CN111086212B - 一种复合3d打印头 - Google Patents

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Abstract

一种复合3D打印头，包括转盘，所述转盘顶部固定安装有转轴，所述转轴外侧转动连接有第一固定板，所述第一固定板两端顶部固定安装有连接板，所述连接板顶部固定安装有第二固定板，所述转轴外侧固定安装有第一主从动齿轮，所述第一固定板上固定安装有第一电机，本发明有益的效果是：本发明结构简单，操作简便，能够结合金属3D打印和塑料3D打印的优点，进行复合打印，能够打印好的单层塑料增材进行快速冷却，并在表面开槽，再将液态金属嵌入单层塑料增材中，成品力学性能强，且不会对喷头造成堵塞，成本低廉，且打印迅速，长期使用也不会对人体健康造成危害，结合了技术3D打印和塑料3D打印的优点，简单高效，方便快捷。

Description

一种复合3D打印头
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种复合3D打印头。
背景技术
目前，3D打印即快速成型技术的一种，又称增材制造.它是一种以数字模型文件为基础，运用液态金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术,3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。金属3D打印的优点是力学性能好、不易损坏，缺点是加工过程困难、成本高昂、生产速度缓慢、需要温度控制；塑料3D打印的优点是成本低廉、加工速度快，无需温度控制，缺点是力学性能差、易损坏。市面上存在着将金属粉末混入塑料中进行打印的方法，但是这种方法打印出来的成品提升强度有限，且加工时极容易堵塞打印头，打印速度极为缓慢，成品使用久了后金属颗粒会从成品中脱落，对人体健康造成危害，因此需要一种同时具有金属3D打印优点和塑料3D打印优点的复合打印头。
发明内容
本发明要解决上述现有技术存在的问题，提供一种复合3D打印头，能够结合金属3D打印和塑料3D打印的优点，进行复合打印，能够将打印好的单层塑料增材进行快速冷却，并在表面开槽，再将液态金属嵌入单层塑料增材中，成品力学性能强，不会对喷头造成堵塞，成本低廉，打印迅速，长期使用也不会对人体健康造成危害。
本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种复合3D打印头，包括转盘，所述转盘顶部固定安装有转轴，所述转轴外侧转动连接有第一固定板，所述第一固定板两端顶部固定安装有连接板，所述连接板顶部固定安装有第二固定板，所述转轴外侧固定安装有第一主从动齿轮，所述第一固定板上固定安装有第一电机，所述第一电机输出轴处固定安装有与第一从动齿轮啮合的第一主动齿轮，所述转盘左端安装有底部与外界连通的喷管，所述喷管外侧设有进料管，所述转盘右端转动连接有第一气缸，所述第一气缸输出轴处固定安装有磨削刀头，所述第一气缸外侧固定安装有第二从动齿轮，所述转盘上固定安装有第二电机，所述第二电机输出轴处固定安装有与第二从动齿轮啮合的第二主动齿轮，所述转盘前端滑动连接有用于挤出液态金属的喷头，所述喷头顶部设有导管，所述喷头外侧固定安装有升降板，所述转盘上固定安装有与升降板固定连接的第二气缸，所述转盘后端转动连接有第三气缸，所述第三气缸输出轴处固定安装有砂轮盘，所述第三气缸外侧固定安装有第三从动齿轮，所述转盘上固定安装有第三电机，所述第三电机输出轴处固定安装有与第三从动齿轮啮合的第三主动齿轮。该结构能够对3D单层打印的工厂塑料表面进行开槽，并在其中灌注液态金属，增加力学性能。
