CN108621425A - 一种多角度喷头的便携式3d打印笔 - Google Patents

一种多角度喷头的便携式3d打印笔 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多角度喷头的便携式3D打印笔，包括打印笔身和打印笔喷嘴，所述打印笔喷嘴包括卡扣拆卸段，以及与卡扣拆卸段连接的多角度喷头段，所述多角度喷头段包括隔热外壳和设置在隔热外壳内部的加热机构，所述卡扣拆卸段的上端设有若干等间距分布的弹性旗帜卡头，所述卡扣拆卸段的下端设有空腔填充槽，所述多角度喷头段的上端设有与空腔填充槽匹配的空腔卡接球，所述空腔填充槽的中心设有穿线孔，并且所述空腔卡接球的中心位置设有隔热接料柱，所述隔热接料柱的下端连接有导热打印喷嘴；结构稳定，出料喷嘴可多角度涂料，提高使用方便性，增加打印便捷性，实现移动式使用，提高实用性，采用一体化插装式设计，方便更换喷嘴。

Description

一种多角度喷头的便携式3D打印笔
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体为一种多角度喷头的便携式3D打印笔。
背景技术
3D打印笔是世界上第一支具有3D打印功能的笔。利用PLA、ABS塑料，3D打印笔可以在任何表面“书写”，甚至可以直接在空气中作画。它很紧凑，并且无需电脑或电脑软件支持。你只要把它插上电，等一等就可以开始你的奇妙创作，3D打印笔基于3d打印，挤出热融的塑料，然后在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的状态。赋予了您无尽的创造力。
由于3D打印笔利用热熔成型3D产品，塑料丝挤出时为熔融状态，挤出的热熔丝的粗细和形状由3D打印笔的喷头的喷嘴口粗细和形状决定。现有的3D打印笔的喷头都是固定的，由于不可更换，其挤出的熔丝粗细形状单一，限制了成型3D产品形状的多样性，并且3D打印笔的喷头也为固定状态，限制了3D打印的实用性，另外3D打印笔只有在连接电源的情况下才能实用，影响使用便捷性，限制了使用情况。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种多角度喷头的便携式3D打印笔，结构稳定，出料喷嘴可多角度涂料，提高使用方便性，增加打印便捷性，实现移动式使用，提高实用性，采用一体化插装式设计，方便更换喷嘴，能有效的解决背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种多角度喷头的便携式3D打印笔，包括打印笔身和打印笔喷嘴，所述打印笔喷嘴包括卡扣拆卸段，以及与卡扣拆卸段连接的多角度喷头段，所述多角度喷头段包括隔热外壳和设置在隔热外壳内部的加热机构，所述卡扣拆卸段的上端设有若干等间距分布的弹性旗帜卡头，所述卡扣拆卸段的下端设有空腔填充槽，所述多角度喷头段的上端设有与空腔填充槽匹配的空腔卡接球，所述空腔填充槽的中心设有穿线孔，并且所述空腔卡接球的中心位置设有隔热接料柱，所述隔热接料柱的下端连接有导热打印喷嘴。
作为本发明一种优选的技术方案，所述打印笔身的下端设有卡定机构，所述卡定机构包括设置在打印笔身内壁的限位凸块，并且所述限位凸块的数目与弹性旗帜卡头相同，并且所述限位凸块对应的打印笔身外壁上设有封闭标识，并且每个所述限位凸块上设有若干均匀分布的斜形槽。
作为本发明一种优选的技术方案，所述加热机构包括加热室和若干安装在加热室内部并且等间距分布的加热电阻丝，若干所述加热电阻丝相互并联且连接有金属导电杆，所述加热室的上端设有隔热石棉板，所述加热室的内壁设有均热板，所述均热板与隔热接料柱之间设有导热硅胶垫片，所述加热室的外壁上设有复合玻璃纤维层，所述复合玻璃纤维层上设有若干散热片。
