CN108544749A - 3d打印墨盒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及3D打印技术领域，公开了3D打印墨盒，包括墨盒本体，墨盒本体靠近进料方向的侧壁水平设有导向板，墨盒本体内水平设置有与原色线材点接触的导向架，导向板上竖向设置有用于给原色线材钻盲孔的打孔机构，墨盒本体内上端面设置有联动机构和喷头，联动机构包括活动腔和固定腔，固定腔内设置有供料机构，供料机构与喷头连接，活动腔内竖向设置有多个隔板，活动腔通过隔板分为多个用于控制不同染料粉末的控制腔，每个控制腔内沿水平方向设置有滑板，滑板将控制腔分为上腔和下腔，下腔内装有液体。本发明对原色线材进行打孔染色，避免染料粉末与原色线材脱离，提高染色效果；同时，采取独立喷墨的结构，使得喷墨不会出现混色的现象。

Description

3D打印墨盒

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及3D打印墨盒。

背景技术

目前，3D打印机要想打印出不同颜色的产品或同一产品内部多种色彩交错搭接的产品 时，需要准备各种颜色的线型耗材。打印时，根据需要更换不同色彩的线材，制出满足需求 的多彩产品。这种利用耗材本身固有颜色来选择原料的加工形式，不仅更换线材步骤比较繁 琐，工作效率低，且由于耗材颜色种类较少，使得应用受到了限制。另外，实际生产过程中， 因为色彩问题，需要储备的货量比较庞大。例如，企业备货每色500卷，如果需要7种颜色， 备货就要3500卷，导致备货数量成倍增加，这样很容易出现备货处出现积料或亏料的问题。

为此，中国专利公告号为CN105109047B公开了一种3D打印墨盒，包括有墨盒主体和侧 盖，墨盒主体的空腔用于容置染料粉末和多孔材料，在墨盒主体的顶板和底板的对应位置均 开设有线材孔，多孔材料围裹在线材孔周边使得该多孔材料对穿经墨盒内腔的线材形成接触 时包裹，多孔材料外的墨盒空腔用于容置染料粉末。本专利可以解决打印耗材色彩种类限制 对产品花色限制以及备货数量大的问题。但是，上述方案存在以下问题：1、上述方案中采 用在多孔材料中放置染料粉末，然后将原色线材穿过多孔材料，并使得原色线材与多孔材料 进行摩擦，从而对原色线材的外表面进行染色，但是仅仅只将染料粉末涂抹在原色线材的外 表面，很容易在传送过程中脱落，染色效果不佳。2、上述方案是通过多孔材料中放置染料 粉末，然后将原色线材穿过多孔材料，并使得原色线材与多孔材料进行摩擦，从而对原色线 材的外表面进行染色，这样对不同段的原色材料染不同的颜色，需要对多孔材料中的染料粉 末进行清理，然后再混合所需颜色的染料粉末，由于多孔材料的孔径比较小，很容易残留染 料，容易出现混色的情况。

发明内容

本发明意在提供3D打印墨盒，对原色线材进行打孔染色，避免染料粉末与原色线材脱 离，提高染色效果；同时，采取独立喷墨的结构，使得喷墨不会出现混色的现象。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：3D打印墨盒，包括墨盒本体，墨盒本体的 两侧沿水平方向开设有同轴线的线材孔，所述墨盒本体的侧壁设有导向板，导向板与线材孔 处于同一水平面，所述墨盒本体内水平设置有与原色线材点接触的导向架，导向板上竖向设 置有用于给原色线材钻盲孔的打孔机构，墨盒本体内上端面设置有联动机构和喷头，联动机 构的横截面形状为圆形，联动机构从上至下依次包括活动腔和固定腔，活动腔和固定腔通过 支板进行连接，固定腔内设置有供料机构，供料机构与喷头连接，活动腔内竖向设置有多个 隔板，活动腔通过隔板分为多个用于控制不同染料粉末的控制腔，隔板的下端两侧均连接有 第一限位块，第一限位块与支板之间设有第一间隙，每个控制腔内沿水平方向设置有滑板， 滑板沿着控制腔的侧壁上下滑动，滑板位于第一限位块的上方，滑板将控制腔分为上腔和下 腔，上腔内竖向设置有第一推杆，第一推杆的上端伸出上腔，第一推杆的上端套设有固定套 管，第一推杆与固定套管滑动连接，固定套管的上端面连接有杆帽，第一推杆的下端固定连 接有楔形弹块，楔形弹块的下端与滑板的上端面固定连接，上腔内设置有锁止机构；下腔内 装有液体，滑板的下端面与支板的上端面通过第一弹簧连接，滑板的下端竖向连接有第一凸 块，第一凸块的下端伸入第一弹簧内，支板的上端面竖向连接有控制供料机构的触发开关， 触发开关的上端伸入第一弹簧内，第一凸块与触发开关之间设有第二间隙。

