CN112936860A - 一种带有染色结构的3d打印笔及其换色方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有染色结构的3D打印笔及其换色方法，包括笔主体，笔主体设置有若干组染色结构，染色结构包括有驱动机构和染色件，驱动机构推动染色件对耗材进行染色；当染色件贴紧耗材时，耗材被染色，当耗材染色完成后，染色件远离耗材；换色控制件，与若干染色结构控制配合，用于控制不同染色结构的切换。本发明具有以下优点和效果：本方案利用新机械结构，采用调节换色控制件可控制不同组别的染色结构之间实现换色过程，用户可自行选择不同的颜色对耗材进行染色，如此，无需更换耗材，即可在同一根耗材上实现多色转换，具有色彩丰富、趣味性强的效果，且无需购买不同颜色的耗材，成本也较低。

Description

一种带有染色结构的3D打印笔及其换色方法

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及一种带有染色结构的3D打印笔及其换色方法。

背景技术

随着科技的发展，3D打印技术越来越普遍地应用于各个领域，与此同时，3D打印技术也以更多种类型产品的形式出现在人们的生活中，如3D打印笔就是其中一种。与3D打印机通过机械臂带动打印喷头的移动实现3D打印不同的是：3D打印笔由人手操控，3D打印笔可以根据人的意愿来实现立体作画，也就是说，用户仅仅需要通过传统的画笔操作就能够在三维环境下绘制立体图案。目前，3D打印笔采用热熔沉积技术，其内的笔墨采用热熔材料，例如PLA(聚乳酸)材料或ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)材料，通常也称为耗材。在使用过程中，3D打印笔内的热熔材料经过加热后从笔头挤出，然后热熔材料冷却形成3D绘制的图案。

现有公告号为CN205326305U的中国专利，公开了一种3D打印笔，包括有一壳体，壳体一端设有喷嘴，壳体上至少设有两个进退料口、驱动模块、散热模块、射出模块和控制模块。使用过程中，可在壳体内同时插入多种不同颜色的耗材，但是不同耗材之间无法实现同时热熔混色，色彩较单一，无法实现多种颜色混合使用。

现有的3D打印笔通常仅能采用单色耗材，在绘制过程中，使用者在换色时需向打印笔中依次加入不同颜色的耗材实现色彩的切换，如此，存在以下缺点：一方面，色彩较单一，使用过程较乏味，另一方面，需经常更换不同颜色的耗材，存在使用较不便的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种带有染色结构的3D打印笔，采用对耗材进行染色的方式，具有色彩丰富、趣味性强的效果。本发明的另一目的是提供一种带有染色结构的3D打印笔的换色方法，具有使用方便的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种带有染色结构的3D打印笔，包括笔主体，笔主体设置有

若干组染色结构，染色结构包括有驱动机构和染色件，驱动机构推动染色件对耗材进行染色；当染色件贴紧耗材时，耗材被染色，当耗材染色完成后，染色件远离耗材；

换色控制件，与若干染色结构控制配合，用于控制不同染色结构的切换。

通过采用上述技术方案，染色时，驱动机构启动，推动染色件向耗材靠近，如此，即可对耗材表面进行染色；在使用过程中，可采用一组染色结构对耗材进行染色，也可同时采用两组或多组染色结构对耗材染色，当采用一组染色结构染色时，即为染色件原色，当多组染色结构染色时，即为多个染色件的混合色。通过调节换色控制件可控制不同组别的染色结构之间实现换色过程，用户可根据自己的喜好，自行选择不同的颜色对耗材进行染色，如此，无需更换耗材，即可在同一根耗材上实现多色转换，具有色彩丰富、趣味性强的效果，使用更灵活、多样、染色均匀，且无需购买不同颜色的耗材，成本也较低。

本发明的进一步设置为：换色控制件设置为换色转盘，换色转盘上设置有若干位置标识，笔主体上设置有定位标识，转动换色转盘，其中一个位置标识与定位标识相对应。

通过采用上述技术方案，当耗材被染的颜色进行更换时，转动换色转盘，当不同的位置标识对应于定位标识时，即可使得控制不同颜色染色件的驱动机构启动，方便用户直观地进行选择和切换。

