CN113001982B - 一种挤出装置及3d打印机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种挤出装置及3D打印机，该挤出装置包括多个阵列分布的挤出机构和调节机构。挤出机构包括驱动组件和送料组件，送料组件与驱动组件的输出端连接，送料组件用于挤出耗材，驱动组件包括超薄电机。调节机构与多个送料组件连接，调节机构用于调节送料组件对耗材的压紧力。该挤出装置的挤出机构具有较小的体积，从而进一步降低多个阵列分布的挤出机构的体积，使得本实施例的挤出装置能够向具有多个喷头的喷头装置输送耗材，为多喷头3D打印提供了稳固的基础，便于实现高速高精度多喷头3D打印，从而提高打印效率和打印质量。

Description

一种挤出装置及3D打印机
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种挤出装置及3D打印机。
背景技术
3D打印机的挤出机构通常具有较大的体积，多个挤出机构组合在一起时占地面积更大，往往难以进行实际3D打印。但是随着3D打印技术的发展，多喷头3D打印成为行业的重要突破点，多喷头3D打印必然要求同时设置多个挤出机构，而现有技术中的挤出机构合并后的体积难以满足需求，对多喷头3D打印技术的发展造成了阻碍。
因此，亟需一种挤出装置及3D打印机，能够为多喷头3D打印提供稳固的基础，便于实现高速高精度多喷头3D打印，从而提高打印效率和打印质量。
发明内容
本发明的第一个目的在于提出一种挤出装置，能够为多喷头3D打印提供稳固的基础，便于实现高速高精度多喷头3D打印，从而提高打印效率和打印质量。
本发明的第二个目的在于提出一种3D打印机，能够实现高速高精度多喷头3D打印，提高打印效率和打印质量。
为实现上述技术效果，本发明的挤出装置的技术方案如下：
一种挤出装置，包括：多个阵列分布的挤出机构，所述挤出机构包括驱动组件和送料组件，所述送料组件与所述驱动组件的输出端连接，所述送料组件用于挤出耗材，所述驱动组件包括超薄电机；调节机构，所述调节机构与多个所述送料组件连接，所述调节机构用于调节所述送料组件对所述耗材的压紧力。超薄电机能够降低多个阵列分布的挤出机构的体积，使得本实施例的挤出装置能够向具有多个喷头的喷头装置输送耗材，为多喷头3D打印提供了稳固的基础，便于实现高速高精度多喷头3D打印，从而提高打印效率和打印质量。
进一步地，多个所述挤出机构限定出多组挤出机构组，所述调节机构为多个，每个所述调节机构对应一组所述挤出机构组设置，每组所述挤出机构组包括多个沿所述调节机构的长度方向分布的多个所述挤出机构。能够提高挤出机构的挤出区域，进一步提高了挤出装置的适用范围。
进一步地，所述调节机构包括：连接件，所述连接件穿设在多个所述挤出机构中，所述连接件与所述送料组件连接；单向锁，至少所述连接件的一端设有一个所述单向锁，所述单向锁构造成在所述连接件顺时针转动时所述连接件可自由转动，在所述连接件逆时针转动时所述单向锁可锁死所述连接件，所述连接件转动时能够调整所述送料组件对所述耗材的压紧力。连接件在单向锁的限制下仅能在人为操作下完成送料组件对耗材的压紧力的调节，而不会因为受到其他外力作用改变送料组件对耗材的压紧力，从而确保了挤出机构的正常运行。
进一步地，所述连接件包括：连接杆，所述连接杆穿设在多个所述挤出机构中；多个调节把手，多个所述调节把手间隔套设于所述连接杆上；多个弹性件，每个所述弹性件设在一个所述挤出机构中，所述弹性件的一端连接于所述调节把手，另一端连接于所述单向锁，所述单向锁转动时能够通过所述弹性件带动所述调节把手转动，以调节所述送料组件对所述耗材的压紧力。上述结构设置既能实现通过连接杆同时调整多个送料机构的压紧力，也能在单个调节把手执行换料操作时不会影响到其他送料组件，从而提高挤出装置的适用范围和用户的使用体验。
进一步地，所述弹性件包括：连接部，所述连接部与所述连接杆连接；扭簧，所述扭簧的一端抵接所述连接部，另一端抵接所述调节把手。连接部和扭簧能够较好地实现调节把手的复位，并实现连接杆转动时带动调节把手转动。
进一步地，所述单向锁包括棘轮和棘齿，所述棘轮与所述连接件相连，所述棘齿可活动地设在所述挤出机构上，所述棘齿构造成常配合在所述棘轮上。采用棘齿和棘轮作为单向锁能够较好地实现单向传动功能，进一步简化整个挤出装置的结构。