本方案的原理是：实际应用时，首先打开打孔机构，将原色线材放置在导向板内，通过 3D打印机的送料机构推送原色线材向墨盒本体方向运动，原色线材推送至打印机构处，打印 机构对原色线材的上端面进行打盲孔。打印完成后，人为的用手向下按压所需颜色的染料粉 末的杆帽，杆帽下面固定连接的固定套管推动推杆向下运动，推杆推动楔形弹块压缩变形， 楔形弹块会推动滑板沿着活动腔的内壁向下运动，这样下腔的空间变小，下腔内的液体会沿 着第一间隙向其他连通的活动腔内流去，这样其他活动腔内的液体增多，其他活动腔内的滑 板在液体的作用下向上运动。此时，第一弹簧压缩变形，第一间隙的距离变小，直至第一凸 块的下端与触发开关的上端相抵，然后通过上腔内的锁止机构对推杆进行锁止，使得滑板所 处的位置固定。这样通过触发开关控制的供料机构开启，供料机构为与其连通的喷头供应相 应颜色的染料粉末，所需颜色的染料粉末喷在原色线材的盲孔内。对该颜色的原色线材喷涂 完成后，人为用手继续向下按压杆帽，与杆帽固定连接的固定套管向下运动，固定套管推动 推杆向下运动，推杆推动楔形弹块继续挤压变形，然后人为放开杆帽，楔形弹块向上反弹， 产生一定的扭矩，使得推杆相对固定套管进行偏转一定的角度，这样推杆解锁后向上运动。 此时，推杆带动滑板向上运动，第一弹簧恢复原位，第一凸块与触发开关分离，供料机构停 止工作。同时，下腔内的空间变大，由于该活动腔与其他活动腔连通，为此，液体通过第一 间隙流回至该活动腔的下腔内，其他活动腔内的滑板恢复原来的位置。

有益效果：

1、本发明中通过打孔机构对原色线材的上表面打盲孔，然后通过喷头对原色线材喷涂 所需的染料粉末，其中，一部分染料粉末会进入盲孔内，另一部分染料粉末会粘在原色线材 的表面，之后将其传送至3D打印机的融化段，染料粉末与原色线材均融化成液体状，使得 原色线材被染为所需的颜色。通过在原色线材上面打盲孔，这样可以使原色线材上涂抹更多 的染料粉末，避免染料粉末在传送过程中脱落，从而提高了染色的效果。

2、本发明中设置墨盒本体靠近进料方向的侧壁水平设有导向板，这样原色线材在打孔 时，导向板可以给予原色线材一定的支撑作用，避免原色线材在打孔过程中变形。同时，墨 盒本体内水平设置有与原色线材点接触的导向架，这样原色线材在喷染料粉末的时候，大部 分的染料粉末会喷在盲孔内和原色线材的表面，但是一部分染料粉末会沿着导向架流至墨盒 本体的底部，不会在导向架上残留染料粉末，这样不会影响后面喷染料粉末的原色线材，避 免出现混色的情况。