本发明的进一步设置为：驱动机构包括有滑块，滑块朝向染色件运动并推动染色件贴近耗材。

本发明的进一步设置为：驱动机构还包括换色电机、设于换色电机输出轴的偏心轮盘，偏心轮盘包括有偏心柱，滑块开设有条形槽，偏心柱与条形槽滑移配合；笔主体内设置有供滑块滑移的滑槽。

通过采用上述技术方案，当换色电机启动时，带动偏心轮盘转动，偏心轮盘转动时，在偏心柱与条形槽的配合作用下，使得滑块沿滑槽向靠近或远离染色件运动，即可实现滑块推动染色件的过程。

本发明的进一步设置为：染色件设置为染色棒，滑块靠近染色棒的端面开设有弧形凹槽，弧形凹槽与染色棒相适配。

通过采用上述技术方案，当滑块推动染色棒靠近耗材时，染色棒对应嵌入于弧形凹槽内，弧形凹槽的设置，当滑块推动染色棒时在一定程度上可对染色棒起到较好的限位作用，防止染色棒脱离滑块。

本发明的进一步设置为：滑块上设置有磁性件，笔主体内设置有感应元件，感应元件与磁性件感应配合。

通过采用上述技术方案，当滑块移动时，感应元件与磁性件之间感应配合，感应元件可实时感应偏心柱的位置进行反馈。

本发明的进一步设置为：笔主体内设置有支架，支架的中心开设有供耗材通过的通孔，滑槽分布于通孔四周，且滑槽与通孔相连通，通孔内设置有若干防抖筋。

通过采用上述技术方案，当耗材送入通孔内时，防抖筋抵于耗材的侧壁，在一定程度上可防止耗材在进料、染色过程中发生抖动，使得染色较均匀、染色效果更好。

本发明的进一步设置为：染色结构设置为至少两组。

通过采用上述技术方案，将染色结构设置为多组，可采用不同染色件之间混合搭配，实现色彩多样化，从而增加用户在使用过程中的趣味性。

本发明的另一技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于3D打印笔的换色方法，染色结构设置为两组，包括第一染色结构和第二染色结构，染色件对应设置有第一染色件和第二染色件，包括以下染色步骤：

S1、将换色控制件调节至一位置，第一染色结构和第二染色结构均不染色，此时，笔主体挤出的熔融耗材为无色；

S2、将换色控制件调节至二位置，第一染色结构推动第一染色件运动，第一染色件对耗材进行染色，此时，笔主体挤出的熔融耗材的颜色即第一染色件的颜色；

S3、将换色控制件调节至三位置，第二染色结构推动第二染色件运动，第二染色件对耗材进行染色，此时，笔主体挤出的熔融耗材的颜色即第二染色件的颜色；

S4、将换色控制件调节至四位置，第一染色结构推动第一染色件运动，同时第二染色结构推动第二染色件运动，此时，笔主体挤出的熔融耗材的颜色即第一染色件与第二染色件的混合色；

其中，S1、S2、S3、S4在使用过程中可任意选择，实现换色。

通过采用上述技术方案，使用过程中，用户可通过调节换色控制件从而控制耗材侧壁被染上不同颜色，具有多种选择性，颜色切换较方便。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.采用调节换色控制件可控制不同组别的染色结构之间实现换色过程，用户可自行选择不同的颜色对耗材进行染色，如此，无需更换耗材，即可在同一根耗材上实现多色转换，具有色彩丰富、趣味性强的效果，且无需购买不同颜色的耗材，成本也较低；