作为本发明一种优选的技术方案，所述空腔填充槽的上凸中心位置设有转动限位槽，所述隔热接料柱安装在转动限位槽的内部，并且在所述空腔卡接球的上下两端设有均设有送料孔，所述隔热接料柱的两端均固定在送料孔内。
作为本发明一种优选的技术方案，所述打印笔身的侧面还设有可拆卸导线机构，所述可拆卸导线机构包括密封板和备用卷线筒，所述备用卷线筒的两端均设有与密封板固定的拱形板，所述密封板的内表面设有立方板，所述立方板上均设有卡定凸起，所述卡定凸起与密封板之间设有防水橡胶垫片，所述密封板的外表面设有操作板。
作为本发明一种优选的技术方案，所述打印笔身的内部还设有送线机构，所述送线机构包括进程限位导线板，所述进程限位导线板的上端设有安装在打印笔身内壁上的伺服电机，以及控制伺服电机正转或反转的正反驱动按钮，所述进程限位导线板的两侧分别设有从动转轮，以及与伺服电机固定连接的主驱动轮，所述从动转轮与主驱动轮之间形成供耗材传输的送料间隙，所述从动转轮和主驱动轮上均设有耐磨记忆橡胶垫片。
作为本发明一种优选的技术方案，所述打印笔身的外表面设有耐磨凹槽，并且在耐磨凹槽的上下两端设有支杆，在上下支杆之间设有弹性套。
作为本发明一种优选的技术方案，所述进程限位导线板的下端固定在所述空腔填充槽上的穿线孔边缘，所述打印笔身的上端设有进料孔，所述进料孔、穿线孔和进程限位导线板在同一条直线上。
作为本发明一种优选的技术方案，所述打印笔身的内部还设有电路板和蓄电池，所述电路板上设有中央处理器，所述中央处理器的输入端口连接有温度传感器，所述中央处理器的输出端口通过温控电路连接有温控档块按钮，所述中央处理器的输出端还通过电压控制电路连接有送线速度按钮，所述正反驱动按钮、温控档块按钮和送线速度按钮均安装打印笔身上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过空腔卡接球与空腔填充槽的匹配使用，结构稳定，同时可保证空腔卡接球的多角度旋转操作，从而带动出料喷嘴的多角度涂料，提高使用方便性，增加打印便捷性；
(2)本发明使用范围广，在外使用时，通过添加备用耗材和备用电源，便于携带，实现移动式使用，提高实用性。
(3)本发明的喷嘴采用一体化插装式设计，将喷嘴旋转即可轻松实现喷嘴与笔身的拆解，方便更换喷嘴并且及时处理耗材堵塞的情况。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的打印笔喷嘴结构示意图；
图3为本发明的加热机构结构示意图；
图4为本发明的卡定机构结构示意图；
图5为本发明的可拆卸导线机构工作示意图；
图6为本发明中图5中A的放大结构示意图；
图7为本发明的电路板控制示意图；
图中标号：1-打印笔身；2-打印笔喷嘴；3-卡定机构；4-可拆卸导线机构；5-送线机构；6-耐磨凹槽；7-支杆；8-弹性套；9-进料孔；10-电路板；11-蓄电池；12-中央处理器；13-温度传感器；14-温控档块按钮；15-送线速度按钮；
201-隔热外壳；202-加热机构；203-弹性旗帜卡头；204-空腔填充槽；205-空腔卡接球；206-穿线孔；207-隔热接料柱；208-导热打印喷嘴；209-转动限位槽；210-送料孔；
2021-加热室；2022-加热电阻丝；2023-金属导电杆；2024-隔热石棉板；2025-均热板；2026-导热硅胶垫片；2027-复合玻璃纤维层；2028-散热片；
301-限位凸块；302-封闭标识；303-斜形槽；
401-密封板；402-备用卷线筒；403-拱形板；404-立方板；405-卡定凸起；406-防水橡胶垫片；407-操作板；
