CN113001974B - 一种3d打印机的按压式双喷头组件及3d打印机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D打印机的按压式双喷头组件及3D打印机，该按压式双喷头组件包括支撑框架、滑动框架、两个打印喷头和压板，滑动框架沿竖直方向可滑动地设在支撑框架上，两个打印喷头间隔开设置在滑动框架上，每个打印喷头的喷嘴均具有打印位置和待机位置，压板设在支撑框架上且位于两个打印喷头的上方。滑动框架带动两个打印喷头运动时，压板能够按压两个打印喷头的按压伸缩结构以切换喷嘴的位置。该按压式双喷头组件能够较为快速的进行喷头切换，两个喷头之间不会发生碰撞也不会产生不良影响，并且能够避免打印过程中发生模型层高度层次不齐以及模型被喷头损坏的现象。

Description

一种3D打印机的按压式双喷头组件及3D打印机

技术领域

本发明涉及3D打印设备技术领域，尤其涉及一种3D打印机的按压式双喷头组件及3D打印机。

背景技术

现在市面上能够打印两种耗材的3D打印设备一般使用两套独立的喷头装置，一套喷嘴A在打印另一套喷嘴B要在安全区域等待以免两个喷嘴相撞，切换另一个喷嘴B打印时，首先喷嘴A要让开到安全区域喷嘴B才能进入工作区域继续打印，切换的等待时间比较长。并且常规的双喷头结构喷嘴的位置是在同一水平高度打印，这种结构存在两个缺陷，缺陷一：安装时很难保证两个喷嘴高度的一致性，这样就会导致打印模型切换喷嘴时会错层，模型层高度层次不齐影响模型的打印精度和打印质量；缺陷二：打印的模型如果出现翘边的情况，此时另外一个喷嘴再过来继续打印时就会就模型带动或刮错位的现象，严重时可能导致模型打印失败。

发明内容

发明的第一目的在于提出一种3D打印机的按压式双喷头组件，该按压式双喷头组件能够较为快速的进行喷头切换，两个喷头之间不会发生碰撞也不会产生不良影响，并且能够避免打印过程中发生模型层高度层次不齐以及模型被喷头损坏的现象。

本发明的第二个目的在于提出一种3D打印机，该3D打印机的打印效率较高，打印精度较高，打印产品的质量较好。

为实现上述技术效果，本发明的技术方案如下：

本发明公开了一种3D打印机的按压式双喷头组件，包括：支撑框架；滑动框架，所述滑动框架沿竖直方向可滑动地设在所述支撑框架上；两个打印喷头，两个所述打印喷头间隔开设置在所述滑动框架上，每个所述打印喷头的喷嘴均具有打印位置和待机位置；压板，所述压板设在所述支撑框架上且位于两个所述打印喷头的上方；其中：一个所述打印喷头的所述喷嘴处于打印位置时，另一个所述打印喷头的所述喷嘴处于待机位置；所述滑动框架带动两个所述打印喷头运动时，所述压板能够按压两个所述打印喷头的按压伸缩结构以切换所述喷嘴的位置。在实际打印过程中，由于两个打印喷头均安装在滑动框架因此在打印过程中两个打印喷头不可能出现相互碰撞或者相互影响的现象，确保了打印工作的正常进行。与此同时，当一个打印喷头的喷嘴处于打印位置时，另一个打印喷头的喷嘴处于待机位置，如果需要切换两个打印喷头的工作状态只需要驱动滑动框架向上滑动，当压板触发到两个打印喷头上的按压伸缩结构时，处于打印位置喷嘴就能够运动到待机位置，处于待机位置的喷嘴就能够运动到打印位置。这种切换方式非常简单，实现了两个打印喷头状态的同时切换，从而提升了打印效率，并且还能够避免打印过程中发生模型层高度层次不齐以及模型被喷头损坏的现象。