为了进一步完善，所述喷管外侧转动连接有位于转盘下方的环形板，所述环形板外侧阵列固定安装有风机，所述风机底部安装有朝向喷管底部的第一喷气管，所述第一喷气管内部安装有第一阀门。该结构能够加快塑料固化。
进一步完善，所述第一喷气管外侧密封连接且连通有朝向磨削刀头的第二喷气管，所述第二喷气管内壁安装有第二阀门。该结构能够吹走开槽时产生的碎屑。
进一步完善，所述喷管内壁密封固定连接有位于进料管上方的隔板，所述隔板中部密封滑动连接有升降杆，所述升降杆底部固定安装有堵住喷管底部的圆球，所述升降杆顶部固定安装有位于隔板上方限位板，所述限位板顶部固定安装有第一磁铁，所述喷管顶部固定安装有居里温度高于第一磁铁的第二磁铁，第一磁铁与第二磁铁之间固定安装有弹簧。该结构能够防止喷管内部堵塞。
进一步完善，所述隔板顶部设有对称分布的凹槽，所述凹槽内安装有用于控制第一阀门和第二阀门开关的按钮开关，所述按钮开关按钮高于隔板。
进一步完善，所述升降杆内部安装有传递热量的热管。
进一步完善，所述圆球内部设有防止堵塞的震动器。
本发明有益的效果是：本发明结构简单，操作简便，能够结合金属3D打印和塑料3D打印的优点，进行复合打印，能够打印好的单层塑料增材进行快速冷却，并在表面开槽，再将液态金属嵌入单层塑料增材中，成品力学性能强，且不会对喷头造成堵塞，成本低廉，且打印迅速，长期使用也不会对人体健康造成危害，结合了技术3D打印和塑料3D打印的优点，简单高效，方便快捷。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的A-A向剖视图。
附图标记说明：转盘1、第二电机2、磨削刀头3、第二喷气管4、第一喷气管5、震动器6、圆球7、第一阀门8、风机9、热管10、升降杆11、进料管12、按钮开关13、限位板14、第一磁铁15、弹簧16、第二磁铁17、喷管18、凹槽19、隔板20、第一电机21、第一主动齿轮22、第二固定板23、连接板24、第一固定板25、第一气缸26、第二从动齿轮27、第二主动齿轮28、导管29、升降板30、第二气缸31、喷头32、砂轮盘33、第三主动齿轮34、第三电机35、第三气缸36、第三从动齿轮37、环形板38、第一主从动齿轮39、转轴40、第二阀门41。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
参照附图1、2：本实施例中这种复合3D打印头，包括转盘1，所述转盘1顶部固定安装有转轴40，所述转轴40外侧转动连接有第一固定板25，所述第一固定板25两端顶部固定安装有连接板24，所述连接板24顶部固定安装有第二固定板23，所述转轴40外侧固定安装有第一主从动齿轮39，所述第一固定板25上固定安装有第一电机21，所述第一电机21输出轴处固定安装有与第一从动齿轮39啮合的第一主动齿轮22，所述转盘1右端安装有底部与外界连通的喷管18，所述喷管18外侧设有进料管12，所述转盘1左端转动连接有第一气缸26，所述第一气缸26输出轴处固定安装有磨削刀头3，所述第一气缸26外侧固定安装有第二从动齿轮27，所述转盘1上固定安装有第二电机2，所述第二电机2输出轴处固定安装有与第二从动齿轮27啮合的第二主动齿轮28，所述转盘1前端滑动连接有用于挤出液态金属的喷头32，所述喷头32顶部设有导管29，所述喷头32外侧固定安装有升降板30，所述转盘1上固定安装有与升降板30固定连接的第二气缸31，所述转盘1后端转动连接有第三气缸36，所述第三气缸36输出轴处固定安装有砂轮盘33，所述第三气缸36外侧固定安装有第三从动齿轮37，所述转盘1上固定安装有第三电机35，所述第三电机35输出轴处固定安装有与第三从动齿轮37啮合的第三主动齿轮34，所述喷管18外侧转动连接有位于转盘1下方的环形板38，所述环形板38外侧阵列固定安装有风机9，所述风机9底部安装有朝向喷管18底部的第一喷气管5，所述第一喷气管5内部安装有第一阀门8，所述第一喷气管5外侧密封连接且连通有朝向磨削刀头3的第二喷气管4，所述第二喷气管4内壁安装有第二阀门41。