CN110253885B - 3d打印喷头冷却装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种3D打印喷头冷却装置公开了一种通过将喷头进行包裹,在喷头外侧形成扩展的冷却空腔,通过水循环配合空气流动相结合进行降温的冷却结构,其特征在于冷却筒盖置于冷却筒上,且和冷却筒组合成冷却水腔,冷却筒的内侧壁有三个等径圆弧面组合而成,所述冷却筒底部中心位置开有安装孔,安装孔的外侧环形分布有3个固定孔,所述固定孔位于对应圆弧面的圆心上,所述冷却筒盖上开有安装孔,且和冷却筒上的安装孔共轴,冷却筒盖上开有三个固定孔,且和冷却筒上的三个固定孔一一对应;所述安装孔的内侧置有安装密封用的密封圈。

Description

3D打印喷头冷却装置
技术领域
本发明一种3D打印喷头冷却装置,涉及一种3D打印时,对打印喷头进行冷却的结构,属于工业制造领域。特别涉及一种通过将喷头进行包裹,在喷头外侧形成扩展的冷却空腔,通过水循环配合空气流动相结合进行降温的冷却结构。
背景技术
目前最快最便捷的方式是采用3D打印技术,该技术是一种快速成型方法,其通过分析数模文件对其进行快速的堆积打印成型,无论是塑料材质还是金属材质,均需要通过喷头的加热,进行喷射堆叠形成所需要的形状结构,不同的材质加热温度不同,因此喷头位置是主要的损耗元件之一,为了延长使用寿命,需要进行降温,传统的都是通过自然散热,由于喷头表面积有限,通过自然散热效率低,时间长,容易出现温度过高,导致内部材料的烧损,打印出的产品表面发黑,或充填效果差,也有在旁侧增加风扇进行散热,但其散热效果不均,不能进行全方位的冷却,冷却效果差。
公告号CN206186368U公开了一种带有风扇冷却装置的3D打印喷头,包括风扇冷却装置、挤出头、散热片、步进电机、直线导轨、桥架、电机架子、送丝块和皮带固定装置,所述风扇冷却装置包括两个风扇和通风管;直线导轨固定在桥架上,电机架子活动穿接在直线导轨上,电机架子的顶端设有皮带固定装置,电机架子的内部安装有步进电机,步进电机与送丝块相连,送丝块与挤出头相连;挤出头的外壁上分别设有散热片和风扇;所述通风管一端的出风口对着挤出头,另一端的进风口与另一个风扇相连,该装置的风扇角度固定,对喷头进行冷却时只能对其固定部位进行冷却散热,效果较低。
公开于该背景技术部分的信息仅仅用于加深对本发明的总体背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
为了改善上述情况,本发明一种3D打印喷头冷却装置提供了一种通过将喷头进行包裹,在喷头外侧形成扩展的冷却空腔,通过水循环配合空气流动相结合进行降温的冷却结构。
本发明一种3D打印喷头冷却装置是这样实现的:本发明一种3D打印喷头冷却装置由进水管、冷却筒盖、固定孔、冷却筒、出水管、密封套、安装孔、中空管、散热导流片、冷却水腔和内螺旋槽组成,冷却筒盖置于冷却筒上,且和冷却筒组合成冷却水腔,冷却筒的内侧壁有三个等径圆弧面组合而成,所述冷却筒底部中心位置开有安装孔,安装孔的外侧环形分布有3个固定孔,所述固定孔位于对应圆弧面的圆心上,所述冷却筒盖上开有安装孔,且和冷却筒上的安装孔共轴,冷却筒盖上开有三个固定孔,且和冷却筒上的三个固定孔一一对应;所述安装孔的内侧置有安装密封用的密封圈;
进水管置于冷却筒上,且和冷却水腔相连通,出水管置于冷却筒上方,且和冷却水腔相连通,所述进水管轴线、出水管轴线以及安装孔轴线共面,所述进水管位于冷却筒相邻两个圆弧面中部,出水管位于另一个圆弧面的中部;
三个中空管的一端对应置于冷却筒内的固定孔内,另一端对应置于冷却筒盖上的固定孔上,所述中空管和固定孔之间置有密封圈,所述中空管的内壁上等角度开有多个内螺旋槽,螺旋导流板置于中空管上,所述螺旋导流板为螺旋板;
所述螺旋导流板的一侧开有贯穿的弧形卡槽,多个所述 螺旋导流板上的弧形卡槽位于同一圆周上,所述三个螺旋导流板中的靠近进水管一侧的两个螺旋导流板的螺旋方向相反,靠近出水管一侧的螺旋导流板螺距不同于 其他两个螺旋导流板螺距;
