CN111958972B - 3d打印头及3d打印机 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及3D打印技术领域,尤其是涉及一种3D打印头及3D打印机。3D打印头包括送料筒、检测机构和控制器;送料筒形成有进料口和出料口,耗材能够从进料口进入送料筒并从出料口排出;送料筒设置有加热部件,以对耗材均匀加热;检测机构包括温度传感器,温度传感器位于出料口处,用于检测耗材温度;检测机构、加热部件均与控制器通信连接,控制器根据耗材温度控制加热部件的加热状态。本申请提供的3D打印头,通过在输送耗材的送料筒设置加热部件,且利用检测机构监测出料口的实时温度,控制器能够根据实时温度调节加热部件的加热状态,以使在耗材的输送过程中保证耗材受热均匀,从而保证良好的打印效果。
Description
技术领域
本申请涉及3D打印技术领域,尤其是涉及一种3D打印头及3D打印机。
背景技术
目前,3D打印技术被广泛应用于生物、冶金加工、高分子材料等耗材成型领域。这些领域中,需要配合使用高精度3D打印喷头,来处理各种熔融态的3D打印耗材。例如:熔融态生物高分子材料、熔融态金属材料、熔融态冶金材料等。
FDM(Fused Deposition Modeling,工艺熔融沉积制造)是常用的3D打印工艺之一。现有技术中,一般是由绞盘缠绕耗材,由滑轮将耗材传送到加热喷头。喷头由3D打印机的中央处理器控制,并按照中央处理器的逻辑运行,以实现打印功能。在喷头高速运行的过程中,对产品的打印需要高精度加工控制,上述方案无法满足耗材受热均匀与送丝流畅性的要求,且出料口容易出现耗材堵塞的情况。
发明内容
本申请的目的在于提供一种3D打印头及3D打印机,用于输送耗材,且能够提升耗材受热的均匀性。
本申请提供了一种3D打印头,包括送料筒、检测机构和控制器;
所述送料筒形成有进料口和出料口,耗材能够从所述进料口进入所述送料筒并从所述出料口排出;
所述送料筒设置有加热部件,以对所述耗材均匀加热;
所述检测机构包括温度传感器,所述温度传感器位于所述出料口处,用于检测耗材温度;所述检测机构、所述加热部件均与所述控制器通信连接,所述控制器根据所述耗材温度控制所述加热部件的加热状态。
在上述技术方案中,进一步地,所述加热部件为形成于所述送料筒内壁的加热层。
在上述技术方案中,进一步地,所述送料筒还包括依次设置于所述加热层外侧的保温层和外壳。
在上述技术方案中,进一步地,所述送料筒还形成有加压通道,加压装置能够与所述加压通道连通,以驱动所述耗材向所述出料口运动。
在上述技术方案中,进一步地,所述检测机构还包括压力传感器,所述出料口处设置有出料管,所述温度传感器及所述压力传感器均安装于所述出料管,所述压力传感器用于检测出料压力;
所述加压装置与所述控制器通信连接,所述控制器根据所述出料压力控制所述加压装置的加压状态。
在上述技术方案中,进一步地,所述送料筒包括筒体和盖体;
所述筒体的一端形成有开口,所述盖体安装于所述开口,所述进料口和所述加压通道开设于所述盖体;所述进料口处设置有进料管;
所述出料口位于所述筒体的另一端。
在上述技术方案中,进一步地,所述加压通道包括相连通的进气孔、腔体和多个出气孔;
所述盖体背离所述筒体的一侧开设有所述进气孔,所述盖体内形成有所述腔体,所述盖体面向所述筒体的一侧开设有多个所述出气孔;所述出气孔的孔径小于所述进气孔的孔径;
所述进气孔处设置有加压管,用于连接所述加压装置。
在上述技术方案中,进一步地,所述进料口贯穿所述盖体的中部;多个所述出气孔均布于所述进料口的周向。
在上述技术方案中,进一步地,所述送料筒呈圆筒状;所述筒体与所述盖体可拆卸连接。
本申请还提供了一种3D打印机,包括上述方案所述的3D打印头。
与现有技术相比,本申请的有益效果为:
本申请提供的3D打印头包括送料筒、检测机构和控制器;送料筒形成有进料口和出料口,耗材可在压力下从进料口进入送料筒并从出料口排出,从出料口排出的耗材即可形成3D打印产品。
送料筒设置有加热部件,可选地,加热部件可设置于送料筒内或送料筒外,以对送料筒内各处的耗材均匀加热;检测机构包括温度传感器,温度传感器位于出料口处,用于检测出料口处的耗材的实时温度,检测机构、加热部件均与控制器通信连接,控制器根据耗材温度控制加热部件的加热状态,结合不同3D打印机耗材融化曲线进行加热温度的调整,以保证出料口处的耗材处于理想的熔融状态,从而保证良好是打印效果。