进一步地，所述棘齿为多个，多个所述棘齿沿所述棘轮的周向分布。多个棘齿能够提高连接件的转动精度，从而提高压紧力的调节精度。
进一步地，所述挤出装置还包括框架，所述框架限定出多个间隔分布的安装腔，每个所述安装腔内设有一个所述挤出机构，所述挤出机构与所述框架连接。能够进一步降低了单个挤出机构的体积，降低整个挤出装置的体积，有利于提高挤出装置的适用范围。
进一步地，所述驱动组件还包括减速齿轮组，所述超薄电机的输出端通过所述减速齿轮组与所述送料组件配合。在放大超薄电机的扭矩同时还能规避步进电机的低频振动问题，从而确保多个挤出机构能够同时正常挤出耗材。
一种3D打印机，包括前文所述的挤出装置。
本发明的挤出装置及3D打印机，超薄电机后能够显著降低挤出机构的体积，同时超薄电机能够与送料组件在垂直于调节机构的长度方向的方向上间隔分布，从而避免了驱动组件和送料组件在调节机构的长度方向上分布所造成的无用体积增加，能够进一步降低多个挤出机构阵列分布后的总体积，并能够降低相邻的挤出机构的挤出端的间距，便于提高切换打印时挤出机构的速度。因此，本实施例的单个挤出机构已经具有较小的体积，超薄电机能够实现送料组件和驱动组件的位置关系变化，从而进一步降低多个阵列分布的挤出机构的体积，使得本实施例的挤出装置能够向具有多个喷头的喷头装置输送耗材，为多喷头3D打印提供了稳固的基础，便于实现高速高精度多喷头3D打印，从而提高打印效率和打印质量。此外，由于调节机构与多个送料组件连接，使调节机构能够同时调节多个送料组件对耗材的压紧力，从而提高了多个送料组件对耗材的压紧力的调节效率，使得具有多个挤出机构的挤出装置也能如单个挤出机构一样实现压紧力的调节，便于3D打印的正常进行。同时3D打印机由于具有前文所述的挤出装置，能够实现高速高精度多喷头3D打印，提高打印效率和打印质量。
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是本发明具体实施方式提供的挤出装置的结构示意图；
图2是本发明具体实施方式提供的挤出装置的局部分解结构示意图；
图3是本发明具体实施方式提供的挤出装置的局部结构示意图。
附图标记
1、挤出机构；11、驱动组件；111、超薄电机；112、减速齿轮组；1121、第一减速齿；1122、第二减速齿；12、送料组件；121、第一送料齿；122、第二送料齿；
2、调节机构；21、连接件；211、连接杆；212、调节把手；2121、调节杆；2122、齿轮夹；22、单向锁；221、棘轮；222、棘齿；23、弹性件；231、连接部；232、扭簧；
3、框架；31、第一侧板；32、第二侧板；
4、耗材。
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，除非另有明确的规定和限定，术语“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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。
需要理解的是，术语“厚度”、“顺时针”、“逆时针”、“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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
实施例1
参考图1-图3描述本发明实施例的挤出装置的具体结构。
如图1所示的一种挤出装置的实施方式，该挤出装置包括多个阵列分布的挤出机构1和调节机构2。挤出机构1包括驱动组件11和送料组件12，送料组件12与驱动组件11的输出端连接，送料组件12用于挤出耗材4，驱动组件11包括超薄电机111。调节机构2与多个送料组件12连接，调节机构2用于调节送料组件12对耗材4的压紧力。
由于送料组件12通常具有较小的体积，驱动组件11的主要驱动结构设置为超薄电机111后能够显著降低挤出机构1的体积，同时超薄电机111能够与送料组件12在垂直于调节机构2的长度方向的方向上间隔分布，从而避免了驱动组件11和送料组件12在调节机构2的长度方向上分布所造成的无用体积增加，能够进一步降低多个挤出机构1阵列分布后的总体积，并能够降低相邻的挤出机构1的挤出端的间距，便于提高切换打印时挤出机构1的速度。因此，本实施例的单个挤出机构1已经具有较小的体积，超薄电机111能够实现送料组件12和驱动组件11的位置关系变化，从而进一步降低多个阵列分布的挤出机构1的体积，使得本实施例的挤出装置能够向具有多个喷头的喷头装置输送耗材4，为多喷头3D打印提供了稳固的基础，便于实现高速高精度多喷头3D打印，从而提高打印效率和打印质量。此外，由于调节机构2与多个送料组件12连接，使调节机构2能够同时调节多个送料组件12对耗材4的压紧力，从而提高了多个送料组件12对耗材4的压紧力的调节效率，使得具有多个挤出机构1的挤出装置也能如单个挤出机构1一样实现压紧力的调节，便于3D打印的正常进行。