3、本发明中通过将不同颜色放置在不同的供料机构内，然后通过按压联动机构内所需 颜色的杆帽，该活动腔内的液体流至其他活动腔内，使得第一凸块与触发开关相抵，从而对 原色线材喷这种颜色的染料粉末，而其他颜色的供料机构不会被开启，使得供料机构相互独 立工作，且每个颜色的喷墨管道都是独立的，不会出现混色的情况。

4、本发明中通过设置第一推杆与固定套管滑动连接，第一推杆的下端设置有楔形弹块， 当向下挤压第一推杆时，楔形弹块压缩变形，第一推杆通过锁止机构被锁定。当需要对其解 锁时，由于楔形弹块还有一些变形的余量，为此，继续向下按压第一推杆，楔形弹块压缩变 形至其压缩变形的极限值，然后将第一推杆上面的按压力撤走，楔形弹块会出现向上的反弹 力，并且由于楔形弹块的上表面为倾斜设置，这样楔形弹块会推动与其固定连接的第一推杆 有一定的扭转力，从而对第一推杆进行解锁。通过这样的结构设置，使得第一推杆的锁止和 解锁两种状态切换更加方便，从而自动控制供料机构的开启和关闭。

优选的，供料机构包括气泵、储料箱和排料箱，气泵固定连接在固定腔内，储料箱和排 料箱均固定连接在固定腔的底部，气泵与排料箱的上端面通过第一气管连通，储料箱的底部 通过第一管道与排料箱连通，排料箱内沿侧壁滑动连接有推板，推板的上端面通过第三弹簧 与排料箱的上端面连接，推板的上端面竖向连接有拉杆，排料箱的下端依次连通有第二管道 和排料管，排料管倾斜设置，排料管上竖向滑动连接有挡板，挡板的下端与拉杆的端部连接。

储料箱内的染料粉末在自身重力作用下，沿着第一管道流至排料箱内，当第一凸块与触 发开关相抵时，气泵开启，气泵内的转子进行正转，将外界的空气通过第一气管将其抽入排 料箱的上部，随着气体的增多，气体推动推板向下运动，第三弹簧被拉伸变形，推板推动排 料箱内的染料粉末向下运动，染料粉末沿着第二管道进入排料管内，随着推板向下运动，与 推板固定连接的拉杆也向下运动，这样拉杆向下拉动挡板，排料管打开，染料粉末沿着排料 管进入喷头内，从而喷在原色线材的盲孔和表面上。当喷涂工序完成后，将第一凸块与触发 开关分离，气泵停止工作，这样第三弹簧恢复原位，第三弹簧带动推板恢复原位，推板带动 拉杆向上运动，拉杆带动挡板向上运动，这样排料管被堵住，储料箱内的染料粉末在自身重 力作用下对排料箱内进行补给。通过这样的供料机构，可以实现染料粉末的及时推送以及补 充，使得喷涂在原色线材上的染料更加均匀。

优选的，锁止机构包括第二弹簧，第二弹簧分别水平固定连接在上腔的两侧，第二弹簧 靠近第一推杆的一端固定连接有滚珠，上腔的两侧水平固定连接有第二凸块，第二凸块的自 由端伸入第二弹簧内，第一推杆的两侧开设有可与滚珠配合的凹槽。当人们用手向下按压杆 帽时，第一推杆向下运动，并挤压楔形弹块压缩变形，第二弹簧推动滚珠嵌入凹槽内，此时， 第一凸块与触发开关相抵，这样对第一推杆进行了锁止。通过设置该锁止机构，可以在控制 供料机构开启的同时，对第一推杆进行锁止，避免第一推杆向上运动，锁止比较及时。

优选的，墨盒本体内设置有固定板，固定板位于喷头的下方，固定板倾斜向下设置，墨 盒本体位于固定板低端的一侧开设有开口，开口处固定连接有敞口的收集箱。这样在对原色 线材喷涂染料时，多余的染料粉末会落到固定板上，并在自身重力作用下，染料粉末会落入 收集箱内，或者人们定期打开墨盒本体，将固定板上的染料粉末扫入收集箱内，便于对上述 染料粉末进行收集和打扫。

