CN112976574A - 一种3d打印机用新型打印头 - Google Patents

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万东东
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Abstract

本发明公开了一种3D打印机用新型打印头,包括散热组件、喉管、加热组件及喷嘴,所述喉管的上端与散热组件的进料通道相连,所述喉管的下端与喷嘴相连,所述喷嘴的底部位于所述加热组件的下方,所述散热组件与所述加热组件之间设有连接柱,所述散热组件与所述加热组件之间通过所述连接柱相连,所述连接柱的外侧套设有隔热套。本发明的打印头能够很好阻隔加热组件与散热组件之间的热传递,减少对散热组件的散热效果的影响。

Description

一种3D打印机用新型打印头
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域,更具体的说,是一种3D打印机用新型打印头。
背景技术
FDM工艺的3D打印机,其一般使用丝状或颗粒状耗材,通过温度控制,使耗材进入熔融状态,经由喷嘴挤出,并在程序控制下,按照设定路径铺设成型。其中,耗材的挤出控制部分称为打印头(Hotend),打印头由散热体、喉管、加热块和喷嘴共同组成,打印头是3D打印机的核心组件,其性能优劣将直接影响3D打印机的整体性能。
温度控制是3D打印头的重要功能,快速有效地对喉管进行散热,能降低耗材进入喷嘴熔腔之前的温度,使得耗材能够保持刚性,提高耗材进给及回抽的响应速度。在现有技术中,喉管上端一般与散热体螺纹连接,喉管下端与加热块也通过螺纹连接。加热块上的热量通过喉管传递至散热体,会对散热体的散热产生负面影响,影响散热体的散热效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种3D打印机用新型打印头,本发明的打印头能够很好阻隔加热组件与散热组件之间的热传递,减少对散热组件的散热效果的影响。
其技术方案如下:
一种3D打印机用新型打印头,包括散热组件、喉管、加热组件及喷嘴,所述喉管的上端与散热组件的进料通道相连,所述喉管的下端与喷嘴相连,所述喷嘴的底部位于所述加热组件的下方,所述散热组件与所述加热组件之间设有连接柱,所述散热组件与所述加热组件之间通过所述连接柱相连,所述连接柱的外侧套设有隔热套。
进一步地,所述散热组件的靠近所述加热组件的一端底部设有一圈隔热槽,所述隔热槽从所述散热组件的底部向所述散热组件的中部凹陷。
进一步地,所述连接柱为三个,三个所述连接柱在所述隔热槽的外缘外侧均匀分布,所述喉管位于所述隔热槽的中部。
进一步地,所述隔热槽的深度为1mm至8mm。
进一步地,所述连接柱为螺柱,所述螺柱的一端与所述散热组件螺纹连接,所述螺柱的另一端通过螺母与所述加热组件锁紧固定。
进一步地,所述散热组件与所述加热组件的对应位置设有安装通道,所述喉管的底部依次穿过所述散热组件及所述加热组件的安装通道后与所述喷嘴相连。
进一步地,所述加热组件包括加热块及隔热连接盘,所述隔热连接盘固定于所述加热块的顶部,所述连接柱的底部与所述隔热连接盘相连。
进一步地,所述散热组件包括散热体,所述散热体在轴向方向上固定有多个散热翘片。
进一步地,所述散热组件上设有固定销及锁紧螺丝,所述固定销位于所述锁紧螺丝与所述喉管之间,所述锁紧螺丝通过所述固定销向所述喉管施加作用力。
进一步地,所述散热组件顶部设有转接头,所述转接头与所述散热组件相连。
下面对本发明的优点或原理进行说明:
1、本发明的打印头的散热组件与加热组件之间通过连接柱相连,在连接柱的外侧套设有隔热套。隔热套采用隔热材料制成,隔热套可采用钛、钢等材料制成。连接柱外侧的隔热套能够降低热传导,阻隔加热组件的热量向散热组件传导,降低加热组件对散热组件的散热效果造成的影响。
2、本发明在散热组件的底部设有一圈隔热槽,隔热槽用于阻断连接柱传导的热量,进一步减少加热组件的热量传递,进一步阻隔热量的传递。
附图说明
图1是3D打印机用新型打印头的立体图;
图2是3D打印机用新型打印头的主视图;
图3是图2中A-A方向的剖视图;
