CN111590895A - 三维打印机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三维打印机，三维打印机的打印头包括喷头保护壳和打印喷头组件，打印喷头组件包括沿第一方向依次连接的喉管和喷嘴，喷嘴外包裹有发热膜，打印喷头组件还包括套装在喉管上的压块和PCB板，压块和PCB板沿第一方向依次排列；压块包括压块本体和弹性臂，压块本体套装于喉管外；至少两个弹性臂从压块本体伸出，且在第一方向上，弹性臂的弹性摆动端相对于压块本体靠近喷嘴，弹性摆动端上具有第一卡扣部。打印头包括喷头保护壳和打印喷头组件之间可拆卸扣合，打印喷头组件的更换方式更简单和人性化。

Description

三维打印机

技术领域

本发明涉及打印技术领域，具体地涉及一种三维打印机。

背景技术

三维打印是快速成型制造技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状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，是制造技术领域的一项重大突破。它能克服传统机械加工无法实现的特殊结构障碍，可以实现任意复杂结构部件的简单化生产，可以自动、直接、精确地将将设计思想从数字模型转化为具有一定功能的模型或器件。

现有的一种Delta三维打印机包括座体、顶盖、设置在座体和顶盖之间的三个滑轨件，每个滑轨件上安装有一个可沿垂向滑动的滑动件，每个滑动件均与对应的一个并联连接臂的第一端铰接；Delta三维打印机还包括打印头，打印头与多个并联连接臂的第二端铰接并位于打印空间中。

打印头包括喷头保护壳和打印喷头组件，打印喷头组件沿第一方向依次连接的气管接头、喉管和喷嘴，喷嘴外包裹有发热膜，打印喷头组件还包括套装在喉管上的压块、PCB板和金属连接板。锁紧螺栓依次穿过压块、PCB板和金属连接板后锁紧在喷头保护壳上。

现有的该种Delta三维打印机存在的问题是，由于打印喷头组件为易耗部件，在使用一定时间后需要拆卸更换。对打印喷头组件拆装时，需要旋拧多根螺栓，且每根螺栓旋入深度较大，更换打印喷头组件步骤难度大且耗时长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便于拆装的三维打印机。

本发明提供的三维打印机包括打印头，打印头包括打印喷头组件和喷头保护壳，喷头保护壳具有容纳腔，且喷头保护壳具有分别连通于容纳腔两端的安装入口和打印开口；打印喷头组件包括沿第一方向依次连接的喉管和喷嘴，喷嘴外包裹有发热膜，打印喷头组件还包括套装在喉管上的压块和PCB板，压块和PCB板沿第一方向依次排列；压块包括压块本体和弹性臂，压块本体套装于喉管外；至少两个弹性臂从压块本体伸出，且在第一方向上，弹性臂的弹性摆动端相对于压块本体靠近喷嘴，弹性臂上设置有导向凸起，导向凸起沿第一方向设置，弹性摆动端上具有卡扣凸起，卡扣凸起具有背向第一方向的第一卡扣配合面；喷头保护壳上设置导向滑槽，导向滑槽的宽度阶梯性增加而形成一个T型的卡扣位，卡扣位贯穿喷头保护壳的壁体，壁体在导向滑槽与卡扣位之间形成朝向第一方向的第二卡扣配合面；打印喷头组件从安装入口安装到容纳腔中，喷嘴从打印开口伸出，导向凸起与导向滑槽沿第一方向滑动配合，卡扣凸起位于扣合位中，第一卡扣配合面与第二卡扣配合面限位配合。

由上述方案可见，作为易耗替换品的打印喷头组件，其上的压块增设具有第一卡扣部的弹性臂，对应地在喷头保护壳上设置第二卡扣部，通过第一卡扣部和第二卡扣部的配合可实现打印喷头组件与喷头保护壳的快捷拆装，重新安装降低，更换打印喷头组件的方式更简单和人性化。

进一步的方案是，打印喷头组件还包括气管接头，气管接头、喉管和喷嘴沿第一方向依次连接；喉管中部设置有沿径向凸起的轴肩，轴肩与气管接头之间形成一个卡位，PCB板体和压块限位于卡位中。

进一步的方案是，卡扣位连通于导向滑槽的延伸末端。

由上可见，此设置进一步地便于加工，提高生产效率。

进一步的方案是，弹性臂的延伸末端具有导向斜面，导向斜面的朝向倾斜于第一方向。

由上可见，当打印喷头组件插装于喷头保护壳内时，导向斜面与喷头保护壳接触而使弹性臂发生弹性摆动，随后弹性臂在第一卡扣部到达第二卡扣部时复位，导向斜面起引导作用且时卡扣配合快捷有效。

