CN111113890A

CN111113890A - 一种高温3d打印头

Info

Publication number: CN111113890A
Application number: CN202010015964.9A
Authority: CN
Inventors: 刘伟伟
Original assignee: Zhejiang Gaomi Network Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Gaomi Network Technology Co Ltd
Priority date: 2020-01-08
Filing date: 2020-01-08
Publication date: 2020-05-08

Abstract

本发明涉及3D打印技术领域，具体是涉及一种高温3D打印头，包括有导料管、散热组件、隔热组件、加热组件和出料喷嘴；导料管首端固定安装在与打印机本体上与送料机构连通，散热组件套接在导料管外壁上，隔热组件、加热组件、出料喷嘴依次与导料管顺序连接，导料管采用PTFE材料，该技术方案解决了现有的3D打印头易堵塞的问题，热熔效果好，更好的保证了打印头的通畅度，散热效果好，避免线材在打印头内膨胀变形导致堵塞，减少了清理打印头消耗的人力。

Description

一种高温3D打印头

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体是涉及一种高温3D打印头。

背景技术

3D打印机是一种精密的机电一体化设备，一般由设置在机架上的X轴、Y轴和Z轴三个轴组成，X轴和Y轴设在一个垂直于Z轴的XY运动平面内，统称为XY轴；3D打印头设置在X轴上，X轴设于Y轴上，X轴、Y轴和Z轴之间相互独立运动，通过打印平台来调节他们之间的间距，实现3D打印机的立体打印工作。

熔融沉积成型技术（FDM）3D打印机是先将材料传送到已经加热的打印头，然后打印头对打印材料进行加热，打印头中的材料融化，然后再通过送料机构向下挤压将融化的材料从打印喷头挤出来进行打印。打印头的结构对打印的效果非常大，目前很多3D打印机的结构在热处理上存在技术缺陷，经常在打印过程中出现打印温度不稳定，导致打印出丝不顺畅，出丝不均匀，容易堵塞打印头，打印精度差等问题，更严重的则会导致无法打印，需要提供一种可以更好的解决打印头堵塞的方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高温3D打印头，该技术方案解决了现有的3D打印头易堵塞的问题，热熔效果好，更好的保证了打印头的通畅度，散热效果好，避免线材在打印头内膨胀变形导致堵塞，减少了清理打印头消耗的人力。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一种高温3D打印头，其特征在于，包括有导料管、散热组件、隔热组件、加热组件和出料喷嘴；

导料管首端固定安装在与打印机本体上与送料机构连通，散热组件套接在导料管外壁上，隔热组件、加热组件、出料喷嘴依次与导料管顺序连接，导料管采用PTFE材料。

作为一种高温3D打印头的一种优选方案，所述散热组件包括有散热片、散热铜管、散热箱、集成散热器、第一风扇、第二风扇和引风管；散热片均匀地轴向的设置在导料管外壁上，散热铜管均匀环绕在散热片周边，散热箱包裹在散热铜管外围，散热箱内装满冷却剂，散热铜管从散热箱内壁延伸到外部，散热铜管末端与集成散热器固定连接，集成散热器上固定安装有第一风扇和第二风扇，第一风扇设置在集成散热器上侧，第二风扇设置在集成散热器下侧，引风管上端套接在第二风扇底部，引风管底部开口指向出料喷嘴下方的打印区域。

作为一种高温3D打印头的一种优选方案，所述散热箱上设有进液口和出液口。

作为一种高温3D打印头的一种优选方案，所述隔热组件包括有隔热管和隔热壳体；隔热管上端与导料管底部可拆卸的连接，隔热管下端与加热组件可拆卸的连接，隔热壳体罩在加热组件上，隔热管与隔热壳体均采用导热性差的隔热材料。

作为一种高温3D打印头的一种优选方案，所述隔热管包括有小内径段、大内径段和承台；小内径段固定在承台上方，大内径段固定在承台下方，三者内部连通。

作为一种高温3D打印头的一种优选方案，所述加热组件包括有热熔管、导热铝块、加热孔和热电偶孔；热熔管采用导热性好的耐热材料，热熔管竖直贯穿导热铝块，热熔管上部与隔热组件的输出端可拆卸地顺序连接，加热孔和热电偶孔均开设在导热铝块上，加热孔紧贴热熔管设置。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