优选的，导向板的横截面形状为U形，导向板的底部开设有多个排屑孔。这样可以对原 色线材起到一定的导向作用，同时，打孔后的废屑可以沿着排屑孔排出，避免废屑影响后面 原色线材的传送。

优选的，多个喷头通过连接板相互连接，连接板的形状为圆弧状。这样可以对喷头进行 加固，增加结构的稳定性。

附图说明

图1为本发明3D打印墨盒的实施例的结构示意图；

图2为图1中凸轮、转轴、电机、水平板和竖向杆之间的装配结构示意图；

图3为图1中联动机构的俯视图；

图4为图1中导向板的结构示意图；

图5为图1中导向架的结构示意图；

图6为图1中联动机构以及喷头的展开的结构示意图；

图7为图6中A处的局部放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：墨盒本体1、导向板2、打孔板3、活动杆4、固定杆5、支撑杆6、尖头7、活动槽8、第四弹簧9、凸轮10、水平板11、竖向杆12、卡环13、转轴 14、电机15、连杆16、圆弧环17、喷头18、联动机构19、活动腔20、固定腔21、支板22、 隔板23、第一限位块24、滑板25、第一推杆26、固定套管27、杆帽28、楔形弹块29、第 二弹簧30、滚珠31、第二凸块32、凹槽33、第一弹簧34、第一凸块35、触发开关36、气 泵37、储料箱38、排料箱39、第一气管40、第一管道41、推板42、第三弹簧43、拉杆44、 第二管道45、排料管46、挡板47、连接板48、固定板49、收集箱50。

实施例如图1、图2和图4所示：3D打印墨盒，包括墨盒本体1，墨盒本体1的两侧沿水平方向均开设有线材孔，两个线材孔同轴线，墨盒本体1的左侧沿水平方向焊接有导向板2，导向板2与线材孔处于同一水平面，导向板2的横截面形状为U形，导向板2的底部开 设有多个排屑孔。导向板2的侧壁竖向焊接有打孔机构，打孔机构包括打孔板3、活动杆4 和固定杆5，打孔板3位于导向板2的正上方，打孔板3水平设置，活动杆4的上端与打孔 板3的一侧焊接，活动杆4与打孔板3相互垂直，打孔板3的下端面竖向焊接有四个支撑杆 6，支撑杆6的下端焊接有尖头7。活动杆4的内侧开设有活动槽8，固定杆5竖向焊接在导 向板2的一侧，固定杆5的上端伸入活动槽8内，固定杆5的上端通过第四弹簧9与活动槽 8的上端连接，固定杆5的两侧与活动槽8滑动连接。打孔板3的正上方设置有凸轮10，凸 轮10可间歇的推动打孔板3上下运动，导向板2的另一侧水平焊接有水平板11，水平板11 上竖向焊接有竖向杆12，竖向杆12的上端螺栓连接有卡环13，卡环13内水平设置有转轴 14，转轴14的一端与凸轮10键连接，转轴14的另一端连接有电机15。