2.采用在滑块端面开设弧形凹槽的方式，当滑块推动染色件时在一定程度上可对染色件起到较好的限位作用，防止染色件脱离滑块；

3.采用在通孔内设置防抖筋的方式，在一定程度上可防止耗材在进料、染色过程中发生抖动，使得染色较均匀、染色效果更好；

4.采用换色转盘控制的换色方法，用户可通过调节换色控制件从而控制耗材侧壁被染上不同颜色，具有多种选择性，颜色切换较方便。

附图说明

图1是实施例的整体结构关系示意图。

图2是实施例的墨盒与笔主体处于分离状态的结构关系示意图。

图3是实施例中墨盒的前端面的结构关系示意图。

图4是实施例的剖视图。

图5是图4中A区域的放大图。

图6是实施例中换色电机、支架及压板处于分离状态的结构关系示意图。

图7是实施例中滑块的结构关系示意图。

图8是实施例中进丝机构及搅拌机构的结构关系示意图。

图9是实施例中搅拌机构及喷嘴处于分离状态的结构关系示意图。

图10是实施例中换色转盘处于一位置时所对应的染色结构的位置状态示意图。

图11是实施例中换色转盘处于二位置时所对应的染色结构的位置状态示意图。

图12是实施例中换色转盘处于三位置时所对应的染色结构的位置状态示意图。

图13是实施例中换色转盘处于四位置时所对应的染色结构的位置状态示意图。

图14是实施例中换色转盘处于五位置时所对应的染色结构的位置状态示意图。

图15是实施例中换色转盘处于六位置时所对应的染色结构的位置状态示意图。

图16是实施例中换色转盘处于七位置时所对应的染色结构的位置状态示意图。

图17是实施例中换色转盘处于八位置时所对应的染色结构的位置状态示意图。

图中：1、笔主体；11、喷嘴；111、搅拌腔；12、电源插座；13、墨盒；131、墨腔；132、储墨海绵；133、出墨口；134、染色件；1341、第一染色件；1342、第二染色件；1343、第三染色件；135、线材孔；136、透气孔；14、支架；141、滑槽；142、通孔；143、防抖筋；15、压板；151、感应元件；152、限位插孔；16、压块；17、分线路板；18、总线路板；181、指示灯；182、换色转盘；183、进丝按钮；19、定位标识；2、染色结构；21、换色电机；211、第一换色电机；212、第二换色电机；213、第三换色电机；22、滑块；221、第一滑块；222、第二滑块；223、第三滑块；224、条形槽；225、弧形凹槽；226、磁性件；23、偏心轮盘；231、偏心柱；3、进丝机构；31、送丝主齿轮；311、环形嵌槽；312、转轴；32、送丝从动轮；33、送丝通道；4、搅拌机构；41、加热部件；42、搅拌管；421、搅拌叶；5、安装架；51、驱动电机；6、第一传动组件；61、第一换向齿轮；62、第二换向齿轮；7、第二传动组件；71、搅拌传动齿轮；72、连接套；721、搅拌管齿轮；722、导向斜面；8、耗材。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

一种带有染色结构的3D打印笔及其换色方法，如图1、图2和图8所示，包括有外形呈笔状的笔主体1，笔主体1的头部端设置有喷嘴11，笔主体1的尾端设置有电源插座12以及可拆卸插接于笔主体1内的墨盒13，墨盒13上设置有若干染色件134。笔主体1内开设有供耗材穿过的通道，笔主体1还设置有多组染色结构2、进丝机构3以及搅拌机构4，染色结构2包括有驱动机构，驱动机构推动染色件134对耗材进行染色，进丝机构3用于将耗材向喷嘴11传输，搅拌机构4包括有用于对耗材加热熔融的加热部件41，加热部件41可设置为发热丝，搅拌机构4用于对熔融的耗材进行搅拌。

