CN110421851A - 一种新型快速打印喷头 - Google Patents

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CN110421851A
CN110421851A CN201910838890.6A CN201910838890A CN110421851A CN 110421851 A CN110421851 A CN 110421851A CN 201910838890 A CN201910838890 A CN 201910838890A CN 110421851 A CN110421851 A CN 110421851A
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China
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screw rod
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汪焰恩
刘丁
魏庆华
季康
尹光德
白宗耀
张娟
王艳梅
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Northwestern Polytechnical University
Northwest University of Technology
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Northwest University of Technology
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/205—Means for applying layers
    • B29C64/209—Heads; Nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

本发明提出一种新型快速打印喷头，包括竖直设置的挤压管、插装在挤压管内的螺杆、储存打印材料的储料器、环形喷嘴、可移动阀门、驱动螺杆旋转的电机、驱动阀门移动的电机、喷嘴外壁上的加热器件；喷嘴内部安装有可移动阀门，可移动阀门与驱动阀门移动的电机之间通过滚珠丝杠连接，控制电机带动可移动阀门移动，能够改变喷嘴开口尺寸。本发明可以根据模型的尺寸变化，实时改变喷嘴的长度，扩大了喷嘴的打印范围，将传统的点打印变为线形打印，实现了每一层的一次打印成型，从而打印速度大大加快；每一层由喷嘴喷出的打印材料在空气中的冷却时间大大减少，可以保证层与层之间连接的更加紧密，从而打印件的强度大大提高。