501-进程限位导线板；502-伺服电机；503-正反驱动按钮；504-从动转轮；505-主驱动轮；506-耐磨记忆橡胶垫片。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种多角度喷头的便携式3D打印笔，包括打印笔身1和打印笔喷嘴2，所述打印笔喷嘴2包括卡扣拆卸段，以及与卡扣拆卸段连接的多角度喷头段，所述卡扣拆卸段的主要作用是将打印笔身1和打印笔喷嘴2可拆卸安装，所述多角度喷头段的主要作用是将耗材喷嘴具有一定的转动范围，实现便捷式使用，进而提高实用性。
需要补充说明的是，打印笔身1为电绝缘性材料，可防止漏电对人体造成损害。
如图2和图4所示，所述多角度喷头段包括隔热外壳201和设置在隔热外壳201内部的加热机构202，所述卡扣拆卸段的上端设有若干等间距分布的弹性旗帜卡头203，所述加热机构202的主要作用是将耗材在多角度喷头段内加热融化，便于喷涂打印，卡扣拆卸段通过弹性旗帜卡头203实现打印笔身1和打印笔喷嘴2的固定拆卸。
所述卡扣拆卸段的下端设有空腔填充槽204，所述多角度喷头段的上端设有与空腔填充槽204匹配的空腔卡接球205，所述空腔填充槽204的中心设有穿线孔206，并且所述空腔卡接球205的中心位置设有隔热接料柱207，所述隔热接料柱207的下端连接有导热打印喷嘴208，空腔卡接球205安装在空腔填充槽204内，耗材从穿线孔206传输到隔热接料柱207内，并且在导热打印喷嘴208内融化喷涂。
需要补充说明的是，所述空腔填充槽204的开口小于空腔卡接球205的最大直径，从而可有效的防止空腔卡接球205从空腔填充槽204内脱落，并且所述空腔卡接球205的直径小于空腔填充槽204的直径，所述空腔卡接球205可在空腔填充槽204内不仅可以旋转，还可以多角度转动。
所述空腔填充槽204的上凸中心位置设有转动限位槽209，所述隔热接料柱207安装在转动限位槽209的内部，并且在所述空腔卡接球205的上下两端设有均设有送料孔210，所述隔热接料柱207的两端均固定在送料孔210内，所述转动限位槽209主要作用是限制隔热接料柱207的转动角度。
本发明通过空腔卡接球205与空腔填充槽204的匹配使用，结构稳定，同时可保证空腔卡接球205的多角度旋转操作，从而带动打印笔喷嘴2的多角度涂料，隔热接料柱207在转动限位槽209内限位转动，可实现多角度喷料，提高使用方便性，增加打印便捷性。
所述打印笔身1的下端设有卡定机构3，所述卡定机构3包括设置在打印笔身1内壁的限位凸块301，并且所述限位凸块301的数目与弹性旗帜卡头203相同，并且所述限位凸块301对应的打印笔身1外壁上设有封闭标识302，并且每个所述限位凸块301上设有若干均匀分布的斜形槽303，所述限位凸块301与弹性旗帜卡头203对应作用，在将卡扣拆卸段安装的时候，将弹性旗帜卡头203对应着封闭标识302，弹性旗帜卡头203沿着限位凸块301上滑，斜形槽303可防止弹性旗帜卡头203在使用的过程中下滑。
需要补充说明的是，将弹性旗帜卡头203从卡定机构3具体安装拆卸的过程：
1、弹性旗帜卡头203受压变形，沿着限位凸块301上推；
2、弹性旗帜卡头203达到限位凸块301最上端时，无挤压作用，恢复到原来的形状，从而弹性旗帜卡头203的下端设置在限位凸块301上，实现固定；
3、旋转弹性旗帜卡头203，当弹性旗帜卡头203旋转至无限位凸块301的位置时，下拉即可完成拆卸。
进一步补充说明的是，所述限位凸块301的上表面设有耐磨垫，可增加弹性旗帜卡头203与限位凸块301之间的摩擦力，保证打印笔喷嘴2在正常使用情况下的稳定性，防止发生掉落。
打印笔喷嘴2采用一体化插装式设计，将喷嘴旋转即可轻松实现喷嘴与笔身的拆解，方便更换喷嘴并且及时处理耗材堵塞的情况.