进一步的方案是，弹性臂沿第一方向延伸，第一卡扣部位于弹性臂的延伸末端。

由上可见，弹性臂的延伸方向与打印喷头组件的插装方向相同，便于将打印喷头组件插入喷头保护壳内。

进一步的方案是，压块本体的外周设置有外周下压部，外周下压部相对于弹性臂远离压块的轴心。

由上可见，弹性臂伸入喷头保护壳内，外周下压部与喷头保护壳的上端的抵接面共同对PCB板夹紧，提高安装稳定性。

进一步的方案是，弹性臂的截面为圆形。

附图说明

图1为本发明三维打印机实施例的结构图。

图2为本发明打印头实施例第一视角的结构图。

图3为本发明打印头实施例第二视角的结构图。

图4为本发明打印头实施例的结构分解图。

图5为本发明打印头实施例中打印喷头组件的结构分解图。

图6为本发明打印头实施例的剖视图。

具体实施方式

参见图1，图1为本发明三维打印机实施例的结构图。本发明的三维打印机为一种delta三维打印机，三维打印机包括底座91、顶盖92、三组滑台组件93、三组连接组件94和一个打印头1000，滑台组件93包括轨道件931与滑动件932，轨道件931为沿z轴方向延伸布置的滑杆组，三个轨道件931连接于底座91与顶盖92之间，且三个轨道件931均匀地布置在底座91的周向位置上。滑动件932沿图示z轴方向可滑动地安装于轨道件931上，连接组件94为并联连接臂，连接组件94的延伸第一端固定铰接于滑动件932上。在底座91与顶盖92之间，且在多个滑台组件93之间形成打印空间900，打印头1000与三个连接组件94的延伸第二端铰接。在打印机正常使用的状态下，轨道件931上滑杆组的延伸方向为垂向，即z轴负向为垂向。

结合图2至图4，图2为本发明打印头实施例第一视角的结构图，图3为本发明打印头实施例第二视角的结构图，图4为本发明打印头实施例的结构分解图。打印头1000包括喷头保护壳1、打印喷头组件2和风扇组件3，打印喷头组件2安装至喷头保护壳1内，风扇组件3安装在喷头保护壳1外。

喷头保护壳1的中部为容纳腔100，且喷头保护壳1具有连通于容纳腔100的，且位于z轴方向两端的安装入口101和打印开口102，在喷头保护壳1的上端，具有围绕于安装入口101外周的抵接面103；喷头保护壳1的外周设有沿喷头保护壳1周向均匀布置的三个铰接座11，铰接座11具有垂直于z轴方向贯穿的转轴孔110，且在铰接座11的两侧设置有避让位111(图4所示)，避让位111的设置防止连接组件94(图1示)相对于铰接座11转动时发生干涉而无法正常工作。

在喷头保护壳1的壁体10上设置有三道导向滑槽13，三个道导向滑槽13布置在喷头保护壳1的周向上，导向滑槽13为从喷头保护壳1的壁体10上端沿z轴负向向下延伸至壁体10的中部的一道断口，导向滑槽13使壁体10隔断为位于导向滑槽13两侧的两个壁体部分，导向滑槽13连通于容纳腔100与喷头保护壳1的外部之间，且位于壁体10外部的铰接座11连接在位于导向滑槽13两侧的两个壁体部分之间，并对导向滑槽13的一部分进行遮挡，此设置可保持喷头保护壳1在导向滑槽13处的力学强度，防止形变。

壁体10上，在导向滑槽13沿z轴负向延伸的末端，导向滑槽13在垂直于z轴方向的宽度方向上的宽度阶梯性增加而形成一个T型的贯穿壁体10的卡扣位12，该卡扣位12即用于与打印喷头组件2卡扣配合的第二卡扣部，壁体10在导向滑槽13与卡扣位12之间形成朝下(z轴负向)且朝向T型口的第二卡扣配合面121。

结合图4和图5，图5为本发明打印头实施例中打印喷头组件的结构分解图。打印喷头组件2包括喷嘴管体组21，喷嘴管体组21包括沿第一方向(即z轴负向)依次连接的气管接头213、喉管212和喷嘴211，气管接头213为用于与供料气管连接的接头，喉管212为PEEK材料制成的喉管，喷嘴211为铜质喷嘴。