在一些实施例中，所述的3D打印机的按压式双喷头组件还包括安装板，所述安装板沿水平方向可滑动地设在所述滑动框架上，所述安装板用于安装两个所述打印喷头。安装板能够相对滑动框架沿水平方向运动，而滑动框架能够沿竖直方向运动，这样就实现了打印喷头的两个方向的运动，整个3D打印机的驱动机构只需要驱动支撑框架朝向另外一个方向运动即可，简化了3D打印机的驱动机构的结构。

在一些具体的实施例中，所述按压伸缩结构包括：第一套筒，所述第一套筒安装在所述安装板上；压缩杆，所述压缩杆上套设有弹性件，所述弹性件的一端止抵在所述第一套筒上；转动杆，所述转动杆的一端与所述压缩杆配合，所述转动杆的外壁上设有凸棱，所述凸棱的一端设有卡齿；按压杆，所述按压杆的一端套设在所述转动杆上，所述按压杆套设在所述转动杆的一端上设有沿其周向分布的棘齿，所述棘齿能够与所述卡齿配合，所述按压杆的外周壁上设有与所述棘齿一一对应的滑块；第二套筒，所述第二套筒的一端与所述第一套筒螺纹连接，所述第二套筒的内周壁上设有间隔且交替设置的第一滑槽和第二滑槽，所述滑块配合在所述第一滑槽内，所述凸棱能够与所述第一滑槽和所述第二滑槽中的一个配合。这种按压伸缩结构的结构简单，可靠性较高，既能够确保压板稳定地驱动按压杆运动从而实现喷嘴位置的切换，又简化了整个按压伸缩结构的结构，降低了打印喷头的生产成本。

在一些更具体实施例中，所述按压伸缩结构还包括：压缩套，所述压缩套套设在所述压缩杆上，所述压缩套止抵在所述弹性件的另一端上；连接件，所述连接件穿过所述第一套筒上的配合槽与所述压缩套相连，所述连接件能够与所述喷嘴相连。压缩套能够确保压板驱动按压杆向下运动时，弹性件被稳定地压缩，从而保证了撤去外力后弹性件能够驱动压缩套及压缩杆能够稳定地复位，连接件一方面确保了整个压缩杆与喷嘴的连接稳定性，另一方面连接件配合在配合槽内能够限制压缩杆的运动行程，从而避免喷嘴的位置过低的现象发生。

在一些更具体的实施例中，所述按压伸缩结构还包括：连接块，所述连接块上设有与所述连接件配合的连接槽，所述连接块与所述喷嘴相连；固定块，所述固定块扣合在所述连接块上以封闭所述连接槽。连接块和固定块提升了整个压缩杆与喷嘴的连接稳定性，从而确保了压板驱动按压杆向下运动时，喷嘴也能够稳定地向下运动，确保了喷嘴能够稳定地切换。

在一些可选的实施例中，所述按压伸缩结构还包括安装座，所述安装座连接在所述安装板上，所述安装座上设有配合穿槽，所述配合穿槽的侧壁上设有限位槽，所述第一套筒上设有与所述限位槽配合的限位凸环。安装座确保了第一套筒与安装座的连接稳定性，避免了压板驱动按压杆时，第一套筒跟随按压杆向下移动的现象发生，从而确保了按压杆能够稳定地沿竖直方向运动，避免了压缩杆歪斜导致的喷嘴状态不能正常切换的现象发生。

在一些实施例中，每个所述打印喷头包括打印结构，所述打印结构包括依次相连的导料管、散热片和加热块，所述喷嘴连接在所述加热块的下方，且与所述加热块的加热通道出口相连，所述散热片与所述压缩杆相连。两个打印喷头的打印耗材分别具有独立的导料管和加热块，不会造成耗材的污染。即使两种打印耗材的温度熔点不一样，也可以单独控制两个加热块的温度，不需要在打印的过程中进行二次加热出现等待的时间，缩短了打印无效时长，提升了打印效率。

在一些具体的实施例中，所述打印结构还包括壳体，所述壳体罩设在所述散热片和所述加热块上，所述壳体具有出风口和进风口，所述进风口处配合有风机。两个打印喷头在散热片和风机散热作用下，既能够避免工作过程中加热块过热烧坏，又能在打印完成后快速冷却加热块。