如图3所示，所述加热机构202包括加热室2021和若干安装在加热室2021内部并且等间距分布的加热电阻丝2022，若干所述加热电阻丝2022相互并联且连接有金属导电杆2023，所述加热室2021的上端设有隔热石棉板2024，隔热石棉板2024可将空腔卡接球205与加热室2021分离，防止加热室2021的热量流失，也防止耗材在空腔卡接球205内受热融化，影响空腔卡接球205的转动，造成耗材堵塞，确保耗材只在加热室2021内的导热打印喷嘴208受热融化。
所述加热室2021的内壁设有均热板2025，所述均热板2025与隔热接料柱207之间设有导热硅胶垫片2026，热硅胶垫片2026增加导热性，导热性比空气好，可对导热打印喷嘴208进行快速加热致使耗材融化，耗材融化速率快，提高使用体验。
所述加热室2021的外壁上设有复合玻璃纤维层2027，所述复合玻璃纤维层2027上设有若干散热片2028，导均热板2025可将若干等间距分布的加热电阻丝2022热量均匀化，防止耗材受热不均匀，影响使用，复合玻璃纤维层2027可减少热量散失，同时使用散热片2028将复合玻璃纤维层2027上的热量及时散出，对加热电阻丝2022和安装加热电阻丝2022的底座起到保护作用。
需要补充说明的是，隔热石棉板2024，石棉是一种具有高抗张强度、高挠性、耐化学和热侵蚀、电绝缘和具有可纺性的硅酸盐类矿物产品，它是天然的纤维状的硅酸盐类矿物质的总称，下辖2类共计6种矿物有蛇纹石石棉、角闪石石棉、阳起石石棉、直闪石石棉、铁石棉、透闪石石棉等。石棉由纤维束组成，而纤维束又由很长很细的能相互分离的纤维组成。石棉具有高度耐火性、电绝缘性和绝热性，是重要的防火、绝缘和保温材料。
本发明中使用的隔热石棉板2024是使用石棉与耐温塑料的结合产品，在耐温塑料注塑的过程中，将石棉加入耐温塑料内，质量轻，并且隔热效果好，使用方便。
导热硅胶垫片2026具有一定的柔韧性、优良的绝缘性、压缩性、表面天然的粘性，专门为利用缝隙传递热量的设计方案生产，能够填充缝隙，完成发热部位与散热部位间的热传递，同时还起到绝缘、减震等作用，能够满足设备小型化及超薄化的设计要求，是极具工艺性和使用性，且厚度适用范围广，是一种极佳的导热填充材料，并且所述导热硅胶垫片2026的耐温范围为-60℃～350℃，增加其他的添加剂可增加耐温范围，从而提高使用安全性和稳定性。
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成，玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，复合玻璃纤维增加玻璃纤维本身的韧性和耐磨性，延长使用寿命。
如图5和图6所示，所述打印笔身1的侧面还设有可拆卸导线机构4，所述可拆卸导线机构4包括密封板401和备用卷线筒402，所述备用卷线筒402的两端均设有与密封板401固定的拱形板403，所述密封板401的内表面设有立方板404，所述立方板404上均设有卡定凸起405，所述卡定凸起405与密封板401之间设有防水橡胶垫片406，所述密封板401的外表面设有操作板407，所述备用卷线筒402上缠绕耗材成卷，拱形板403对备用卷线筒402起到支撑作用，也进一步限定耗材卷的大小，操作板407便于施力拔出密封板401，防水橡胶垫片406可增加防水性能，防止进水造成打印笔的损坏。
需要补充说明的是，打印笔身1上设有与密封板401匹配的孔槽，所述孔槽上也设有微凸块，当卡定凸起405与微凸块匹配工作时，可实现密封板401与打印笔身1固定安装。