本申请提供的3D打印头,通过在输送耗材的送料筒设置加热部件,且利用检测机构监测出料口的实时温度,控制器能够根据实时温度调节加热部件的加热状态,以使在耗材的输送过程中保证耗材受热均匀,从而保证良好的打印效果。
本申请还提供了3D打印机,包括上述方案所述的3D打印头。基于上述分析可知,3D打印机同样具有上述有益效果,在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的3D打印头的剖视结构示意图;
图2为本申请提供的3D打印头的外形结构示意图;
图3为本申请提供的3D打印头的爆炸示意图。
图中:101-送料筒;102-加热层;103-保温层;104-外壳;105-出料管;106-筒体;107-盖体;108-开口;109-进料管;110-进气孔;111-腔体;112-出气孔;113-顶盖;114-底盖;115-围设部;116-加压管;117-加压通道。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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申请和简化描述,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申请的限制。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。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
实施例一
参见图1至图3所示,本申请提供的3D打印头包括送料筒101、检测机构和控制器;送料筒101形成有进料口和出料口,耗材可在压力下从进料口进入送料筒101并从出料口排出,从出料口排出的耗材即可形成3D打印产品。
送料筒101设置有加热部件,可选地,加热部件可设置于送料筒101内或送料筒101外,以对送料筒101内各处的耗材均匀加热;检测机构包括温度传感器,温度传感器位于出料口处,用于检测出料口处的耗材的实时温度,检测机构、加热部件均与控制器通信连接,控制器根据耗材温度控制加热部件的加热状态,结合不同3D打印机耗材融化曲线进行加热温度的调整,以保证出料口处的耗材处于理想的熔融状态,从而保证良好是打印效果。
本申请提供的3D打印头,通过在输送耗材的送料筒101设置加热部件,且利用检测机构监测出料口的实时温度,控制器能够根据实时温度调节加热部件的加热状态,以使在耗材的输送过程中保证耗材受热均匀,从而保证良好的打印效果。
该实施例可选的方案中,加热部件为形成于送料筒101内壁的加热层102,可实现对耗材全方位的加热,保证加热的均匀性,避免热传导产生的损耗。
该实施例可选的方案中,送料筒101还包括依次设置于加热层102外侧的保温层103和外壳104,保温层103避免了热量向外侧传导,避免了热损失;位于最外层的外壳104起到防护作用。
需要说明的是,图1中只示出了侧壁处设置有加热层102、保温层103和外壳104,本申请不局限于图示结构,盖体107和筒底部也可设置为加热层、保温层和外壳的多层结构。
实施例二
该实施例二中的3D打印头是在上述实施例基础上的改进,上述实施例中公开的技术内容不重复描述,上述实施例中公开的内容也属于该实施例二公开的内容。
参见图1至图3所示,该实施例可选的方案中,送料筒101还形成有加压通道117,加压装置能够与加压通道117连通,以驱动耗材向出料口运动。
在该实施例中,加压装置可利用加压通道117向送料筒101内冲入氮气等惰性气体,避免对耗材产生影响,耗材在气压的作用下从出料口排出。
可选地,进料口处可设置有单向阀门,避免气体和耗材从进料口向筒外排放。
该实施例可选的方案中,检测机构还包括压力传感器,出料口处设置有出料管105,温度传感器、压力传感器均安装于出料管105处,所述压力传感器用于检测出料压力;加压装置与控制器通信连接,控制器根据出料压力控制加压装置的加压状态。
在该实施例中,出料口处设置有出料管105,出料管105的内径小,即形成了耗材的打印口。温度传感器和压力传感器均设置于出料口处,监测出料口的实时温度和实时压力,控制器能够根据实时温度调节加热部件的加热状态,根据出料压力控制加压装置的加压状态,具体地,单片机控制部结合不同3D打印机耗材融化曲线进行加热温度与压强调整,以使在耗材的输送过程中保证耗材受热均匀和耗材从出料管105喷出的效果,使3D打印机耗材输送在运转过程中能时刻保持平衡状态,减少运行中各个不稳定因素,从而保证良好的打印效果。