如图2、图3和图4所示，墨盒13内分隔形成有若干个墨腔131，墨腔131内填充有储墨海绵132(在其他实施例中，也可采用高分子聚氨酯代替储墨海绵)以及彩色染料，每个墨腔131对应设置有一个出墨口133，染色件134一一对应插接于出墨口133上，彩色染料可渗透至染色件134上，染色件134具有一定弹性，染色件134可采用棒料，墨盒13的中心沿长度方向贯穿开设有供耗材通过的线材孔135，三个墨腔131呈圆周分布于墨盒13，且线材孔135位于墨盒13的中心，三根染色件134分布于线材孔135的四周。墨盒13的端部开设有透气孔136，透气孔136与墨腔131一一对应连通，透气孔136用于保持墨腔131内外大气压强一致，防止出墨时，墨腔131内部形成负压，导致墨水无法从出墨口133流出，此外，还可防止在气压较低的环境中使用时，墨水喷出。

如图4、图6和图7所示，驱动机构包括有滑块22，换色电机21、设于换色电机21输出轴的偏心轮盘23，偏心轮盘23包括有偏心柱231，滑块22开设有条形槽224，条形槽224的开设方向与滑块滑移方向相垂直，偏心柱231与条形槽224滑移配合；笔主体1内设置有支架14，支架14端部开设有供滑块22滑移的三个滑槽141，换色电机21固定安装于支架14上，换色电机21驱使滑块22向靠近染色件134运动，使得染色件134贴近耗材，当滑块22远离染色件134运动时，使得染色件134远离耗材，滑块22靠近染色件134的端面开设有弧形凹槽225，弧形凹槽225与染色件134相适配，当滑块22推动染色件134靠近耗材时，染色件134对应嵌入于弧形凹槽225内，弧形凹槽225的设置，当滑块22推动染色件134时在一定程度上可对染色件134起到较好的限位作用，防止染色件134脱离滑块22。使用状态下，墨盒13插接于笔主体1内，耗材8贯穿于线材孔135，染色件134位于耗材的四周。换色电机21包括第一换色电机211、第二换色电机212和第三换色电机213，滑块22包括对应于第一换色电机211的第一滑块221、对应于第二换色电机212的第二滑块222和对应于第三换色电机213的第三滑块223，染色件134包括对应于第一滑块221的第一染色件1341、对应于第二滑块222的第二染色件1342和对应于第三滑块223的第三染色件1343。

当耗材染色时，换色电机21启动时，带动偏心轮盘23转动，偏心轮盘23转动时，在偏心柱231与条形槽224的配合作用下，使得滑块22沿滑槽141向靠近染色件134运动，直至染色件134与耗材侧壁相贴；当染色完成后，换色电机21驱使滑块22复位，由于染色件134不再受到滑块22的推力，即可在其自身弹力下远离耗材。

此外，在其他实施例中，还可采用其他驱动设备与滑块22之间设置其他联动组件的方式实现滑块对染色件的推动过程。

如图4、图6和图7所示，滑块22上设置有磁性件226，笔主体1内设置有压板15、分线路板17和压块16，压板15和压块16配合将分线路板17压紧固定，压板15上还设置有感应元件151，感应元件151可与笔主体1内的总线路板18连接，在本实施例中感应元件151设置为霍尔传感器，霍尔传感器与磁性件226感应配合，用于检测滑块22位移后的位置，当滑块22带动磁性件226移动时，利用霍尔传感器与磁性件226之间磁场变化导致霍尔传感器产生电位差的原理，霍尔传感器可实时感应滑块22的位置进行反馈，从而在一定程度上可使染色浓度受控。压板15的中心还设置有限位插孔152，当墨盒13插入至笔主体1内时，染色件134对应插入于限位插孔152内，如此可起到快速对准、限位的作用。

如图6所示，支架14的中心开设有供耗材通过的通孔142，滑槽141分布于通孔142四周，且滑槽141与通孔142相连通，两者连通处供染色件134运动，通孔142内壁设置有三条等距分布的防抖筋143。当耗材8送入通孔142内时，防抖筋143抵于耗材的侧壁，在一定程度上可防止耗材在进料、染色过程中发生抖动，防止已经被染色的耗材经过通道时墨水残留管壁，使得染色较均匀、染色效果更好。