在本实施例中，如图1所示，多个挤出机构1限定出多组挤出机构组，调节机构2为多个，每个调节机构2对应一组挤出机构组设置，每组挤出机构组包括多个沿调节机构2的长度方向分布的多个挤出机构1。
在挤出装置的实际应用过程中，仅设置一个调节机构2将容易使多个挤出机构1阵列为单列形式，并不利于3D打印的正常进行，因此，本实施例中将调节机构2设置为多个，并将多个挤出机构1分为多组挤出机构组，每组挤出机构组内的送料组件12对耗材4的压紧力能够由一个调节机构2进行调节，从而提高挤出机构1的挤出区域，进一步提高了挤出装置的适用范围。
在本实施例中，如图2和图3所示，调节机构2包括连接件21和单向锁22。连接件21穿设在多个挤出机构1中，连接件21与送料组件12连接。至少连接件21的一端设有一个单向锁22，单向锁22构造成在连接件21顺时针转动时连接件21可自由转动，在连接件21逆时针转动时单向锁22可锁死连接件21，连接件21转动时能够调整送料组件12对耗材4的压紧力。
连接件21转动时能带动多个送料组件12同时转动，从而实现送料组件12对耗材4的压紧力的调节。在本实施例中，单向锁22正常运行时，连接件21仅能在顺时针方向转动，此时连接件21的转动能够实现送料组件12对耗材4的压紧力的调节，当连接件21在外力作用下有着朝逆时针方向转动的趋势时，单向锁22能够对连接件21的转动起到限位作用，从而防止连接件21在外力作用下改变送料组件12对耗材4的压紧力，也就是说，连接件21在单向锁22的限制下仅能在人为操作下完成送料组件12对耗材4的压紧力的调节，而不会因为受到其他外力作用改变送料组件12对耗材4的压紧力，从而确保了挤出机构1的正常运行。
在本实施例中，多个挤出机构1的两端分别设有一个单向锁22，能够进一步确保锁死功能的可靠性。
在本实施例中，如图2和图3所示，连接件21包括连接杆211、多个调节把手212和多个弹性件23。连接杆211穿设在多个挤出机构1中。多个调节把手212间隔套设于连接杆211上。每个弹性件23设在一个挤出机构1中，弹性件23的一端连接于调节把手212，另一端连接于单向锁22，单向锁22转动时能够通过弹性件23带动调节把手212转动，以调节送料组件12对耗材4的压紧力。
随着挤出机构1的不断运行，存在部分挤出机构1需要进行换料的现象，调节把手212套设在连接杆211上使得调节把手212转动时需要通过弹性件23带动单向锁22运动，进而才能带动连接杆211转动，由于单向锁22在连接杆211逆时针转动时可以锁死连接杆211，从而使单个调节把手212的运动不会通过连接杆211带动其他调节把手212运动，即便于用户通过单个调节把手212实现单个挤出机构1的换料操作，并且当换料操作结束后，用户释放调节把手212时，与调节把手212连接的弹性件23即可带动调节把手212复位，使挤出机构1能够继续挤出耗材4，从而提高挤出装置的适用范围。用户在驱动连接杆211转动时带动单向锁22转动，单向锁22转动时将驱动弹性件23转动并进而使调节把手212转动，调节把手212转动时即可实现送料组件12对耗材4的压紧力的调节，用户停止驱动连接杆211转动后，由于单向锁22具有限位功能，即可确保调节完成的压紧力在一段时间内保持不变。
在本实施例中，如图2和图3所示，弹性件23包括连接部231和扭簧232。连接部231与连接杆211连接。扭簧232的一端抵接连接部231，另一端抵接调节把手212。
当连接杆211沿顺时针方向转动时，连接部231也随之沿顺时针方向转动，扭簧232抵接连接部231的一端也随之沿顺时针方向转动，扭簧232抵接调节把手212的一端则沿逆时针方向转动，从而使得调节把手212沿逆时针方向转动，进而完成送料组件12对耗材4的压紧力的调节。调节完毕后单向锁22能够防止连接部231在扭簧232的作用下沿逆时针转动，从而确保调节把手212保持在调节完毕的位置，使压紧力在一段时间内保持不变，确保挤出机构1能够顺畅挤出耗材4。