所述打印笔身1的上端设有进料孔9，所述打印笔身1的内部还设有送线机构5，所述送线机构5包括进程限位导线板501，所述进程限位导线板501的上端设有安装在打印笔身1内壁上的伺服电机502，以及控制伺服电机502正转或反转的正反驱动按钮503，所述进程限位导线板501的两侧分别设有从动转轮504，以及与伺服电机502固定连接的主驱动轮505，所述从动转轮504与主驱动轮505之间形成供耗材传输的送料间隙，所述从动转轮504和主驱动轮505上均设有耐磨记忆橡胶垫片506，耗材从进料孔9进入送料间隙中，当按压正反驱动按钮503控制伺服电机502正转，带动主驱动轮505正转，主驱动轮505转动，通过送料间隙内的耗材与从动转轮504相互作用，实现从动转轮504与主驱动轮505同步正转，进行丝料输送；
当按压正反驱动按钮503控制伺服电机502反转时，从动转轮504与主驱动轮505实现同步反转，进行丝料缩回停止输送，此时耗材在进程限位导线板501内反向缩回。
所述进程限位导线板501的下端固定在所述空腔填充槽204上的穿线孔206边缘，所述进料孔9、穿线孔206和进程限位导线板501在同一条直线上，伺服电机502正转时，耗材从进程限位导线板501内持续传送，直至耗材从穿线孔206内进入穿线孔206，传输到隔热接料柱207内，并且在导热打印喷嘴208内融化喷涂。
所述打印笔身1的外表面设有耐磨凹槽6，并且在耐磨凹槽6的上下两端设有支杆7，在上下支杆7之间设有弹性套8，耐磨凹槽6增加摩擦力，防止手打滑，弹性套8可固定手势。
如图7所示，所述打印笔身1的内部还设有电路板10和蓄电池11，所述电路板10上设有中央处理器12，所述中央处理器12的输入端口连接有温度传感器13，所述中央处理器12的输出端口通过温控电路连接有温控档块按钮14，所述中央处理器12的输出端还通过电压控制电路连接有送线速度按钮15，所述正反驱动按钮503、温控档块按钮14和送线速度按钮15均安装打印笔身1上。
正反驱动按钮503实现耗材的送线和推线，温控档块按钮14实现对加热电阻丝2022控制分压，实现高低温度的转换，送线速度按钮15控制伺服电机502的电压，从而控制主驱动轮505的转速，实现对耗材传送速率的控制。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种多角度喷头的便携式3D打印笔，包括打印笔身(1)和打印笔喷嘴(2)，其特征在于：所述打印笔喷嘴(2)包括卡扣拆卸段，以及与卡扣拆卸段连接的多角度喷头段，所述多角度喷头段包括隔热外壳(201)和设置在隔热外壳(201)内部的加热机构(202)，所述卡扣拆卸段的上端设有若干等间距分布的弹性旗帜卡头(203)，所述卡扣拆卸段的下端设有空腔填充槽(204)，所述多角度喷头段的上端设有与空腔填充槽(204)匹配的空腔卡接球(205)，所述空腔填充槽(204)的中心设有穿线孔(206)，并且所述空腔卡接球(205)的中心位置设有隔热接料柱(207)，所述隔热接料柱(207)的下端连接有导热打印喷嘴(208)。
2.根据权利要求1所述的一种多角度喷头的便携式3D打印笔，其特征在于：所述打印笔身(1)的下端设有卡定机构(3)，所述卡定机构(3)包括设置在打印笔身(1)内壁的限位凸块(301)，并且所述限位凸块(301)的数目与弹性旗帜卡头(203)相同，并且所述限位凸块(301)对应的打印笔身(1)外壁上设有封闭标识(302)，并且每个所述限位凸块(301)上设有若干均匀分布的斜形槽(303)。