如图4所示，笔主体1内设有总线路板18，电源插座12电性连接于总线路板18，总线路板18上设置有指示灯181，笔主体1的侧壁还设置有电性连接于总线路板18的换色转盘182、进丝按钮183，换色转盘182可为轻触开关、电位器、编码器、波段开关、触摸按键等模块，换色转盘182与各组染色结构2的换色电机21控制配合，换色转盘182用于控制不同染色结构2的切换。换色转盘182上设置有若干位置标识，位置标识包括有数字1、2、3、4、5、6、7、和8，笔主体1上设置有定位标识19，转动换色转盘182，其中一个位置标识与定位标识19相对应。当耗材被染的颜色进行更换时，转动换色转盘182，当不同的位置标识对应于定位标识19时，即可使得控制不同颜色染色件134运动的换色电机22启动，方便用户直观地进行选择和切换实现染色的换色过程。用户可根据自己的喜好，自行选择不同的颜色对耗材进行染色，如此，无需更换耗材，即可在同一根耗材上实现多色转换，无需购买不同颜色的耗材，成本也较低。

如图8和图9所示，笔主体1内设置有安装架5及安装于安装架5上的驱动部件，驱动部件设置为驱动电机51，驱动电机51与进丝机构3间设有第一传动组件6，驱动电机51与搅拌机构4间设有第二传动组件7，驱动电机51同步作用于进丝机构3和搅拌机构4。第一传动组件6包括第一换向齿轮61；第二传动组件7包括搅拌传动齿轮71，第一换向齿轮61和搅拌传动齿轮71均同轴设于驱动电机51的输出端。当驱动电机51启动时，输出端同时带动第一换向齿轮61和搅拌传动齿轮71转动，如此即可采用同一驱动部件通过第一传动组件6和第二传动组件7同时实现双输出。

如图8和图9所示，进丝机构3包括送丝齿轮组，送丝齿轮组包括送丝主齿轮31和送丝从动轮32，送丝主齿轮31与送丝从动轮32间形成送丝通道33，送丝主齿轮31的侧壁开设有环形嵌槽311，送丝主齿轮31设有转轴312，环形嵌槽311的设置使得耗材8侧壁对应嵌入于环形嵌槽311内，耗材在周向被限位，仅能直线进丝而无法侧壁旋转，在一定程度上可防止送入的耗材由于受到前端搅拌机构4的搅拌作用而扭转、缠绕；第一传动组件6还包括同轴设于转轴312的第二换向齿轮62，第二换向齿轮62与第一换向齿轮61相啮合。耗材送入送丝通道33内，送丝主齿轮31和送丝从动轮32分别位于耗材两侧，并对耗材侧壁产生一定的夹紧力，当第一换向齿轮61转动时，带动第二换向齿轮62转动，第二换向齿轮62通过转轴312带动送丝主齿轮31转动，由于耗材侧壁贴于送丝主齿轮31的侧壁，当送丝主齿轮31转动时，即可与送丝从动轮32配合对耗材实现进丝的传送过程。

第一传动组件6驱动进丝机构3运动，进丝机构3将耗材向喷嘴11内传送，另外还通过第二传动组件7驱动搅拌机构4同步运动，搅拌机构4即可对熔融的耗材进行搅拌混匀，如此，使得进丝和搅拌过程同步进行，实现边搅拌边出料，不易出现断料现象。此外，一方面，采用单驱动双输出的方式，具有节能减耗的效果，另一方面，在整体结构布局上具有结构更紧凑的效果，便于用户握持。