在一些实施例中，所述滑动框架上设有两个挤出机构，每个所述挤出机构对应一个所述打印喷头，所述挤出机构用于朝向所述打印喷头输送丝状打印材料。这样打印使用的两种耗材有各自的挤出机构，既能确保丝状原料能够稳定地进入导料管，又不会造成两种耗材的交叉污染，确保了打印工作的稳定进行。

本发明还公开了一种3D打印机，包括前文所述的3D打印机的按压式双喷头组件。

本发明的3D打印机的按压式双喷头组件的有益效果：由于两个打印喷头均安装在滑动框架因此在打印过程中两个打印喷头不可能出现相互碰撞或者相互影响的现象，确保了打印工作的正常进行；由于压板触发到两个打印喷头上的按压伸缩结构时，处于打印位置喷嘴就能够运动到待机位置，处于待机位置的喷嘴就能够运动到打印位置，实现了两个打印喷头状态的同时切换，提升了打印效率，并且还能够避免打印过程中发生模型层高度层次不齐以及模型被喷头损坏的现，采用压板实现两个打印喷头状态的切换还能够简化整个按压式双喷头组件的结构，降低按压式双喷头重量，有利于外部驱动件驱动滑动框架运动，提升打印喷头的移动控制精度。

本发明的3D打印机的有益效果：由于该3D打印机具有前文所述的双喷头组件，较为方便地实现了两个喷头之间的相互切换，切换效率较高，从而提升了打印效率，并且避免了打印过程中出现模型层高度层次不齐的现象，提升了打印精度和打印质量。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明实施例的3D打印机的按压式双喷头组件的结构示意图。

图2是本发明实施例的3D打印机的按压式双喷头组件拆去支撑框架的结构示意图。

图3是本发明实施例的3D打印机的按压式双喷头组件的打印喷头的结构示意图。

图4是本发明实施例的3D打印机的按压式双喷头组件的打印喷头的局部结构示意图。

图5是本发明实施例的3D打印机的按压式双喷头组件的打印喷头的局部结构的分解示意图。

图6是本发明实施例的3D打印机的按压式双喷头组件的打印喷头的另一个局部结构的分解示意图。

附图标记：

1、支撑框架；11、横向框架；12、纵向框架；

2、滑动框架；21、导向轮组；

3、打印喷头；

31、按压伸缩结构；311、第一套筒；31101、配合槽；31102、限位凸环；312、压缩杆；313、弹性件；314、转动杆；3141、凸棱；3142、卡齿；315、按压杆；3151、棘齿；3152、滑块；316、第二套筒；317、压缩套；318、连接件；319、连接块；3191、连接槽；3110、固定块；3111、安装座；31111、配合穿槽；31112、限位槽；3112、封盖；

32、打印结构；321、导料管；322、散热片；323、加热块；324、壳体；325、风机；

4、压板

5、安装板；

6、挤出机构。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“周向”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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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；可以是机械连接；可以是直接相连；也可以通过中间媒介间接相连。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发明中的具体含义。

实施例：

下面参考图1-图6描述本发明实施例的3D打印机的按压式双喷头组件具体结构。

如图1-图6所示，本发明公开了一种3D打印机的按压式双喷头组件，包括支撑框架1、滑动框架2、两个打印喷头3和安装板5。支撑框架1包括横向框架11和两个纵向框架12，压板4连接在横向框架11上且位于两个打印喷头3的上方，滑动框架2的两端分别可滑动地设在纵向框架12上。安装板5沿水平方向可滑动地设在滑动框架2上，两个打印喷头3间隔开设置在安装板5上，每个打印喷头3的喷嘴均具有打印位置和待机位置。在实际工作过程中，如图3所示，左边的打印喷头3的喷嘴处于打印位置时，右边打印喷头3的喷嘴处于待机位置，滑动框架2带动两个打印喷头3运动时，压板4能够按压两个打印喷头3的按压伸缩结构31以切换喷嘴的位置。在本实施例中，驱动滑动框架2运动的机构外部的步进电机。