所述螺旋导流板的外边缘和冷却筒的内壁预留间隙;
有益效果。
一、水浴包裹冷却,增加冷却均衡性。
二、水冷却气冷相结合,提高热量散失效率。
三、水气之间相互交互补偿,保证冷却介质的温度均衡。
四、中空环内的内螺旋槽增加了和空气的接触面积,改变中空管内的气流旋向,更好的进行水气之间的交互。
附图说明
图1为本发明一种3D打印喷头冷却装置的立体结构图。
图2为本发明一种3D打印喷头冷却装置的立体拆分图。
图3为本发明一种3D打印喷头冷却装置的俯视图,其仅仅显示了套筒内的结构示意图。
图4为本发明一种3D打印喷头冷却装置散热导流片的立体结构图。
附图中
其中零件为:进水管(1),冷却筒盖(2),喷头加热管(3),固定孔(4),冷却筒(5),出水管(6),喷头(7),密封套(8),安装孔(9),中空管(10),散热导流片(11),冷却水腔(12),内螺旋槽(13)。
具体实施方式:
本发明一种3D打印喷头冷却装置是这样实现的:本发明一种3D打印喷头(7)冷却装置由进水管(1)、冷却筒盖(2)、固定孔(4)、冷却筒(5)、出水管(6)、密封套(8)、安装孔(9)、中空管(10)、散热导流片(11)、冷却水腔(12)和内螺旋槽(13)组成,冷却筒盖(2)置于冷却筒(5)上,且和冷却筒(5)组合成冷却水腔(12),冷却筒(5)的内侧壁有三个等径圆弧面组合而成,所述冷却筒(5)底部中心位置开有安装孔(9),安装孔(9)的外侧环形分布有3个固定孔(4),所述固定孔(4)位于对应圆弧面的圆心上,所述冷却筒盖(2)上开有安装孔(9),且和冷却筒(5)上的安装孔(9)共轴,冷却筒盖(2)上开有三个固定孔(4),且和冷却筒(5)上的三个固定孔(4)一一对应;所述安装孔(9)的内侧置有安装密封用的密封圈;
进水管(1)置于冷却筒(5)上,且和冷却水腔(12)相连通,出水管(6)置于冷却筒(5)上方,且和冷却水腔(12)相连通,所述进水管(1)轴线、出水管(6)轴线以及安装孔(9)轴线共面,所述进水管(1)位于冷却筒(5)相邻两个圆弧面中部,出水管(6)位于另一个圆弧面的中部;
三个中空管(10)的一端对应置于冷却筒(5)内的固定孔(4)内,另一端对应置于冷却筒盖(2)上的固定孔(4)上,所述中空管(10)和固定孔(4)之间置有密封圈,所述中空管(10)的内壁上等角度开有多个内螺旋槽(13),螺旋导流板置于中空管(10)上,所述螺旋导流板为螺旋板;
所述螺旋导流板的一侧开有贯穿的弧形卡槽,多个所述 螺旋导流板上的弧形卡槽位于同一圆周上,所述三个螺旋导流板中的靠近进水管(1)一侧的两个螺旋导流板的螺旋方向相反,靠近出水管(6)一侧的螺旋导流板螺距不同于 其他两个螺旋导流板螺距;
所述螺旋导流板的外边缘和冷却筒(5)的内壁预留间隙;
使用时,将本装置通过安装孔(9)安装在喷头(7)加热环外侧,使得螺旋倒流板上的弧形卡槽和喷头(7)加热环外侧壁贴合,使得喷头(7)延伸出冷却筒(5)底部的安装孔(9),并通过密封圈进行密封,然后将进水管(1)、出水管(6)接入循环水路,水流动进水管(1)进入到冷却水腔(12)内,在冷却水腔(12)内通过螺旋导流板回旋,和喷头(7)加热管(3)之间形成交互,然后在从出水管(6)流出,实现水流冷却循环,在中空管(10)内,通过外部空气自然散热,在喷头(7)加热管(3)进行工作时,热量从螺旋导流板进行传递,并直接传递的循环水路中,同时位于螺旋导流板上的中空管(10),对部分热量进行吸收,并通过中空区域的空气自发散热,同时当水温升高时,中空管(10)位置通过内螺旋槽(13)的设计,增加接触面积,使得水内的热量能够和空气形成互补,提高热量散失效率,
所述冷却筒(5)的内侧壁有三个等径圆弧面组合而成,能够在喷头(7)加热管(3)外侧形成三个均衡的冷却空腔,对喷头(7)加热管(3)外周边形成稳定的热量交换;