打印机的挤料机将线材通过十字滑块挤入导料管内，导料管的PTFE材质属耐高温材料，软化温度大于250℃，且具有自润滑特性，使得耗材在通过导料管时阻力更小，送料更方便，线材经过导料管依次经过隔热组件和加热组件从出料喷嘴处喷出，加热组件对线材进行热熔使其变成流体材料便于喷出和塑性，隔热组件对加热组件部分产生的热量进行阻隔，一方面阻止热量回流向导料管，另一方面对加热组件产生保温效果提高热熔的效率，同时加热组件的温度监测组件测量加热组件段的线材的温度，散热组件进一步在导料管段对部分回流到导料管处的热量进行散热，避免使线材受热膨胀变形导致打印头堵死等情况的发生，另外，散热组件的出风口对着出料喷嘴下方的打印区域吹风加快打印件的成型效率。

1、热熔效果好，更好的保证了打印头的通畅度；

2、散热效果好，避免线材在打印头内膨胀变形导致堵塞；

3、减少了清理打印头消耗的人力。

附图说明

图1为本发明的立体图一；

图2为本发明的立体图二；

图3为本发明的正视图；

图4为本发明的左视图；

图5为图4中A-A方向的局部立体剖视图；

图6为本发明的隔热管立体结构示意图。

图中标号为：

1、导料管；

2、散热组件；2a、散热片；2b、散热铜管；2c、散热箱；2d、集成散热器；2e、第一风扇；2f、第二风扇；2g、引风管；

3、隔热组件；3a、隔热管；3a1、小内径段；3a2、大内径段；3a3、承台；3b、隔热壳体；

4、加热组件；4a、热熔管；4b、导热铝块；4c、加热孔；4d、热电偶孔；5、出料喷嘴。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参照图1至6所示，一种高温3D打印头，包括导料管1、散热组件2、隔热组件3、加热组件4和出料喷嘴5；

导料管1首端固定安装在与打印机本体上与送料机构连通，散热组件2套接在导料管1外壁上，隔热组件3、加热组件4、出料喷嘴5依次与导料管1顺序连接，导料管1采用PTFE材料。

打印机的挤料机将线材通过十字滑块挤入导料管1内，导料管1的PTFE材质属耐高温材料，软化温度大于250℃，且具有自润滑特性，使得耗材在通过导料管1时阻力更小，送料更方便，线材经过导料管1依次经过隔热组件3和加热组件4从出料喷嘴5处喷出，加热组件4对线材进行热熔使其变成流体材料便于喷出和塑性，隔热组件3对加热组件4部分产生的热量进行阻隔，一方面阻止热量回流向导料管1，另一方面对加热组件4产生保温效果提高热熔的效率，同时加热组件4的温度监测组件测量加热组件4段的线材的温度，散热组件2进一步在导料管1段对部分回流到导料管1处的热量进行散热，避免使线材受热膨胀变形导致打印头堵死等情况的发生，另外，散热组件2的出风口对着出料喷嘴5下方的打印区域吹风加快打印件的成型效率。

所述散热组件2包括有散热片2a、散热铜管2b、散热箱2c、集成散热器2d、第一风扇2e、第二风扇2f和引风管2g；散热片2a均匀地轴向的设置在导料管1外壁上，散热铜管2b均匀环绕在散热片2a周边，散热箱2c包裹在散热铜管2b外围，散热箱2c内装满冷却剂，散热铜管2b从散热箱2c内壁延伸到外部，散热铜管2b末端与集成散热器2d固定连接，集成散热器2d上固定安装有第一风扇2e和第二风扇2f，第一风扇2e设置在集成散热器2d上侧，第二风扇2f设置在集成散热器2d下侧，引风管2g上端套接在第二风扇2f底部，引风管2g底部开口指向出料喷嘴5下方的打印区域。

散热片2a将导料管1内的热量引导出来，散热箱2c内的冷却剂使冷却效果更加均匀充分，散热铜管2b进一步对散热片2a内的热量传导到集成散热器2d处进行集中散热，第一风扇2e使集成散热器2d上的热量充分散发，第二风扇2f通过引风管2g的引风作用对出料喷嘴5下方的打印件吹风加快成型。

所述散热箱2c上设有进液口和出液口。

散热箱2c通过进液口和出液口外连压力泵可方便的对冷却液进行更换和补充，还可以通过压力泵的作用形成流动的液冷系统，进一步提高散热效果。

所述隔热组件3包括有隔热管3a和隔热壳体3b；隔热管3a上端与导料管1底部可拆卸的连接，隔热管3a下端与加热组件4可拆卸的连接，隔热壳体3b罩在加热组件4上，隔热管3a与隔热壳体3b均采用导热性差的隔热材料。