可以理解的是，在实际打印过程中，由于两个打印喷头3均安装在安装板5上，因此两个打印碰头的运动是同步进行的，也就是说，在打印过程中两个打印喷头3不可能出现相互碰撞或者相互影响的现象，确保了打印工作的正常进行。与此同时，当一个打印喷头3的喷嘴处于打印位置时，另一个打印喷头3的喷嘴处于待机位置，如果需要切换两个打印喷头3的工作状态只需要驱动滑动框架2向上滑动，当压板4触发到两个打印喷头3上的按压伸缩结构31时，处于打印位置喷嘴就能够运动到待机位置，处于待机位置的喷嘴就能够运动到打印位置。这种切换方式非常简单，实现了两个打印喷头3状态的同时切换，从而提升了打印效率，并且还能够避免打印过程中发生模型层高度层次不齐以及模型被喷头损坏的现象。采用压板4实现两个打印喷头3状态的切换还能够简化整个按压式双喷头组件的结构，降低按压式双喷头组件的重量，有利于外部驱动件驱动滑动框架2运动，提升打印喷头的移动控制精度。此外，两个打印喷头3安装在安装板5后能够沿水平方向运动，而整个滑动框架2能够沿竖直方向运动，这样就实现了打印喷头3的两个方向的运动，整个3D打印机的驱动机构只需要驱动支撑框架1朝向另外一个方向运动即可，简化了3D打印机的驱动机构的结构。

具体的，如图5-图6所示，每个按压伸缩结构31包括第一套筒311、压缩杆312、转动杆314、按压杆315、第二套筒316、压缩套317、连接件318、连接块319、固定块3110、安装座3111和封盖3112。

如图5-图6所示，安装座3111安装在安装板5上，安装座3111为U型块，安装座3111上设有配合穿槽31111，配合穿槽31111的侧壁上设有限位槽31112。第一套筒311配合在配合穿槽内31111，且第一套筒311上设有与限位槽31112配合的限位凸环31102。压缩杆312可活动地设在第一套筒311内部，且压缩杆312上套设有弹性件313，弹性件313的一端止抵在第一套筒311上。转动杆314的一端与压缩杆312配合，转动杆314的外壁上设有凸棱3141，凸棱3141的一端设有卡齿3142，按压杆315的一端套设在转动杆314上，按压杆315套设在转动杆314的一端上设有沿其周向分布的棘齿3151，棘齿3151能够与卡齿3142配合，按压杆315的外周壁上设有与棘齿3151一一对应的滑块3152，第二套筒316的一端与第一套筒311螺纹连接，第二套筒316的内周壁上设有间隔且交替设置的第一滑槽和第二滑槽，滑块3152配合在第一滑槽内，凸棱3141能够第一滑槽和第二滑槽中的一个配合。压缩套317套设在压缩杆312上且与压缩杆312为一体成型件，压缩套317止抵在弹性件313的另一端上，连接件318的一端穿过第一套筒311上的配合槽31101与压缩套317相连，另一端连接在连接块319上，连接块319上设有与连接件318配合的连接槽3191，连接块319通过螺钉所喷嘴相连。固定块3110扣合在连接块319上以封闭连接槽3191。封盖3112与第一套筒311的另一端螺纹连接。