喷嘴211外包裹有发热膜(图中未示出)，发热膜外套装硅胶套管(图中未示出)，硅胶套使发热膜紧贴在喷嘴211上，发热膜通过导线215连接到PCB板23上，且导线215上设置有保险丝214，当喷嘴211的温度超过设定值时，保险丝214将因温度过高而断开，发热膜停止发热。喉管212中部设置有沿径向凸起的轴肩216，轴肩217与气管接头213之间形成一个卡位217。

打印喷头组件2还包括压块22和PCB板23。PCB板23包括PCB板体231和设置在PCB板体231上的电器元件238和电器元件239，PCB板体231呈圆饼状，PCB板体231中部具有第一插装通孔230，PCB板体231的外周设置在其周向上均匀布置的三个第一避让缺口232。

压块22包括压块本体221和弹性臂222，压块本体221中部设置第二插装通孔220，压块本体221的外周设置有三个第二避让缺口226；三个弹性臂222沿压块本体221的周向分布在压块本体221的外周，且弹性臂222沿第一方向(z轴负向)朝向延伸，在第一方向(z轴负向)上，弹性臂222的延伸末端相对于弹性臂222的延伸始端靠近喷嘴211；压块本体221的外周还设置有外周下压部225，外周下压部225相对于弹性臂222远离压块本体221的轴心。

随弹性臂222的向下延伸，弹性臂222的延伸下部成为弹性摆动端，在弹性臂222的延伸末端设置卡扣凸起223，卡扣凸起223为从弹性臂222的延伸末端，沿压块22的径向背向压块22的轴心凸起，卡扣凸起223即第一卡扣部。卡扣凸起223具有朝向z轴正向的第一卡扣配合面223a，且卡扣凸起223具有朝向z轴负向且背向压块22的轴心的导向斜面223b。

本实施例中，弹性臂222的截面呈长方形，弹性臂222的弹性摆动方向取决于弹性臂222的厚度方向，卡扣凸起223的凸起方向与弹性臂222的厚度方向一致，弹性臂222摆动后才能使卡扣凸起223产生位移而实现进入口卡扣位和离开卡扣位。

弹性臂222在卡扣凸起223的第一卡扣配合面223a的正上方设置有方块状的导向凸起224。导向凸起224沿压块22的径向背向压块22的轴心凸起，且在垂直于z轴方向且垂直于导向凸起224的凸起方向的宽度方向上，导向凸起224的宽度小于卡扣凸起223的宽度，从而使第一卡扣配合面223a外露。

压块22和PCB板23套装在喉管212，且压块22和PCB板23沿第一方向(z轴负向)依次排列。三个弹性臂222穿过PCB板体231外周的第一避让缺口232，喉管212穿过PCB板体231中部的第一插装通孔230和压块本体221中部的第二插装通孔22后与气管接头213螺纹锁紧，压块PCB板体231和压块本体221即限位于卡位217中。

结合图3至图6，图6为本发明打印头实施例的剖视图。打印喷头组件2从安装入口101安装到容纳腔100中，且喷嘴211从喷头保护壳1底部的打印开口102伸出。三个弹性臂222从伸入容纳腔100到到达卡合位置过程中，首先，导向斜面223b与壁体10抵接而使弹性臂222收拢形变，随后导向凸起224与导向滑槽13沿z轴方向滑动配合，最后弹性臂222到达卡合位置，卡扣凸起223进入T型的卡扣位12中，卡扣凸起223的第一卡扣配合面223a与壁体10的第二卡扣配合面121在z轴方向上抵接，弹性臂222与壁体10之间限位卡紧。此时，PCB板体231夹紧在抵接面103与外周下压部225之间，进而实现喷头保护壳1和打印喷头组件2之间的可拆卸安装。

结合图3、图4和图6，风扇组件3包括风扇32和风道件31，风道件31包括安装基板311和设置在安装基板311一侧的风道部312，风道部312中部具有风道310，风道部312具有分别位于风道310延伸两端的风道入口313和风道出口314，风道出口314则为风扇组件3的出风口。风扇32安装在安装基板311上，且风扇32的风扇出风口正对风道入口313。风扇组件3安装在壁体10外侧，且风道出口314从喷头保护壳1底部的打印开口102处朝向喷嘴211。优选地，壁体10在打印开口102一侧设置导风缺口104，导风缺口104连通于打印开口102与风道出口314之间，进而提高送风量。

结合图1、图2和图4，打印头1000位于打印空间900内，每个连接组件94的延伸第二端与喷头保护壳1外周对应位置的一个铰接座11铰接，且位于连接组件94轴向第二端的转轴941插装于转轴孔110中。