图4是散热主体的仰视图;
附图标记说明:
10、散热组件;20、喉管;30、加热组件;40、喷嘴;50、连接柱;60、进料通道;11、散热体;12、散热翘片;31、加热块;32、隔热连接盘;70、隔热套;13、螺纹孔;80、安装通道;90、隔热槽;100、固定销;110、锁紧螺丝;120、转接头。
具体实施方式
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“中”、“内”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”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,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,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1至图4所示,本实施例公开一种3D打印机用新型打印头,包括散热组件10、喉管20、加热组件30及喷嘴40。其中,所述喉管20的上端与散热组件10的进料通道60相连,所述喉管20的下端与喷嘴40相连,所述喷嘴40的底部位于所述加热组件30的下方,所述散热组件10与所述加热组件30之间设有连接柱50,所述散热组件10与所述加热组件30之间通过所述连接柱50相连。3D打印机在打印时,打印耗材从散热组件10的进料通道60进入,经过散热组件10、喉管20,并在喷嘴40处由加热组件30加热熔融成微米级细丝并随着打印头的移动,按照3D模型截面轮廓通过堆积、凝固及成型,完成打印操作。
其中,加热组件30用于对打印耗材进行加热,使耗材受热熔融,喉管20用于阻隔加热组件30的热量上移,散热组件10用于快速散去热量,避免耗材在进料阶段熔化造成堵料。
本实施例的所述散热组件10包括散热体11,为了加强散热体11的散热效果,所述散热体11在轴向方向上固定有多个散热翘片12。散热体11的热量通过多个散热翘片12进行散热,令散热组件10的散热效果更好。
本实施例的所述加热组件30包括加热块31及隔热连接盘32,加热块31内设有加热棒,通过加热棒对喷嘴40内的打印耗材进行加热。所述隔热连接盘32的中部固定于所述加热块31的顶部,所述连接柱50的底部与所述隔热连接盘32相连。
加热组件30与散热组件10之间设有间隔,为了阻隔加热组件30的热量传递至散热组件10,本实施例在所述连接柱50的外侧套设有隔热套70。隔热套70采用隔热材料制成,优选地,隔热套70可采用钛、钢等材料制成。优选地,所述连接柱50为螺柱,所述散热体11的底部设有螺纹孔13,螺柱的一端置于螺纹孔13内,螺柱通过螺纹孔13与散热体11螺纹连接。隔热连接盘32上设有连接孔,螺柱的另一端穿过连接孔后可通过螺母锁紧固定。螺柱可选用M1.2至M5规格的螺柱。
优选的,隔热套70的长度小于螺柱的长度,隔热套70可从螺柱的另一端延伸至散热体11的底部。在该实施例中,可将连接孔的直径设置与隔热套70的外径相匹配,连接柱50通过隔热套70、固定孔与隔热连接盘32相连接固定。
隔热套70采用隔热材料制成,连接柱50外侧的隔热套70能够降低热传导,阻隔加热组件30的热量向散热组件10传导,降低加热组件30对散热组件10的散热效果造成的影响。同时,在连接柱50安装时,隔热套70还可起到限位的作用,对连接柱50的安装位置进行限位。
本实施例的连接柱50的数量可设置为一个、两个、三个或多个,优选地,本实施例的连接柱50为三个,三个连接柱50可在散热体11的底面圆周上均匀分布。三个连接柱50具有稳固性,能在保证散热组件10与加热组件30连接稳定的基础上,控制连接柱50的数量,尽量减少通过连接柱50传导的热量,以利于散热组件10的散热。同时,通过三个连接柱50能实现散热组件10与加热组件30连接的精准定位,能提高打印头的刚性,放置打印头在高速移动过程中发生断裂,提高产品的一致性及稳定性。
所述散热组件10与所述加热组件30的对应位置设有安装通道80,所述喉管20的底部依次穿过所述散热组件10及所述加热组件30的安装通道80后与所述喷嘴40相连。三个连接柱50分别位于喉管20的外侧。