在实际工作过程中，当滑动框架2上升到指定位置时，压板4能够驱动按压杆315向下运动，按压杆315向下运动的过程中能够带动转动杆314向下运动，配合在第一滑槽内的凸棱3141能够脱离第一滑槽，当凸棱3141完全脱离第一滑槽时，转动杆314会发生转动，弹性件313驱动压缩杆312向上运动并给带动转动块也向上运动，从而使得凸棱3141插入第二滑槽内。在实际工作过程中，当凸棱3141配合在第一滑槽内时，按压杆315的上端露出第一套筒311的长度较长，相当于喷嘴处于待机位置，当凸棱3141配合在第一滑槽内时，按压杆315的上端露出第一套筒311的长度较短，相当于喷嘴处于工作位置。这种按压伸缩结构31的结构简单，可靠性较高，既能够确保压板4稳定地驱动按压杆315运动从而实现喷嘴位置的切换，又简化了整个按压伸缩结构31的结构，降低了打印喷头3的生产成本。与此同时，安装座3111确保了第一套筒311与安装座3111的连接稳定性，从而避免了压板4按压按压杆315时，第一套筒311跟随按压杆315向下移动的现象发生，从而确保了按压杆315能够稳定地沿竖直方向运动，避免了压缩杆312歪斜导致的喷嘴状态不能正常切换的现象发生。当然，在本发明的其他实施例中，按压伸缩结构31还可以其他现有的按压伸缩结构31，并不限于本实施例的描述。

具体的，如图3-图4所示，每个打印喷头3包括打印结构32，打印结构32包括壳体324和依次相连的导料管321、散热片322和加热块323，喷嘴连接在加热块323的下方，且与加热块323的加热通道出口相连，散热片322与压缩杆312相连。壳体324罩设在散热片322和加热块323上，壳体324具有出风口和进风口，进风口处配合有风机325。两个打印喷头3的打印耗材分别具有独立的导料管321和加热块323，不会造成耗材的污染。即使两种打印耗材的温度熔点不一样，也可以单独控制两个加热块323的温度，不需要在打印的过程中进行二次加热出现等待的时间，缩短了打印无效时长，提升了打印效率。与此同时，两个打印喷头3在散热片322和风机325散热作用下，既能够避免工作过程中加热块323过热烧坏，又能在打印完成后快速冷却加热块323。

在一些实施例中，如图2所示，滑动框架2上设有两个挤出机构6，每个挤出机构6对应一个打印喷头3，挤出机构6用于朝向打印喷头3输送丝状打印材料。这样打印使用的两种耗材有各自的挤出机构6，既能确保丝状原料能够稳定地进入导料管321，又不会造成两种耗材的交叉污染，确保了打印工作的稳定进行。

在一些具体的实施例中，如图2所示，滑动框架2的两端均设有导向轮组21，导向轮组21包括多个导向行走轮，多个导向行走轮间隔分布，纵向框架12夹设在多个导向行走轮之间。在滑动框架2上下运动的过程中，由于纵向框架12夹设在多个导向行走轮之间，使得滑动框架2只能够在竖直方向上运动，从而避免了滑动框架2在运动过程中发生歪斜的现象，确保了压板4能够稳定地触发打印喷头3上的按压伸缩结构31。

本发明还公开了一种3D打印机，包括前文的3D打印机的按压式双喷头组件。由于该3D打印机具有前文所述的双喷头组件，较为方便地实现了两个喷头之间的相互切换，切换效率较高，从而提升了打印效率，并且避免了打印过程中出现模型层高度层次不齐的现象，提升了打印精度和打印质量。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种3D打印机的按压式双喷头组件，其特征在于，包括：

支撑框架(1),所述支撑框架(1)包括横向框架(11)和两个纵向框架(12)；

滑动框架(2)，沿竖直方向可滑动地设在所述纵向框架(12 )上，所述滑动框架(2)的两端均设有导向轮组(21)，所述导向轮组(21)包括多个导向行走轮，多个所述导向行走轮间隔分布，所述纵向框架(12)夹设在多个所述导向行走轮之间；

两个打印喷头(3)，分别间隔设置在所述滑动框架(2)上，每个所述打印喷头(3)包括按压伸缩结构（31）及连接于所述按压伸缩结构一端的喷嘴，所述喷嘴均具有打印位置和待机位置；