3.根据权利要求1所述的一种多角度喷头的便携式3D打印笔，其特征在于：所述加热机构(202)包括加热室(2021)和若干安装在加热室(2021)内部并且等间距分布的加热电阻丝(2022)，若干所述加热电阻丝(2022)相互并联且连接有金属导电杆(2023)，所述加热室(2021)的上端设有隔热石棉板(2024)，所述加热室(2021)的内壁设有均热板(2025)，所述均热板(2025)与隔热接料柱(207)之间设有导热硅胶垫片(2026)，所述加热室(2021)的外壁上设有复合玻璃纤维层(2027)，所述复合玻璃纤维层(2027)上设有若干散热片(2028)。
4.根据权利要求1所述的一种多角度喷头的便携式3D打印笔，其特征在于：所述空腔填充槽(204)的上凸中心位置设有转动限位槽(209)，所述隔热接料柱(207)安装在转动限位槽(209)的内部，并且在所述空腔卡接球(205)的上下两端设有均设有送料孔(210)，所述隔热接料柱(207)的两端均固定在送料孔(210)内。
5.根据权利要求1所述的一种多角度喷头的便携式3D打印笔，其特征在于：所述打印笔身(1)的侧面还设有可拆卸导线机构(4)，所述可拆卸导线机构(4)包括密封板(401)和备用卷线筒(402)，所述备用卷线筒(402)的两端均设有与密封板(401)固定的拱形板(403)，所述密封板(401)的内表面设有立方板(404)，所述立方板(404)上均设有卡定凸起(405)，所述卡定凸起(405)与密封板(401)之间设有防水橡胶垫片(406)，所述密封板(401)的外表面设有操作板(407)。
6.根据权利要求1所述的一种多角度喷头的便携式3D打印笔，其特征在于：所述打印笔身(1)的内部还设有送线机构(5)，所述送线机构(5)包括进程限位导线板(501)，所述进程限位导线板(501)的上端设有安装在打印笔身(1)内壁上的伺服电机(502)，以及控制伺服电机(502)正转或反转的正反驱动按钮(503)，所述进程限位导线板(501)的两侧分别设有从动转轮(504)，以及与伺服电机(502)固定连接的主驱动轮(505)，所述从动转轮(504)与主驱动轮(505)之间形成供耗材传输的送料间隙，所述从动转轮(504)和主驱动轮(505)上均设有耐磨记忆橡胶垫片(506)。
7.根据权利要求1所述的一种多角度喷头的便携式3D打印笔，其特征在于：所述打印笔身(1)的外表面设有耐磨凹槽(6)，并且在耐磨凹槽(6)的上下两端设有支杆(7)，在上下所述支杆(7)之间设有弹性套(8)。
8.根据权利要求6所述的一种多角度喷头的便携式3D打印笔，其特征在于：所述进程限位导线板(501)的下端固定在所述空腔填充槽(204)上的穿线孔(206)边缘，所述打印笔身(1)的上端设有进料孔(9)，所述进料孔(9)、穿线孔(206)和进程限位导线板(501)在同一条直线上。
9.根据权利要求1所述的一种多角度喷头的便携式3D打印笔，其特征在于：所述打印笔身(1)的内部还设有电路板(10)和蓄电池(11)，所述电路板(10)上设有中央处理器(12)，所述中央处理器(12)的输入端口连接有温度传感器(13)，所述中央处理器(12)的输出端口通过温控电路连接有温控档块按钮(14)，所述中央处理器(12)的输出端还通过电压控制电路连接有送线速度按钮(15)，所述正反驱动按钮(503)、温控档块按钮(14)和送线速度按钮(15)均安装打印笔身(1)上。
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