如图4、图5、图8和图9所示，搅拌机构4包括有供耗材送入的搅拌管42，搅拌管42转动设于笔主体1内，搅拌管42的前端设有搅拌叶421，搅拌叶421的截面形状设置为“一”字形，采用“一”字形的搅拌叶421，在加工过程中工序较简单，在其他实施例中，还可采用截面形状设置为“十”字形、三角星形的搅拌叶421，采用三角星形的搅拌叶421，一方面具有更好的搅拌效果，搅拌时于熔融耗材的接触面较大，另一方面，三角星形的搅拌叶421在长期搅拌使用的情况下不易断裂，稳定性和牢固性更强；喷嘴11内形成供搅拌叶421伸入的搅拌腔111，且搅拌管42与搅拌腔111相连通，喷嘴11内壁与搅拌管42外壁相贴合形成叠置部，加热部件41设置于叠置部外，喷嘴11侧壁整体受热较均匀，使得耗材整体的熔融效果较好，有利于充分搅拌；驱动电机51通过第二传动组件7驱动搅拌管42转动，第二传动组件7还包括有连接套72、同轴设于连接套72的搅拌管齿轮721，连接套72设置为导热性较差的塑料材质，搅拌管齿轮721与搅拌传动齿轮71相啮合，当搅拌传动齿轮71转动时，即可带动搅拌管齿轮721随之转动，从而带动搅拌管42旋转实现搅拌过程，连接套72同轴套接于搅拌管42后端，搅拌管42设置为金属搅拌管42，连接套72的后端部设有扩口状的导向斜面722，当把耗材插入至连接套72内时，导向斜面722的设置可便于将耗材引导至连接套72内，实现快速、准确的插入。

由于加热部件41对搅拌腔111内进行加热，采用金属搅拌管42具有较好的导热性，能够使得搅拌腔111内的耗材迅速熔融，而采用连接套72连接于搅拌管42的后端的方式，由于塑料的导热性相对金属较差，且将连接套与搅拌管42分开设置为两个部件，在一定程度上可防止耗材在进入至搅拌腔111内前，因受到金属搅拌管42的热传导而发生提前熔融、软化的现象，采用塑料的连接套72进行一定隔热后，可便于推入耗材。

将侧壁经多色染色的耗材送入至搅拌管42内，使得耗材前端伸入至搅拌腔111中，加热部件41发热，将搅拌腔111内的彩色耗材热熔，驱动电机51启动后，带动搅拌管42转动，搅拌管42带动搅拌叶421转动，如此，搅拌叶421即可对搅拌腔111中熔融的彩色耗材进行搅拌混合，使得不同颜色的耗材搅拌均匀，在搅拌的同时还可推动彩色耗材向喷嘴11运动，推动过程中即可将搅拌腔111内搅拌均匀的彩色耗材从喷嘴11挤出，如此，在使用过程中可实现多色混合，经搅拌后混色较均匀、色彩质感较好。

使用方法包括以下步骤：

S1、上电，将电源插座12插接于电源通电，指示灯181呈黄灯常亮，视为电源已接通，为染色结构2的驱动机构、进丝机构3及搅拌机构4供电；

S2、加热，加热部件41通电加热，指示灯181呈红色闪烁，当达到设定温度后，指示灯181呈绿色常亮，表示加热完成；

S3、载入耗材，由墨盒13尾部向笔主体1的通道内送入耗材，耗材经过进丝机构3直至伸入送丝通道33，此时，换色转盘182的位置标识1对应定位标识19，按下进丝按钮183，送丝齿轮组把耗材往前送，直至笔头喷嘴11出现熔融耗材，即实现耗材装载；

S4、染色；

在本实施例中，三个染色件134分别设置为红、黄、蓝三原色，控制调节换色转盘182实现换色，换色过程如下：

(1)换色转盘182初始位置为一位置，三个换色电机21在初始位置时滑块22上的磁性件226正好位于霍尔传感器正下方，如图10所示对应状态，检测电压最高，此时喷嘴11处挤出熔融耗材，颜色为耗材的本色；

(2)换色转盘182转动至二位置，第一换色电机211转动，第一换色电机211驱动第一滑块221运动从而推动第一染色件1341为耗材8侧壁染上红色，如图11所示为对应状态；

(3)换色转盘182转动三位置，第一换色电机211回原位，第二换色电机212转动，第二换色电机212驱动第二滑块222运动从而推动第二染色件1342为耗材8染上黄色，如图12所示为对应状态；