如图1、图3、图5、图6和图7所示，墨盒本体1内水平焊接有导向架，导向架包括焊接在墨盒本体1两侧的两个连杆16，两个连杆16平行设置，两个连杆16之间的左侧和右侧均焊接有圆弧环17，圆弧环17位于连杆16的下方。墨盒本体1内上端面焊接有联动机构 19和喷头18，联动机构19的横截面形状为圆形，联动机构19从上至下依次包括活动腔20 和固定腔21，活动腔20和固定腔21之间通过支板22进行连接，活动腔20内竖向间隔焊接 有三个隔板23，活动腔20通过隔板23分为四个控制腔，隔板23的下端两侧均焊接有第一 限位块24，第一限位块24与支板22之间设有第一间隙，每个控制腔内沿水平方向均设置有 滑板25，滑板25沿着控制腔的侧壁上下滑动，滑板25位于第一限位块24的上方，滑板25 将控制腔分为上腔和下腔，上腔内竖向设置有第一推杆26，第一推杆26的上端伸出上腔， 第一推杆26的上端套设有固定套管27，第一推杆26与固定套管27滑动连接，固定套管27 的上端面焊接有杆帽28，第一推杆26的下端粘接有楔形弹块29，楔形弹块29的下端与滑 板25的上端面粘接。上腔内设置有锁止机构，锁止机构包括两个第二弹簧30，第二弹簧30 分别水平焊接在上腔的两侧，第二弹簧30靠近第一推杆26的一端焊接有滚珠31，上腔的两 侧水平焊接有第二凸块32，第二凸块32的自由端伸入第二弹簧30内，第一推杆26的两侧 开设有可与滚珠31配合的凹槽33。下腔内装有液体，该液体可以为电子元器件的清洗液， 清洗液的成分可以为APMSC-1(NH4OH:H2O2:H2O),APMSC-2(HCL:H2O2:H2O), APMSC-3(H2SO4:H2O2:H2O)。滑板25的下端面与支板22通过第一弹簧34连接，滑板25的 下端竖向焊接有第一凸块35，第一凸块35的下端伸入第一弹簧34内，支板22的上端面竖 向焊接有触发开关36，触发开关36的上端伸入第一弹簧34内，第一凸块35与触发开关36 之间设有第二间隙。

如图6所示，固定腔21内设置有供料机构，供料机构包括气泵37、储料箱38和排料箱 39，触发开关36用于控制气泵37的开启和关闭，气泵37螺栓连接在固定腔21内，储料箱38和排料箱39均螺栓连接在固定腔21的底部，气泵37与排料箱39的上端面通过第一气管40连通，储料箱38的底部通过第一管道41与排料箱39连通，排料箱39内沿侧壁水平滑动 连接有推板42，推板42的上端面通过第三弹簧43与排料箱39的上端面连接，推板42的上 端面竖向焊接有拉杆44，排料箱39的下端依次连通有第二管道45和排料管46，第二管道 45与排料管46焊接，排料管46倾斜设置，排料管46上竖向滑动连接有挡板47，挡板47 的下端与拉杆44的端部焊接，挡板47的上端焊接有第二限位块。排料管46的下端与喷头 18焊接，多个喷头18通过连接板48相互连接，连接板48的形状为圆弧状。