隔热管3a采用隔热材料，减少加热组件4内的热量向导料管1方向回流，隔热壳体3b包裹在加热组件4上一方面进一步阻止热量回流，另一方面对加热组件4进行保温提高热熔效果。

所述隔热管3a包括有小内径段3a1、大内径段3a2和承台3a3；小内径段3a1固定在承台3a3上方，大内径段3a2固定在承台3a3下方，三者内部连通。

通过将隔热管3a分成小内径段3a1、大内径段3a2和承台3a3可以方便的对导料管1和加热组件4进行安装拆卸，承台3a3对两侧的管道形成承托，另外内径的变化进一步阻止热熔后的材料向导料管1方向回流。

所述加热组件4包括有热熔管4a、导热铝块4b、加热孔4c和热电偶孔4d；热熔管4a采用导热性好的耐热材料，热熔管4a竖直贯穿导热铝块4b，热熔管4a上部与隔热组件3的输出端可拆卸地顺序连接，加热孔4c和热电偶孔4d均开设在导热铝块4b上，加热孔4c紧贴热熔管4a设置。

工作人员提前将加热管固定到加热孔4c内，将热电偶固定到热电偶孔4d内，热电偶紧贴热熔管4a可精确地测量出热熔管4a内的实际温度，导热铝块4b导热性强，可以将加热管内的热量均匀传递给热熔管4a，对热熔管4a内的线材进行热熔。

本发明的工作原理：

Claims

1.一种高温3D打印头，其特征在于，包括导料管（1）、散热组件（2）、隔热组件（3）、加热组件（4）和出料喷嘴（5）；

导料管（1）首端固定安装在与打印机本体上与送料机构连通，散热组件（2）套接在导料管（1）外壁上，隔热组件（3）、加热组件（4）、出料喷嘴（5）依次与导料管（1）顺序连接，导料管（1）采用PTFE材料。

2.根据权利要求1所述的一种高温3D打印头，其特征在于，所述散热组件（2）包括有散热片（2a）、散热铜管（2b）、散热箱（2c）、集成散热器（2d）、第一风扇（2e）、第二风扇（2f）和引风管（2g）；散热片（2a）均匀地轴向的设置在导料管（1）外壁上，散热铜管（2b）均匀环绕在散热片（2a）周边，散热箱（2c）包裹在散热铜管（2b）外围，散热箱（2c）内装满冷却剂，散热铜管（2b）从散热箱（2c）内壁延伸到外部，散热铜管（2b）末端与集成散热器（2d）固定连接，集成散热器（2d）上固定安装有第一风扇（2e）和第二风扇（2f），第一风扇（2e）设置在集成散热器（2d）上侧，第二风扇（2f）设置在集成散热器（2d）下侧，引风管（2g）上端套接在第二风扇（2f）底部，引风管（2g）底部开口指向出料喷嘴（5）下方的打印区域。

3.根据权利要求2所述的一种高温3D打印头，其特征在于，所述散热箱（2c）上设有进液口和出液口。

4.根据权利要求1所述的一种高温3D打印头，其特征在于，所述隔热组件（3）包括有隔热管（3a）和隔热壳体（3b）；隔热管（3a）上端与导料管（1）底部可拆卸的连接，隔热管（3a）下端与加热组件（4）可拆卸的连接，隔热壳体（3b）罩在加热组件（4）上，隔热管（3a）与隔热壳体（3b）均采用导热性差的隔热材料。

5.根据权利要求4所述的一种高温3D打印头，其特征在于，所述隔热管（3a）包括有小内径段（3a1）、大内径段（3a2）和承台（3a3）；小内径段（3a1）固定在承台（3a3）上方，大内径段（3a2）固定在承台（3a3）下方，三者内部连通。

6.根据权利要求1所述的一种高温3D打印头，其特征在于，所述加热组件（4）包括有热熔管（4a）、导热铝块（4b）、加热孔（4c）和热电偶孔（4d）；热熔管（4a）采用导热性好的耐热材料，热熔管（4a）竖直贯穿导热铝块（4b），热熔管（4a）上部与隔热组件（3）的输出端可拆卸地顺序连接，加热孔（4c）和热电偶孔（4d）均开设在导热铝块（4b）上，加热孔（4c）紧贴热熔管（4a）设置。