该实施例可选的方案中,送料筒101包括筒体106和盖体107;筒体106的一端形成有开口108,盖体107安装于开口108,进料口和加压通道117开设于盖体107;进料口处设置有进料管109;出料口位于筒体106的另一端。
在该实施例中,参见图1所示,盖体107的外部设置有进料管109,进料管109管径较小,可精确耗材的输送量。盖体107安装于筒体106上部形成的开口108处,耗材即从上部的进料口进入送料筒101内,耗材受重力作用落于开设有出料口的筒底,耗材受压力作用可从下部的出料口排出,以形成3D打印产品。
该实施例可选的方案中,加压通道117包括相连通的进气孔110、腔体111和多个出气孔112;盖体107背离筒体106的一侧开设有进气孔110,盖体107内形成有腔体111,盖体107面向筒体106的一侧开设有多个出气孔112;出气孔112的孔径小于进气孔110的孔径;进气孔110处设置有加压管116,用于连接加压装置。
在该实施例中,加压通道117的进气孔110、腔体111和多个出气孔112构成了类似于花洒的结构。具体地,盖体107包括间隔设置的顶盖113、底盖114和围设于顶盖113和底盖114周围的围设部115,三者围设形成了腔体111的结构;进气孔110开设于顶盖113,多个出气孔112开设于底盖114,出气孔112的孔径小于进气孔110的孔径,从进气孔110进入腔体111的大量气体从孔径较小的多个出气孔112排入送料筒101,形成了对气体的压缩作用,进一步增加了气体压力,提升施压效果。
该实施例可选的方案中,进料口贯穿盖体107的中部;多个出气孔112均布于进料口的周向,以保证对送料筒101内的耗材均匀施压。需要说明的是,进料口和腔体111不连通,以保证气体不会从进料口外流。
该实施例可选的方案中,送料筒101呈圆筒状,结构简单、加热传导效率高、工作稳定、大大提高了3D打印耗材在各个应用场合中的使用效益。筒体106与盖体107可拆卸连接,便于对筒体106与盖体107的拆卸维修与安装,且便于对送料筒101内部的清洁。
实施例三
本申请实施例三提供了一种3D打印机,包括上述任一实施例的3D打印头,因而,具有上述任一实施例的3D打印头的全部有益技术效果,在此,不再赘述。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。
Claims (7)
1.一种3D打印头,其特征在于,包括送料筒、检测机构和控制器;
所述送料筒形成有进料口和出料口,耗材能够从所述进料口进入所述送料筒并从所述出料口排出;
所述送料筒设置有加热部件,以对所述耗材均匀加热;
所述检测机构包括温度传感器,所述温度传感器位于所述出料口处,用于检测耗材温度;所述检测机构、所述加热部件均与所述控制器通信连接,所述控制器根据所述耗材温度控制所述加热部件的加热状态;
所述送料筒还形成有加压通道,加压装置能够与所述加压通道连通,以驱动所述耗材向所述出料口运动;
所述送料筒包括筒体和盖体;
所述筒体的一端形成有开口,所述盖体安装于所述开口,所述进料口和所述加压通道开设于所述盖体;所述进料口处设置有进料管;
所述出料口位于所述筒体的另一端;
所述加压通道包括相连通的进气孔、腔体和多个出气孔;
所述盖体背离所述筒体的一侧开设有所述进气孔,所述盖体内形成有所述腔体,所述盖体面向所述筒体的一侧开设有多个所述出气孔;所述出气孔的孔径小于所述进气孔的孔径;
所述进气孔处设置有加压管,用于连接所述加压装置。
2.根据权利要求1所述的3D打印头,其特征在于,所述加热部件为形成于所述送料筒内壁的加热层。
3.根据权利要求2所述的3D打印头,其特征在于,所述送料筒还包括依次设置于所述加热层外侧的保温层和外壳。
4.根据权利要求1所述的3D打印头,其特征在于,所述检测机构还包括压力传感器,所述出料口处设置有出料管,所述温度传感器及所述压力传感器均安装于所述出料管,所述压力传感器用于检测出料压力;
所述加压装置与所述控制器通信连接,所述控制器根据所述出料压力控制所述加压装置的加压状态。
5.根据权利要求1所述的3D打印头,其特征在于,所述进料口贯穿所述盖体的中部;多个所述出气孔均布于所述进料口的周向。
6.根据权利要求1所述的3D打印头,其特征在于,所述送料筒呈圆筒状;所述筒体与所述盖体可拆卸连接。
7.一种3D打印机,其特征在于,包括如权利要求1至6中任一项所述的3D打印头。
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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