由于散热组件10与加热组件30通过连接柱50进行了连接固定,不需要再通过分别通过喉管20与散热组件10及加热组件30螺纹连接,喉管20上不需要在设置有螺纹,在喉管20的材质及型态的选择上,有更大的调整空间。
为了进一步加强热传导的阻隔,本实施例在所述散热体11的靠近所述隔热连接盘32的一端底部设有一圈隔热槽90,所述隔热槽90从所述散热体11的底部向所述散热体11的中部凹陷。优选的,三个所述连接柱50在所述隔热槽90的外缘外侧均匀分布,所述喉管20位于所述隔热槽90的中部。进一步地,所述隔热槽90的深度为1mm至8mm。
当加热组件30的少量热量传导至连接柱50上后,隔热槽90可用于阻断连接柱50传导的热量,进一步减少加热组件30的热量传递,进一步阻隔热量的传递。
本实施例通过连接柱50、隔热套70、隔热槽90共同对加热组件30传递的热量进行阻隔,热量的阻隔效果较好,散热组件10的散热效果好。
在一实施例中,为了实现喉管20与散热组件10的连接固定,还可在所述散热组件10上设有固定销100及锁紧螺丝110,固定销100套设于散热体11内部,且所述固定销100位于所述锁紧螺丝110与所述喉管20之间。所述锁紧螺丝110通过所述固定销100向所述喉管20施加作用力,从而实现喉管20与散热组件10的固定连接。锁紧螺丝110的力不会直接作用在喉管20上,从而避免锁紧螺丝110对喉管20造成损坏。
进一步地,所述散热组件10顶部设有转接头120,所述转接头120与所述散热组件10相连。本实施例的新型打印头能够通过转接头120适配于多种型号的打印机,提高该打印头的适配性。
本发明的实施方式不限于此,按照本发明的上述内容,利用本领域的普通技术知识和惯用手段,在不脱离本发明上述基本技术思想前提下,本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或组合,均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种3D打印机用新型打印头,包括散热组件、喉管、加热组件及喷嘴,所述喉管的上端与散热组件的进料通道相连,所述喉管的下端与喷嘴相连,所述喷嘴的底部位于所述加热组件的下方,其特征在于,所述散热组件与所述加热组件之间设有连接柱,所述散热组件与所述加热组件之间通过所述连接柱相连,所述连接柱的外侧套设有隔热套。
2.如权利要求1所述的3D打印机用新型打印头,其特征在于,所述散热组件的靠近所述加热组件的一端底部设有一圈隔热槽,所述隔热槽从所述散热组件的底部向所述散热组件的中部凹陷。
3.如权利要求2所述的3D打印机用新型打印头,其特征在于,所述连接柱为三个,三个所述连接柱在所述隔热槽的外缘外侧均匀分布,所述喉管位于所述隔热槽的中部。
4.如权利要求2所述的3D打印机用新型打印头,其特征在于,所述隔热槽的深度为1mm至8mm。
5.如权利要求1至4任一项所述的3D打印机用新型打印头,其特征在于,所述连接柱为螺柱,所述螺柱的一端与所述散热组件螺纹连接,所述螺柱的另一端通过螺母与所述加热组件锁紧固定。
6.如权利要求1所述的3D打印机用新型打印头,其特征在于,所述散热组件与所述加热组件的对应位置设有安装通道,所述喉管的底部依次穿过所述散热组件及所述加热组件的安装通道后与所述喷嘴相连。
7.如权利要求1至4任一项所述的3D打印机用新型打印头,其特征在于,所述加热组件包括加热块及隔热连接盘,所述隔热连接盘固定于所述加热块的顶部,所述连接柱的底部与所述隔热连接盘相连。
8.如权利要求1所述的3D打印机用新型打印头,其特征在于,所述散热组件包括散热体,所述散热体在轴向方向上固定有多个散热翘片。
9.如权利要求1所述的3D打印机用新型打印头,其特征在于,所述散热组件上设有固定销及锁紧螺丝,所述固定销位于所述锁紧螺丝与所述喉管之间,所述锁紧螺丝通过所述固定销向所述喉管施加作用力。
10.如权利要求1所述的3D打印机用新型打印头,其特征在于,所述散热组件顶部设有转接头,所述转接头与所述散热组件相连。
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