第二固定板23安装在3D打印机的移动装置上，通过进料管12将工程塑料灌入喷管18内部，通过喷管18底部挤出进行3D打印，随后第一电机21带动第一主动齿轮22旋转，第一主动齿轮22带动第一从动齿轮39旋转，第一从动齿轮39带动转轴40旋转，转轴40带动转盘1旋转，使得磨削刀头3旋转到喷管18的位置，第二电机2带动第二主动齿轮28旋转，第二主动齿轮28带动第二从动齿轮27旋转，第二从动齿轮27带动第一气缸26旋转，第一气缸26带动磨削刀头3下降，随着移动装置的移动对打印后的单层工程塑料顶部进行开槽，开槽完毕后，转盘1将喷头32转到磨削刀头3的位置，随着移动装置的移动对槽内部灌注液态金属，当液态金属凝固后，转盘1旋转使得砂轮盘33转动到喷头32的位置，第三电机35带动第三主动齿轮34旋转，第三主动齿轮34旋转带动第三从动齿轮37旋转，第三从动齿轮37旋转带动第三气缸36旋转，第三气缸36旋转带动砂轮盘33旋转，砂轮盘33旋转同时下降对单层打印工程塑料以及凝固后的液态金属进行打磨平整。
参照附图1、2：所述喷管18内壁密封固定连接有位于进料管12上方的隔板20，所述隔板20中部密封滑动连接有升降杆11，所述升降杆11底部固定安装有堵住喷管18底部的圆球7，所述升降杆11顶部固定安装有位于隔板20上方限位板14，所述限位板14顶部固定安装有第一磁铁15，所述喷管18顶部固定安装有居里温度高于第一磁铁15的第二磁铁17，所述第一磁铁15与第二磁铁17之间固定安装有弹簧16，所述隔板20顶部设有对称分布的凹槽19，所述凹槽19内安装有用于控制第一阀门8和第二阀门41开关的按钮开关13，所述按钮开关13按钮高于隔板20，所述升降杆11内部安装有传递热量的热管10，所述圆球7内部设有防止堵塞的震动器6。升降杆11和限位板14为导热性强的金属材料制成，升降杆11将工程塑料的热量传递给限位板14，限位板14将热量传递给第一磁铁15，第一磁铁15到达居里温度失去磁性，此时弹簧16收缩，带动升降杆11和限位板14上升，进而使得圆球7脱离喷管18内壁底部，工程塑料挤出进行3D打印时，限位板14上升使得限位板14脱离对按钮开关13的按动，此时第一阀门8打开，第二阀门41关闭，风机9启动使得第一喷气管5喷出气流对单层打印的工程塑料进行冷却，加快凝固速度，当喷管18内部冷却时升降杆11下降，按动按钮开关13，按钮开关13使得第一阀门8关闭，第二阀门41开启，在开槽时通过第二喷气管4吹走碎屑。
使用时，将第二固定板23安装在3D打印机的移动装置上，随后通过进料管12将工程塑料灌入喷管18内部，升降杆11和限位板14为导热性强的金属材料制成，升降杆11将工程塑料的热量传递给限位板14，限位板14将热量传递给第一磁铁15，第一磁铁15到达居里温度失去磁性，此时弹簧16收缩，带动升降杆11和限位板14上升，进而使得圆球7脱离喷管18内壁底部，工程塑料挤出进行3D打印时，限位板14上升使得限位板14脱离对按钮开关13的按动，此时第一阀门8打开，第二阀门41关闭，风机9启动使得第一喷气管5喷出气流对单层打印的工程塑料进行冷却，加快凝固速度，随后第一电机21带动第一主动齿轮22旋转，第一主动齿轮22带动第一从动齿轮39旋转，第一从动齿轮39带动转轴40旋转，转轴40带动转盘1旋转，使得磨削刀头3旋转到喷管18的位置，第二电机2带动第二主动齿轮28旋转，第二主动齿轮28带动第二从动齿轮27旋转，第二从动齿轮27带动第一气缸26旋转，第一气缸26带动磨削刀头3下降，随着移动装置的移动对打印后的单层工程塑料顶部进行开槽，当喷管18内部冷却时升