如图1所示，墨盒本体1内水平焊接有固定板49，固定板49位于喷头18的正下方，固定板49倾斜向下设置，墨盒本体1的右侧开设有开口，开口处焊接有敞口的收集箱50。

实际应用时，首先打开打孔机构，将原色线材放置在导向板2内，通过3D打印机的送 料机构推送原色线材向墨盒本体1方向运动，原色线材推送至打印机构处，打印机构对原色 线材的上端面进行打盲孔。打印完成后，人为的用手向下按压所需颜色的染料粉末的杆帽28， 杆帽28下面固定连接的固定套管27推动推杆向下运动，推杆推动楔形弹块29压缩变形， 楔形弹块29会推动滑板25沿着活动腔20的内壁向下运动，这样下腔的空间变小，下腔内 的液体会沿着第一间隙向其他连通的活动腔20内流去，这样其他活动腔20内的液体增多， 其他活动腔20内的滑板25在液体的作用下向上运动。此时，第一弹簧34压缩变形，第一 间隙的距离变小，直至第一凸块35的下端与触发开关36的上端相抵，然后通过上腔内的锁 止机构对推杆进行锁止，使得滑板25所处的位置固定。这样通过触发开关36控制的供料机 构开启，供料机构为与其连通的喷头18供应相应颜色的染料粉末，所需颜色的染料粉末喷 在原色线材的盲孔内。对该颜色的原色线材喷涂完成后，人为用手继续向下按压杆帽28，与 杆帽28固定连接的固定套管27向下运动，固定套管27推动推杆向下运动，推杆推动楔形 弹块29继续挤压变形，然后人为放开杆帽28，楔形弹块29向上反弹，产生一定的扭矩，使 得推杆相对固定套管27进行偏转一定的角度，这样推杆解锁后向上运动。此时，推杆带动 滑板25向上运动，第一弹簧34恢复原位，第一凸块35与触发开关36分离，供料机构停止工作。同时，下腔内的空间变大，由于该活动腔20与其他活动腔20连通，为此，液体通过 第一间隙流回至该活动腔20的下腔内，其他活动腔20内的滑板25恢复原来的位置。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未 作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下， 还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实 施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中 的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.3D打印墨盒，包括墨盒本体，墨盒本体的两侧沿水平方向开设有同轴线的线材孔，其特征在于，所述墨盒本体靠近进料方向的侧壁水平设有导向板，导向板与线材孔处于同一水平面，所述墨盒本体内水平设置有与原色线材点接触的导向架，导向板上竖向设置有用于给原色线材钻盲孔的打孔机构，所述墨盒本体内上端面设置有联动机构和喷头，所述联动机构的横截面形状为圆形，联动机构从上至下依次包括活动腔和固定腔，活动腔和固定腔通过支板进行连接，所述固定腔内设置有供料机构，供料机构与喷头连接，活动腔内竖向设置有多个隔板，活动腔通过隔板分为多个用于控制不同染料粉末的控制腔，隔板的下端两侧均连接有第一限位块，第一限位块与支板之间设有第一间隙，每个控制腔内沿水平方向设置有滑板，所述滑板沿着控制腔的侧壁上下滑动，滑板位于第一限位块的上方，滑板将控制腔分为上腔和下腔，所述上腔内竖向设置有第一推杆，第一推杆的上端伸出上腔，第一推杆的上端套设有固定套管，第一推杆与固定套管滑动连接，固定套管的上端面连接有杆帽，第一推杆的下端固定连接有楔形弹块，楔形弹块的下端与滑板的上端面固定连接，所述上腔内设置有锁止机构；所述下腔内装有液体，滑板的下端面与支板的上端面通过第一弹簧连接，滑板的下端竖向连接有第一凸块，第一凸块的下端伸入第一弹簧内，支板的上端面竖向连接有控制供料机构的触发开关，触发开关的上端伸入第一弹簧内，第一凸块与触发开关之间设有第二间隙。

2.根据权利要求1所述的3D打印墨盒，其特征在于：所述供料机构包括气泵、储料箱和排料箱，所述气泵固定连接在固定腔内，储料箱和排料箱均固定连接在固定腔的底部，气泵与排料箱的上端面通过第一气管连通，储料箱的底部通过第一管道与排料箱连通，排料箱内沿侧壁滑动连接有推板，推板的上端面通过第三弹簧与排料箱的上端面连接，推板的上端面竖向连接有拉杆，排料箱的下端依次连通有第二管道和排料管，排料管倾斜设置，排料管上竖向滑动连接有挡板，挡板的下端与拉杆的端部连接。

3.根据权利要求2所述的3D打印墨盒，其特征在于：所述锁止机构包括第二弹簧，所述第二弹簧分别水平固定连接在上腔的两侧，第二弹簧靠近第一推杆的一端固定连接有滚珠，上腔的两侧水平固定连接有第二凸块，第二凸块的自由端伸入第二弹簧内，第一推杆的两侧开设有可与滚珠配合的凹槽。

4.根据权利要求3所述的3D打印墨盒，其特征在于：所述墨盒本体内设置有固定板，固定板位于喷头的下方，固定板倾斜向下设置，墨盒本体位于固定板低端的一侧开设有开口，开口处固定连接有敞口的收集箱。

5.根据权利要1～4任一项所述的3D打印墨盒，其特征在于：所述导向板的横截面形状为U形，导向板的底部开设有多个排屑孔。

6.根据权利要1～4任一项所述的3D打印墨盒，其特征在于：多个所述喷头通过连接板相互连接，连接板的形状为圆弧状。