压板(4)，所述压板(4)设在所述横向框架(11)上且位于两个所述打印喷头(3)的上方；

安装板(5)，所述安装板(5)沿水平方向可滑动地设在所述滑动框架(2)上，所述安装板(5)用于安装两个所述打印喷头(3)；

其中：

一个所述打印喷头(3)的所述喷嘴处于打印位置时，另一个所述打印喷头(3)的所述喷嘴处于待机位置；

所述滑动框架(2)带动两个所述打印喷头(3)运动时，所述压板(4)能够按压两个所述打印喷头(3)的所述按压伸缩结构(31)以切换所述喷嘴的位置；

所述按压伸缩结构(31)包括：

第一套筒(311)，所述第一套筒(311)安装在所述安装板(5)上；

压缩杆(312)，所述压缩杆(312)上套设有弹性件(313)，所述弹性件(313)的一端止抵在所述第一套筒(311)上；

转动杆(314)，所述转动杆(314)的一端与所述压缩杆(312)配合，所述转动杆(314)的外壁上设有凸棱(3141)，所述凸棱(3141)的一端设有卡齿(3142)；

按压杆(315)，所述按压杆(315)的一端套设在所述转动杆(314)上，所述按压杆(315)套设在所述转动杆(314)的一端上设有沿其周向分布的棘齿(3151)，所述棘齿(3151)能够与所述卡齿(3142)配合，所述按压杆(315)的外周壁上设有与所述棘齿(3151)一一对应的滑块(3152)；

第二套筒(316)，所述第二套筒(316)的一端与所述第一套筒(311)螺纹连接，所述第二套筒(316)的内周壁上设有间隔且交替设置的第一滑槽和第二滑槽，所述滑块(3152)配合在所述第一滑槽内，所述凸棱(3141)能够与所述第一滑槽和所述第二滑槽中的一个配合。

2.根据权利要求1所述的3D打印机的按压式双喷头组件，其特征在于，所述压缩杆(312)上设有压缩套(317)，所述压缩套(317)止抵在所述弹性件(313)的另一端上；所述按压伸缩结构还包括：连接件(318)，所述连接件(318)穿过所述第一套筒(311)上的配合槽(31101)与所述压缩套(317)相连，所述连接件(318)能够与所述喷嘴相连。

3.根据权利要求2所述的3D打印机的按压式双喷头组件，其特征在于，所述按压伸缩结构(31)还包括：

连接块(319)，所述连接块(319)上设有与所述连接件(318)配合的连接槽(3191)，所述连接块(319)与所述喷嘴相连；

固定块(3110)，所述固定块(3110)扣合在所述连接块(319)上以封闭所述连接槽(3191)。

4.根据权利要求1所述的3D打印机的按压式双喷头组件，其特征在于，所述按压伸缩结构还包括安装座(3111)，所述安装座(3111)连接在所述安装板(5)上，所述安装座(3111)上设有配合穿槽(31111)，所述配合穿槽(31111)的侧壁上设有限位槽(31112)，所述第一套筒(311)上设有与所述限位槽(31112)配合的限位凸环(31102)。

5.根据权利要求3所述的3D打印机的按压式双喷头组件，其特征在于，每个所述打印喷头(3)包括打印结构(32)，所述打印结构(32)包括依次相连的导料管(321)、散热片(322)和加热块(323)，所述喷嘴连接在所述加热块(323)的下方，且与所述加热块(323)的加热通道出口相连，所述散热片(322)与所述压缩杆(312)相连。

6.根据权利要求5所述的3D打印机的按压式双喷头组件，其特征在于，所述打印结构(32)还包括壳体(324)，所述壳体(324)罩设在所述散热片(322)和所述加热块(323)上，所述壳体(324)具有出风口和进风口，所述进风口处配合有风机(325)。

7.根据权利要求1所述的3D打印机的按压式双喷头组件，其特征在于，所述滑动框架(2)上设有两个挤出机构(6)，每个所述挤出机构(6)对应一个所述打印喷头(3)，所述挤出机构(6)用于朝向所述打印喷头(3)输送丝状打印材料。

8.一种3D打印机，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的3D打印机的按压式双喷头组件。

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