降杆11下降，按动按钮开关13，按钮开关13使得第一阀门8关闭，第二阀门41开启，在开槽时通过第二喷气管4吹走碎屑，开槽完毕后，转盘1将喷头32转到磨削刀头3的位置，随着移动装置的移动对槽内部灌注液态金属，当液态金属凝固后，转盘1旋转使得砂轮盘33转动到喷头32的位置，第三电机35带动第三主动齿轮34旋转，第三主动齿轮34旋转带动第三从动齿轮37旋转，第三从动齿轮37旋转带动第三气缸36旋转，第三气缸36旋转带动砂轮盘33旋转，砂轮盘33旋转同时下降对单层打印工程塑料以及凝固后的液态金属进行打磨平整，防止后续堆叠打印时产生气孔。
虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (2)

1.一种复合3D打印头，包括转盘(1)，其特征是：所述转盘(1)顶部固定安装有转轴(40)，所述转轴(40)外侧转动连接有第一固定板(25)，所述第一固定板(25)两端顶部固定安装有连接板(24)，所述连接板(24)顶部固定安装有第二固定板(23)，所述转轴(40)外侧固定安装有第一主从动齿轮(39)，所述第一固定板(25)上固定安装有第一电机(21)，所述第一电机(21)输出轴处固定安装有与第一从动齿轮(39)啮合的第一主动齿轮(22)，所述转盘(1)右端安装有底部与外界连通的喷管(18)，所述喷管(18)外侧设有进料管(12)，所述转盘(1)右端转动连接有第一气缸(26)，所述第一气缸(26)输出轴处固定安装有磨削刀头(3)，所述第一气缸(26)外侧固定安装有第二从动齿轮(27)，所述转盘(1)上固定安装有第二电机(2)，所述第二电机(2)输出轴处固定安装有与第二从动齿轮(27)啮合的第二主动齿轮(28)，所述转盘(1)前端滑动连接有用于挤出液态金属的喷头(32)，所述喷头(32)顶部设有导管(29)，所述喷头(32)外侧固定安装有升降板(30)，所述转盘(1)上固定安装有与升降板(30)固定连接的第二气缸(31)，所述转盘(1)后端转动连接有第三气缸(36)，所述第三气缸(36)输出轴处固定安装有砂轮盘(33)，所述第三气缸(36)外侧固定安装有第三从动齿轮(37)，所述转盘(1)上固定安装有第三电机(35)，所述第三电机(35)输出轴处固定安装有与第三从动齿轮(37)啮合的第三主动齿轮(34)；所述喷管(18)外侧转动连接有位于转盘(1)下方的环形板(38)，所述环形板(38)外侧阵列固定安装有风机(9)，所述风机(9)底部安装有朝向喷管(18)底部的第一喷气管(5)，所述第一喷气管(5)内部安装有第一阀门(8)；所述第一喷气管(5)外侧密封连接且连通有朝向磨削刀头(3)的第二喷气管(4)，所述第二喷气管(4)内壁安装有第二阀门(41)；所述喷管(18)内壁密封固定连接有位于进料管(12)上方的隔板(20)，所述隔板(20)中部密封滑动连接有升降杆(11)，所述升降杆(11)底部固定安装有堵住喷管(18)底部的圆球(7)，所述升降杆(11)顶部固定安装有位于隔板(20)上方限位板(14)，所述限位板(14)顶部固定安装有第一磁铁(15)，所述喷管(18)顶部固定安装有居里温度高于第一磁铁(15)的第二磁铁(17)，所述第一磁铁(15)与第二磁铁(17)之间固定安装有弹簧(16),所述隔板(20)顶部设有对称分布的凹槽(19)，所述凹槽(19)内安装有用于控制第一阀门(8)和第二阀门(41)开关的按钮开关(13)，所述按钮开关(13)按钮高于隔板(20),所述升降杆(11)内部安装有传递热量的热管(10)。
2.根据权利要求1所述的复合3D打印头，其特征是：所述圆球(7)内部设有防止堵塞的震动器(6)。
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