所述进水管(1)轴线、出水管(6)轴线以及安装孔(9)轴线共面,能够使得流经的冷却水能够均衡的分流在三个冷却空腔内,流经冷却筒(5)内的每个区域,避免存在流动死角;
所述中空管(10)的内壁上等角度开有多个内螺旋槽(13),能够增加中空管(10)内壁的表面积,提高和空气接触面积,且螺旋设计能够改变气流的方向,增加气流流动时长;
所述螺旋导流板为螺旋板,能够充分的将喷头(7)加热管(3)的热量扩散至水循环中,并通过螺旋板之间的螺旋通道进行热交换冷却,调高冷却效率;
所述螺旋导流板的一侧开有贯穿的弧形卡槽,能够通过三组螺旋导流板之间的配合,对喷头(7)加热管(3)进行夹持,形成周向包裹的散热结构;
所述三个螺旋导流板中的靠近进水管(1)一侧的两个螺旋导流板的螺旋方向相反,靠近出水管(6)一侧的螺旋导流板螺距不同去其他两个螺旋导流板螺距,能够在进水管(1)进行均衡的分流,由于水流进入后已经进行了热交换,水体热量升高,螺距的变化增加了对应区域的流量,确保热量的吸收散失;
所述螺旋导流板的外边缘和冷却筒(5)的内壁预留间隙,能够和冷却筒(5)外侧的空气通过筒壁进行热量扩散,提高热交换面积;
达到对打印喷头(7)进行冷却的目的。

Claims (9)

1.一种3D打印喷头冷却装置,其特征在于:由进水管、冷却筒盖、固定孔、冷却筒、出水管、密封套、安装孔、中空管、散热导流片、冷却水腔和内螺旋槽组成,冷却筒盖置于冷却筒上,且和冷却筒组合成冷却水腔,冷却筒的内侧壁有三个等径圆弧面组合而成,所述冷却筒底部中心位置开有安装孔,安装孔的外侧环形分布有3个固定孔,所述固定孔位于对应圆弧面的圆心上,所述冷却筒盖上开有安装孔,且和冷却筒上的安装孔共轴,冷却筒盖上开有三个固定孔,且和冷却筒上的三个固定孔一一对应,进水管置于冷却筒上,且和冷却水腔相连通,出水管置于冷却筒上,且和冷却水腔相连通,所述进水管轴线、出水管轴线以及安装孔轴线共面,所述进水管位于冷却筒相邻两个圆弧面中部,出水管位于另一个圆弧面的中部,三个中空管的一端对应置于冷却筒内的固定孔内,另一端对应置于冷却筒盖上的固定孔上,所述中空管和固定孔之间置有密封圈,螺旋导流板置于中空管上。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印喷头冷却装置,其特征在于:所述螺旋导流板的一侧开有贯穿的弧形卡槽。
3.根据权利要求2所述的一种3D打印喷头冷却装置,其特征在于:多个所述螺旋导流板上的弧形卡槽位于同一圆周上,所述三个螺旋导流板中的靠近进水管一侧的两个螺旋导流板的螺旋方向相反,靠近出水管一侧的螺旋导流板螺距不同与其他两个螺旋导流板螺距。
4.根据权利要求2或3所述的一种3D打印喷头冷却装置,其特征在于:所述螺旋导流板的外边缘和冷却筒的内壁预留间隙。
5.根据权利要求1所述的一种3D打印喷头冷却装置,其特征在于:所述中空管的内壁上等角度开有多个内螺旋槽,能够增加中空管内壁的表面积,提高和空气接触面积,且螺旋设计能够改变气流的方向,增加气流流动时长。
6.根据权利要求1所述的一种3D打印喷头冷却装置,其特征在于:所述安装孔的内侧置有安装密封用的密封圈。
7.根据权利要求1所述的一种3D打印喷头冷却装置,其特征在于:所述螺旋导流板为螺旋板,能够充分的将喷头加热管的热量扩散至水循环中,并通过螺旋板之间的螺旋通道进行热交换冷却,调高冷却效率。
8.根据权利要求2所述的一种3D打印喷头冷却装置,其特征在于:所述螺旋导流板的一侧开有贯穿的弧形卡槽,能够通过三组螺旋导流板之间的配合,对喷头加热管进行夹持,形成周向包裹的散热结构。
9.根据权利要求1所述的一种3D打印喷头冷却装置,其特征在于:所述进水管轴线、出水管轴线以及安装孔轴线共面,能够使得流经的冷却水能够均衡的分流在三个冷却空腔内,流经冷却筒内的每个区域,避免存在流动死角。
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