打印喷头组件2减少金属连接板，铰接座11整体设置在喷头保护壳1外，喷头保护壳1与连接组件94之间保持铰接，作为易耗替换品的打印喷头组件2被拆卸后更换并重新安装时，无需再进行喷头保护壳1与连接组件94之间的连接安装，安装难度大大降低；且打印喷头组件2部件减少，安装出错概率降低，打印喷头组件2的拆装方式更简单，更人性化。

另外，在其他实施例中，卡扣凸起可设置在弹性臂的其他位置上，如设置在弹性臂的延伸中部，由于弹性臂从压块本体向下延伸，弹性臂的延伸中部同样具有一定的弹性形变摆动量，因此弹性臂的延伸中部应当属于上文解释的“弹性摆动端”的其中部分。另外，在其他实施例中，弹性臂的延伸方向与打印喷头组件安装到喷头保护壳的插装方向(即实施例中图4所述z轴负向)具有一定倾角角度，即位于压块周向上的多个弹性臂的延伸末端之间呈聚拢状或扩张状，此设置同样能实现弹性臂与喷头保护壳之间的可拆卸扣合，应当落入本发明所请求的保护范围内。

另外，在其他实施例中，弹性臂可为其他形状，如弹性臂的截面为圆形，整体轮廓呈圆柱状或细长的圆台状。以圆台状的弹性臂为例，弹性臂的截面积从其延伸首端向延伸末端逐渐减小，弹性臂的弹性形变能力从其延伸首端向延伸末端逐渐增大，且横截面呈圆形的弹性臂在各个方向均具有弹性形变能力，此时弹性臂产生的弹性形变的方向主要取决于其受到作用力的方向，而弹性臂插入喷头保护壳后，位于弹性臂延伸末端的导向斜面首先与喷头保护壳接触，即弹性臂产生的弹性形变的方向与导向斜面的设置方向有关。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.三维打印机，包括打印头，所述打印头包括打印喷头组件和喷头保护壳，所述喷头保护壳具有容纳腔，且所述喷头保护壳具有分别连通于所述容纳腔两端的安装入口和打印开口；

其特征在于：

打印喷头组件包括沿第一方向依次连接的喉管和喷嘴，所述喷嘴外包裹有发热膜，打印喷头组件还包括套装在所述喉管上的压块和PCB板，所述压块和所述PCB板沿所述第一方向依次排列；

所述压块包括压块本体和弹性臂，所述压块本体套装于所述喉管外；

至少两个所述弹性臂从所述压块本体伸出，且在所述第一方向上，所述弹性臂的弹性摆动端相对于所述压块本体靠近所述喷嘴；

所述弹性臂上设置有导向凸起，所述导向凸起沿第一方向设置；所述弹性摆动端上具有卡扣凸起，所述卡扣凸起具有背向所述第一方向的第一卡扣配合面；

所述喷头保护壳上设置导向滑槽，所述导向滑槽的宽度阶梯性增加而形成一个T型的卡扣位，所述卡扣位贯穿所述喷头保护壳的壁体，所述壁体在所述导向滑槽与所述卡扣位之间形成朝向所述第一方向的第二卡扣配合面；

所述打印喷头组件从所述安装入口安装到所述容纳腔中，所述喷嘴从所述打印开口伸出，所述导向凸起与所述导向滑槽沿所述第一方向滑动配合，所述卡扣凸起位于所述扣合位中，所述第一卡扣配合面与所述第二卡扣配合面限位配合。

2.根据权利要求1所述的三维打印机，其特征在于：

所述打印喷头组件还包括气管接头，所述气管接头、所述喉管和所述喷嘴沿第一方向依次连接；

所述喉管中部设置有沿径向凸起的轴肩，所述轴肩与所述气管接头之间形成一个卡位，所述PCB板体和所述压块限位于所述卡位中。

3.根据权利要求1所述的三维打印机，其特征在于：

所述卡扣位连通于所述导向滑槽的延伸末端。

4.根据权利要求1所述的三维打印机，其特征在于：

所述弹性臂的延伸末端具有导向斜面，所述导向斜面的朝向倾斜于所述第一方向。

5.根据权利要求1至4任一项所述的三维打印机，其特征在于：

所述弹性臂沿所述第一方向延伸，所述第一卡扣部位于所述弹性臂的延伸末端。

6.根据权利要求1至4任一项所述的三维打印机，其特征在于：

所述压块本体的外周设置有外周下压部，所述外周下压部相对于所述弹性臂远离所述压块的轴心。

7.根据权利要求1至4任一项所述的三维打印机，其特征在于：

所述弹性臂的截面呈圆形。

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