机喷头中，所述散热片的数量范围设为4～7片，多片散热片的间隔范围设为1～2mm。
在上述的一种桌面3D打印机喷头中，所述散热片厚度范围设为0.9～1.2mm，散热片的直径范围设为24～28mm。
在上述的一种桌面3D打印机喷头中，所述隔热套采用PEEK材料，散热片采用铝合金材料。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
【1】本发明通过将喷嘴、熔料管、加热块一体化设计，消除了传统喷头中三者相互连接所需要的螺纹，避免了熔融的耗材通过螺纹之间的缝隙溢出，有效地防止了漏液现象的发生。
【2】本发明通过将散热器设计为两部分，分别采用两种不同的材料制造，下半部分耐热材料由于导热系数低，使热量不能很快传递到上半部分拥有高导热系数的金属材料，有效降低了散热器整体的温度，很好地改善了传统喷头中耗材因为温度过高而过早软化的现象，极大地减少了喷头堵塞现象的发生。
【3】本发明的喷嘴直径适用于0.2-1.2㎜的加工范围，可以较好的匹配市场上现有的1.75-3.00㎜直径范围内的耗材。
【4】本发明整体结构紧凑，适用于多种工作环境，且具有较长的使用寿命，在复杂工况下依然能够良好运转，具备通用性强、适用范围广的特点，市场应用前景非常广阔。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明结构图
图2为本发明剖视图
图3为喷嘴的剖视图
图4为隔热套剖视图
图5为散热片剖视图
其中：1喷嘴；2加热棒；3传感器；4散热器；5进料管；6卡扣；7卡头；8导料管；41隔热套；42散热片
具体实施方式
为使本发明的方案更加明了，下面结合附图说明和具体实施例对本发明作进一步描述：
如图1～5所示，一种桌面3D打印机喷头，包括喷嘴1、加热棒2、传感器3、散热器4、进料管5、卡扣6、卡头7和导料管8；喷嘴1采用锥台结构，喷嘴1侧面安装有用于制热的加热棒2和用于监测温度的传感器3，喷嘴1平面端与散热器4固定连接，散热器4中穿设有用于输送耗材的进料管5，进料管5一端与喷嘴1连通，进料管5另一端与导料管8连通，散热器4通过卡扣6安装在打印机中，并配装用于固定喷头软管的卡头7。
优选的，喷嘴1中分别设有用于熔融耗材的熔料管和用于配合加热棒2的加热块；熔料管和加热块均与喷嘴1一体成型，熔料管的长度范围设为10～15mm，加热块的厚度范围设为9～11m；喷嘴1锥孔的孔径范围设为0.4～0.8mm，喷嘴1锥面的倾斜角范围设为40～50°。
优选的，喷嘴1上设有用于安装加热棒2的圆孔。
优选的，喷嘴1采用铝合金材料。
优选的，加热棒2和传感器3均通过顶丝固定在喷嘴1上。
优选的，散热器4包括隔热套41和散热片42；隔热套41和散热片42均采用回转体结构且同轴贴合，隔热套41上设有用于配装喷嘴1的法兰，法兰上设有用于螺接喷嘴1的通孔；散热片42上设有用于配装卡扣6的凸缘，凸缘上设有用于卡合卡扣6的凹槽。
优选的，隔热套41高度范围设为14～20mm，所述法兰的厚度范围设为4～6mm。
优选的，散热片42的数量范围设为4～7片，多片散热片42的间隔范围设为1～2mm。
优选的，散热片42厚度范围设为0.9～1.2mm，散热片42的直径范围设为24～28mm。
优选的，隔热套41采用PEEK材料，散热片42采用铝合金材料。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。
本发明说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知技术。
Claims (10)
1.一种桌面3D打印机喷头，其特征在于：包括喷嘴(1)、加热棒(2)、传感器(3)、散热器(4)、进料管(5)、卡扣(6)、卡头(7)和导料管(8)；喷嘴(1)采用锥台结构，喷嘴(1)侧面安装有用于制热的加热棒(2)和用于监测温度的传感器(3)，喷嘴(1)平面端与散热器(4)固定连接，散热器(4)中穿设有用于输送耗材的进料管(5)，进料管(5)一端与喷嘴(1)连通，进料管(5)另一端与导料管(8)连通，散热器(4)通过卡扣(6)安装在打印机中，并配装用于固定喷头软管的卡头(7)。
2.根据权利要求1所述的一种桌面3D打印机喷头，其特征在于：所述喷嘴(1)中分别设有用于熔融耗材的熔料管和用于配合加热棒(2)的加热块；熔料管和加热块均与喷嘴(1)一体成型，熔料管的长度范围设为10～15mm，加热块的厚度范围设为9～11m；喷嘴(1)锥孔的孔径范围设为0.4～0.8mm，喷嘴(1)锥面的倾斜角范围设为40～50°。
3.根据权利要求2所述的一种桌面3D打印机喷头，其特征在于：所述喷嘴(1)上设有用于安装加热棒(2)的圆孔。
4.根据权利要求3所述的一种桌面3D打印机喷头，其特征在于：所述喷嘴(1)采用铝合金材料。
5.根据权利要求1所述的一种桌面3D打印机喷头，其特征在于：所述加热棒(2)和传感器(3)均通过顶丝固定在喷嘴(1)上。
6.根据权利要求1所述的一种桌面3D打印机喷头，其特征在于：所述散热器(4)包括隔热套(41)和散热片(42)；隔热套(41)和散热片(42)均采用回转体结构且同轴贴合，隔热套(41)上设有用于配装喷嘴(1)的法兰，法兰上设有用于螺接喷嘴(1)的通孔；散热片(42)上设有用于配装卡扣(6)的凸缘，凸缘上设有用于卡合卡扣(6)的凹槽。
7.根据权利要求6所述的一种桌面3D打印机喷头，其特征在于：所述隔热套(41)高度范围设为14～20mm，所述法兰的厚度范围设为4～6mm。
8.根据权利要求6所述的一种桌面3D打印机喷头，其特征在于：所述散热片(42)的数量范围设为4～7片，多片散热片(42)的间隔范围设为1～2mm。
9.根据权利要求8所述的一种桌面3D打印机喷头，其特征在于：所述散热片(42)厚度范围设为0.9～1.2mm，散热片(42)的直径范围设为24～28mm。
10.根据权利要求6所述的一种桌面3D打印机喷头，其特征在于：所述隔热套(41)采用PEEK材料，散热片(42)采用铝合金材料。
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