Description

一种新型快速打印喷头
技术领域
本发明主要涉及3D打印领域，具体是一种新型快速打印喷头。
背景技术
熔丝沉积技术是一种常见的3D打印技术,它是将丝状热熔性材料加热融化,通过带有一个微细通道的喷头挤喷出来,从喷嘴喷出后,沉积在工作台上,温度低于固化温度后开始固化,通过材料的层层堆积最终形成成品。其中喷头是熔丝沉积打印的核心部件,但是现有的熔丝沉积3D打印机打印喷头的挤料喷嘴大多是内径截面形状固定的圆形喷嘴,属于点打印，打印速度慢，且条化形象严重，经常导致打印件强度无法保证。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种新型快速打印喷头，包括竖直设置的挤压管(1)、插装在挤压管内的螺杆(2)、储存打印材料的储料器(4)、环形喷嘴(5)、可移动阀门(8)、驱动螺杆旋转的电机(3)、驱动阀门移动的电机(7)、喷嘴外壁上的加热器件(6)；
所述驱动阀门移动的电机(7)安装在挤压管(1)的顶部，并通过联轴器(10)与插装在挤压管内的螺杆(2)顶端连接，能够带动螺杆(2)旋转运动；
所述挤压管(1)的侧壁开设有连通孔(11)，储料器(4)连接进料管(12)的一端,进料管的另一端通过连通孔与挤压管内部连通；
所述挤压管(1)的底部安装有喷嘴(5)，喷嘴(5)内部安装有可移动阀门(8)，可移动阀门(8)与驱动阀门移动的电机(7)之间通过滚珠丝杠(9)连接，控制电机(7)带动可移动阀门(8)移动，能够改变喷嘴开口尺寸。
进一步的优选方案，驱动螺杆旋转的电机(3)和驱动阀门移动的电机(7)采用步进电机。
进一步的优选方案，螺杆(2)为顶粗底细的倒置圆台结构。
进一步的优选方案，连通孔(11)开在挤压管(1)侧壁的上部。
进一步的优选方案，喷嘴(5)具有喷嘴座(13),喷嘴通过喷嘴座与挤压管的底部螺纹连接。
有益效果
本发明可以根据模型的尺寸变化，实时改变喷嘴的长度，扩大了喷嘴的打印范围，将传统的点打印变为线形打印，避免了传统3D打印，打印一层时所必须的喷嘴往复运动，实现了每一层的一次打印成型，从而打印速度大大加快；同时，每一层由喷嘴喷出的打印材料在空气中的冷却时间大大减少，可以保证层与层之间连接的更加紧密，从而打印件的强度大大提高；喷嘴外壁的加热器件，可以保证喷头处的打印材料温度不会过低，从而可防止堵料现象的发生。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明的装配图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1，一种新型快速打印喷头，包括竖直设置的挤压管1、插装在挤压管内的螺杆2、储存打印材料的储料器4、环形喷嘴5、可移动阀门8、驱动螺杆旋转的电机3、驱动阀门移动的电机7、喷嘴外壁上的加热器件6和温度传感器。
所述驱动阀门移动的电机7安装在挤压管1的顶部，并通过联轴器10与插装在挤压管内的螺杆2顶端连接，能够带动螺杆2旋转运动。螺杆2为顶粗底细的倒置圆台结构，能够更好的将挤压管内的打印材料向下挤压。
所述挤压管1的侧壁开设有连通孔11，储料器4连接进料管12的一端,进料管的另一端通过连通孔与挤压管内部连通，具体的，连通孔位于侧壁中部偏上的部位。
所述挤压管1的底部安装有喷嘴5，喷嘴5具有喷嘴座13,喷嘴通过喷嘴座与挤压管的底部螺纹连接。
喷嘴5内部安装有可移动阀门8，可移动阀门8与驱动阀门移动的电机7之间通过滚珠丝杠9连接，控制电机7带动可移动阀门8移动，能够改变喷嘴开口尺寸，控制打印喷头的喷射量和喷射长度，变点打印为条形打印。
工作时打印物料在进料管移动，在喷嘴的上部受到加热器件的加热作用软化，存放在喷嘴中，根据模型的尺寸，控制可移动阀门的电机将带动阀门实时移动，从而改变喷嘴开口的尺寸，形成与打印尺寸相适应的打印喷头。打印过程中，喷嘴的一侧始终处于该层模型局部外轮廓边缘位置，可移动阀门则要始终处于该层模型局部内轮廓的边缘位置，阀门的移动则要结合模型局部内外轮廓点的变化，以内外轮廓点为参数，通过FPGA的实时控制保证喷嘴的一侧与阀门端口分别处于局部内外轮廓点处，确保打印精度，实现快速打印。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种新型快速打印喷头，其特征在于：包括竖直设置的挤压管(1)、插装在挤压管内的螺杆(2)、储存打印材料的储料器(4)、环形喷嘴(5)、可移动阀门(8)、驱动螺杆旋转的电机(3)、驱动阀门移动的电机(7)、喷嘴外壁上的加热器件(6)；
所述驱动阀门移动的电机(7)安装在挤压管(1)的顶部，并通过联轴器(10)与插装在挤压管内的螺杆(2)顶端连接，能够带动螺杆(2)旋转运动；
所述挤压管(1)的侧壁开设有连通孔(11)，储料器(4)连接进料管(12)的一端,进料管的另一端通过连通孔与挤压管内部连通；
所述挤压管(1)的底部安装有喷嘴(5)，喷嘴(5)内部安装有可移动阀门(8)，可移动阀门(8)与驱动阀门移动的电机(7)之间通过滚珠丝杠(9)连接，控制电机(7)带动可移动阀门(8)移动，能够改变喷嘴开口尺寸。
2.根据权利要求1所述一种新型快速打印喷头，其特征在于：驱动螺杆旋转的电机(3)和驱动阀门移动的电机(7)采用步进电机。
3.根据权利要求1所述一种新型快速打印喷头，其特征在于：螺杆(2)为顶粗底细的倒置圆台结构。
4.根据权利要求1所述一种新型快速打印喷头，其特征在于：连通孔(11)开在挤压管(1)侧壁的上部。
5.根据权利要求1所述一种新型快速打印喷头，其特征在于：喷嘴(5)具有喷嘴座(13),喷嘴通过喷嘴座与挤压管的底部螺纹连接。
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