(4)换色转盘182转动至四位置，第二换色电机212回原位，第三换色电机213转动，第三换色电机213驱动第三滑块223运动从而推动第三染色件1343为耗材8染上蓝色，如图13所示为对应状态；

(5)换色转盘182转动至五位置，第三换色电机213回原位，第一换色电机211和第二换色电机212转动，第一换色电机211驱动第一滑块221运动从而推动第一染色件1341为耗材8染上红色，第二换色电机212驱动第二滑块222运动从而推动第二染色件1342为耗材8染上黄色，如图14所示为对应状态；

(6)换色转盘182转动至六位置，第一换色电机211回原位，第二换色电机212和第三换色电机213转动，第二换色电机212驱动第二滑块222运动从而推动第二染色件1342为耗材染上黄色，第三换色电机213驱动第三滑块223运动从而推动第三染色件1343为耗材染上蓝色，如图15所示为对应状态；

(7)换色转盘182转动至七位置，第二换色电机212回原位，第一换色电机211和第三换色电机213转动，第一换色电机211驱动第一滑块221运动从而推动第一染色件1341为耗材染上红色，第三换色电机213驱动第三滑块223运动从而推动第三染色件1343为耗材染上蓝色，如图16所示为对应状态；

(8)换色转盘182转动至八位置，三个换色电机21同时转动，第一换色电机211驱动第一滑块221运动从而推动第一染色件1341为耗材染上红色，第二换色电机212驱动第二滑块222运动从而推动第二染色件1342为耗材染上黄色，三换色电机21驱动第三滑块223运动从而推动第三染色件1343为耗材染上蓝色，如图17所示为对应状态；

根据用户自身意愿可随意切换换色转盘182所对应的上述(1)-(8)的位置状态；

S5、进丝并搅拌，按压进丝按钮183，将染色后的耗材送入至搅拌腔111中，加热部件41加热后，彩色耗材熔融，通过搅拌叶421进行搅拌；

S6、进丝并挤出，按压进丝按钮183，进丝机构3通过后端未熔融的耗材推动搅拌均匀的熔融彩色耗材向喷嘴11运动并挤出。

挤出时，对应于S4中二位置时，为红色熔融耗材；对应于S4中三位置时，为黄色熔融耗材；对应于S4中四位置时，为蓝色熔融耗材；对应于S4中五位置时，经搅拌均匀后混色形成橙色熔融耗材；对应于S4中六位置时，经搅拌均匀后混色形成绿色熔融耗材；对应于S4中七位置时，经搅拌均匀后混色形成紫色熔融耗材；对应于S4中八位置时，经搅拌均匀后混色形成黑色熔融耗材。

本发明的基本工作原理为：使用过程中，先将耗材送入至笔主体1的通道内，供电部件通电后，驱动机构驱动染色件对耗材侧壁进行染色，进丝机构3驱动染色后的耗材向搅拌机构4输送，当染色后的耗材伸入至搅拌机构4内时，加热部件对搅拌机构4内的固体状彩色耗材进行加热，使其熔融，随后，搅拌机构4即可对熔融的耗材进行搅拌，在进丝机构3推动耗材向搅拌机构4运动的同时，耗材前端还会推动熔融的彩色耗材从喷嘴11挤出，即可实现3D绘图，通过多组染色结构2的配合，可对耗材染上各种色彩，如此，具有色彩丰富、趣味性强、灵活、多样化的效果，还具有使用方便、成本较低、绘图效果较好的作用。

通过调节换色转盘182可控制不同组别的染色结构2之间实现换色过程，用户可根据自己的喜好，自行选择不同的颜色对耗材进行染色，如此，无需更换耗材，即可在同一根耗材上实现多色转换，具有色彩丰富、趣味性强的效果，使用更灵活、多样，且无需购买不同颜色的耗材，成本也较低。

在此，需要说明的是，换色电机21的顺序和染色件134顺序的排布并不局限于本实施例所述的顺序，通过程序和染色机构数量的改变，均可进行适应性调整，在其他实施例中，可采用两组染色机构、四组染色机构或其他数量的多组染色机构的方式，还可采用一个驱动机构通过联动结构分别驱动多个染色件运动的方式。此外，需要特别说明的是，使用过程中，S1-S3相关步骤还可采用先载入耗材，再上电、加热的方式。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (9)