可选地，连接部231包括弹簧垫片，弹簧垫片内开设有六角孔，连接杆211上设有六角配合段，六角孔与六角配合段配合从而实现弹簧垫片与连接杆211的连接，并能防止弹簧垫片与连接杆211之间出现相对转动。
具体而言，在本实施例中，调节把手212沿顺时针方向运动时能够降低送料组件12对耗材4的压紧力，调节把手212沿逆时针方向运动时能够提高送料组件12对耗材4的压紧力。用户可以使单向锁22保持运行，并驱动连接杆211沿顺时针转动而提高压紧力，同时可以使单向锁22停止运行，从而驱动连接杆211沿逆时针转动而降低压紧力，并在调节完毕后使单向锁22进入运行状态，从而便于下次对压紧力的调节。
在本发明的其他实施例中，调节把手212的运动方向和送料组件12对耗材4的压紧力的调节可以根据实际需求确定。
在本实施例中，如图2和图3所示，送料组件12包括互相啮合的第一送料齿121和第二送料齿122，第一送料齿121与驱动组件11的输出端连接，第二送料齿122转动连接于连接件21，耗材4设在第一送料齿121和第二送料齿122之间。驱动组件11驱动第一送料齿121转动时能够带动第二送料齿122转动，并将第一送料齿121和第二送料齿122之间的耗材4挤出，从而较好地实现了耗材4的挤出。
在本实施例中，如图2和图3所示，调节把手212包括调节杆2121和齿轮夹2122，调节杆2121的一端套设在连接件21上，齿轮夹2122的一端与调节杆2121连接，另一端与送料组件12连接。上述结构设置即可较好地实现调节把手212同时与连接件21和送料组件12配合。
在本实施例中，如图1-图3所示，单向锁22包括棘轮221和棘齿222，棘轮221与连接件21相连，棘齿222可活动地设在挤出机构1上，棘齿222构造成常配合在棘轮221上。
当连接件21沿顺时针方向转动时，棘轮221可以正常转动，但是当连接件21沿逆时针方向转动时，由于棘齿222与棘轮221的单向传动性，此时棘齿222可以限制棘轮221的旋转，从而防止连接件21在外力作用下沿逆时针转动，确保连接件21的位置稳固性，进而确保送料组件12对耗材4的压紧力保持不变。采用棘齿222和棘轮221作为单向锁22能够较好地实现单向传动功能，进一步简化整个挤出装置的结构。当然，在本发明的其他实施例中，单向锁22还可以形成为其他可实现单向传动功能的结构，并不限于棘轮221和棘齿222的结构。
此外，本实施例的调节机构2的实际运行过程中，可以通过驱动棘轮221转动而带动连接件21转动，从而防止连接件21在意外作用下转动，确保挤出装置的使用可靠性。
在本实施例中，如图1和图3所示，棘齿222为多个，多个棘齿222沿棘轮221的周向分布。
棘轮221的周面上分布有多个与棘齿222配合的齿，棘齿222的数量提高时，将使棘轮221转动一个齿时连接件21所转动的夹角降低，由此，将棘齿222设置为多个，能够提高连接件21的转动精度，进而能够提高压紧力的调节精度。具体而言，在本实施例中，棘齿222设置为一个时，棘轮221每转动一个齿，连接件21转动6度，当棘齿222设置为两个时，棘轮221每转动一个齿，连接件21转动3度。
在本实施例中，如图1-图3所示，挤出装置还包括框架3，框架3限定出多个间隔分布的安装腔，每个安装腔内设有一个挤出机构1，挤出机构1与框架3连接。
由于挤出装置设置有整体的框架3，使得单个挤出机构1无需额外设置外壳，进而能够减小相邻的两个挤出机构1之间的壳体的厚度，从而进一步降低了单个挤出机构1的体积，降低整个挤出装置的体积，有利于提高挤出装置的适用范围。
在本实施例中，如图1-图3所示，框架3包括多个第一侧板31和多个第二侧板32。多个第一侧板31沿多组挤出机构组的分布方向间隔分布，相邻的两个第一侧板31之间设有一组挤出机构组。多个第二侧板32沿调节机构2的长度方向间隔分布，相邻的两个第一侧板31之间设有多个第二侧板32，相邻的两个第二侧板32之间设有一组挤出机构1。
多个第一侧板31和多个第二侧板32能够适用于形成为行列分布的多个挤出机构1，在本发明的其他实施例中，也可以根据多个挤出机构1的实际阵列分布情况而确定具体的框架3形状。
在本实施例中，如图2和图3所示，驱动组件11还包括减速齿轮组112，超薄电机111的输出端通过减速齿轮组112与送料组件12配合。