1.一种带有染色结构的3D打印笔，包括笔主体(1)，其特征在于：所述笔主体(1)设置有

若干组染色结构(2)，所述染色结构(2)包括有驱动机构和染色件(134)，所述驱动机构推动所述染色件对耗材(8)进行染色；当所述染色件贴紧耗材(8)时，耗材(8)被染色，当耗材(8)染色完成后，所述染色件远离耗材(8)；

换色控制件，与若干所述染色结构(2)控制配合，用于控制不同所述染色结构(2)的切换。

2.根据权利要求1所述的一种带有染色结构的3D打印笔，其特征在于：所述换色控制件设置为换色转盘(182)，所述换色转盘(182)上设置有若干位置标识，所述笔主体(1)上设置有定位标识(19)，转动所述换色转盘(182)，其中一个所述位置标识与所述定位标识(19)相对应。

3.根据权利要求1所述的一种带有染色结构的3D打印笔，其特征在于：所述驱动机构包括有滑块(22)，所述滑块(22)朝向所述染色件运动并推动所述染色件贴近耗材(8)。

4.根据权利要求3所述的一种带有染色结构的3D打印笔，其特征在于：所述驱动机构还包括换色电机(21)、设于所述换色电机(21)输出轴的偏心轮盘(23)，所述偏心轮盘(23)包括有偏心柱(231)，所述滑块(22)开设有条形槽(224)，所述偏心柱(231)与所述条形槽(224)滑移配合；所述笔主体(1)内设置有供所述滑块(22)滑移的滑槽(141)。

5.根据权利要求3所述的一种带有染色结构的3D打印笔，其特征在于：所述染色件(134)设置为染色棒，所述滑块(22)靠近所述染色棒的端面开设有弧形凹槽(225)，所述弧形凹槽(225)与所述染色棒相适配。

6.根据权利要求4所述的一种带有染色结构的3D打印笔，其特征在于：所述滑块(22)上设置有磁性件(226)，所述笔主体(1)内设置有感应元件(151)，所述感应元件(151)与所述磁性件(226)感应配合。

7.根据权利要求4所述的一种带有染色结构的3D打印笔，其特征在于：所述笔主体(1)内设置有支架(14)，所述支架(14)的中心开设有供耗材(8)通过的通孔(142)，所述滑槽(141)分布于所述通孔(142)四周，且所述滑槽(141)与所述通孔(142)相连通，所述通孔(142)内设置有若干防抖筋(143)。

8.根据权利要求1所述的一种带有染色结构的3D打印笔，其特征在于：所述染色结构(2)设置为至少两组。

9.一种用于权利要求1-8任一所述的3D打印笔的换色方法，所述染色结构(2)设置为两组，包括第一染色结构和第二染色结构，所述染色件对应设置有第一染色件和第二染色件，其特征在于：包括以下染色步骤：

S1、将换色控制件调节至一位置，第一染色结构和第二染色结构均不染色，此时，笔主体(1)挤出的熔融耗材(8)为本色；

S2、将换色控制件调节至二位置，第一染色结构推动第一染色件运动，第一染色件对耗材(8)进行染色，此时，笔主体(1)挤出的熔融耗材(8)的颜色即第一染色件的颜色；

S3、将换色控制件调节至三位置，第二染色结构推动第二染色件运动，第二染色件对耗材(8)进行染色，此时，笔主体(1)挤出的熔融耗材(8)的颜色即第二染色件的颜色；

S4、将换色控制件调节至四位置，第一染色结构推动第一染色件运动，同时第二染色结构推动第二染色件运动，此时，笔主体(1)挤出的熔融耗材(8)的颜色即第一染色件与第二染色件的混合色；

其中，S1、S2、S3、S4在使用过程中可任意选择，实现换色。

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