减速齿轮组112能够对超薄电机111的输出起到调整作用，在放大超薄电机111的扭矩同时还能规避步进电机的低频振动问题，从而确保多个挤出机构1能够同时正常挤出耗材4，确保了挤出装置的正常运行。具体而言，在本实施例中，减速齿轮组112的减速比可以设置为1.5。
具体而言，在本实施例中，减速齿轮组112包括第一减速齿1121和第二减速齿1122，第一减速齿1121与超薄电机111的输出端连接，第二减速齿1122与第一减速齿1121啮合，第二减速齿1122与送料组件12配合。
实施例2
本发明还公开了一种3D打印机，该3D打印机包括挤出装置。其中，挤出装置为实施例1中所述的挤出装置，因而具备实施例1中任一项所述的优点。
在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“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 (9)

1.一种挤出装置，其特征在于，包括：
多个阵列分布的挤出机构(1)，所述挤出机构(1)包括驱动组件(11)和送料组件(12)，所述送料组件(12)与所述驱动组件(11)的输出端连接，所述送料组件(12)用于挤出耗材(4)，所述驱动组件(11)包括超薄电机(111)；
调节机构(2)，所述调节机构(2)与多个所述送料组件(12)连接，所述调节机构(2)用于调节所述送料组件(12)对所述耗材(4)的压紧力；
所述调节机构(2)包括：连接件(21)，所述连接件(21)穿设在多个所述挤出机构(1)中，所述连接件(21)与所述送料组件(12)连接；
单向锁(22)，所述连接件(21)的至少一端设有一个所述单向锁(22)，所述单向锁(22)构造成在所述连接件(21)顺时针转动时所述连接件(21)可自由转动，在所述连接件(21)逆时针转动时所述单向锁(22)可锁死所述连接件(21)，所述连接件(21)转动时能够调整所述送料组件(12)对所述耗材(4)的压紧力。
2.根据权利要求1所述的挤出装置，其特征在于，多个所述挤出机构(1)限定出多组挤出机构组，所述调节机构(2)为多个，每个所述调节机构(2)对应一组所述挤出机构组设置，每组所述挤出机构组包括多个沿所述调节机构(2)的长度方向分布的多个所述挤出机构(1)。
3.根据权利要求1所述的挤出装置，其特征在于，所述连接件(21)包括：
连接杆(211)，所述连接杆(211)穿设在多个所述挤出机构(1)中；
多个调节把手(212)，多个所述调节把手(212)间隔套设于所述连接杆(211)上；
多个弹性件(23)，每个所述弹性件(23)设在一个所述挤出机构(1)中，所述弹性件(23)的一端连接于所述调节把手(212)，另一端连接于所述单向锁(22)，所述单向锁(22)转动时能够通过所述弹性件(23)带动所述调节把手(212)转动，以调节所述送料组件(12)对所述耗材(4)的压紧力。
4.根据权利要求3所述的挤出装置，其特征在于，所述弹性件(23)包括：
连接部(231)，所述连接部(231)与所述连接杆(211)连接；
扭簧(232)，所述扭簧(232)的一端抵接所述连接部(231)，另一端抵接所述调节把手(212)。
5.根据权利要求1所述的挤出装置，其特征在于，所述单向锁(22)包括棘轮(221)和棘齿(222)，所述棘轮(221)与所述连接件(21)相连，所述棘齿(222)可活动地设在所述挤出机构(1)上，所述棘齿(222)构造成常配合在所述棘轮(221)上。
6.根据权利要求5所述的挤出装置，其特征在于，所述棘齿(222)为多个，多个所述棘齿(222)沿所述棘轮(221)的周向分布。
7.根据权利要求1所述的挤出装置，其特征在于，所述挤出装置还包括框架(3)，所述框架(3)限定出多个间隔分布的安装腔，每个所述安装腔内设有一个所述挤出机构(1)，所述挤出机构(1)与所述框架(3)连接。
8.根据权利要求1所述的挤出装置，其特征在于，所述驱动组件(11)还包括减速齿轮组(112)，所述超薄电机(111)的输出端通过所述减速齿轮组(112)与所述送料组件(12)配合。
9.一种3D打印机，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的挤出装置。
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