CN113103579B - 一种用于3d打印机喷头散热机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于3D打印机喷头散热机构，涉及3D打印机技术领域。本发明包括隔热桶组件、安装面板、制冷套件和喷头单元；制冷套件与隔热桶组件螺纹转动；喷头单元与隔热桶组件套接配合；插孔插接配合有冷凝组件；波形水管之间固定连接有涡形水管；波形水管另一端固定连接有储水箱；储水箱内部设置有微型水泵。本发明通过将喷头组件置于隔热组件中，启动制冷套件，通过冷凝组件对隔热桶内部进行热交换，使得隔热桶内部保持一个低温环境，避免因加热器长时间加热使得进料管发热，导致打印材料在L形进料管道上部开始软化，致使堵塞，节约打印材料，提高打印效率；打印完毕，从安装面板上抽出集水盒，将冷凝水倒出即可。
Description
技术领域
本发明属于3D打印机技术领域，特别是涉及一种用于3D打印机喷头散热机构。
背景技术
3D打印机，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。常常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型或者用于一些产品的直接制造，意味着这项技术正在普及。3D打印机的工作原理与普通打印机基本相同，是通过电脑控制把“打印材料”一层一层地叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物；目前市场上存在的3D打印机的喷头大多是采用喷嘴和加热铝块连接，铝块上安装有加热管和热电偶，用来加热和测温，上部再安装有进料管，进料管上部安装有散热铝片，铝片上装有散热风扇。
但是将散热风扇直接安装在散热铝片上，这种结构容易在散热风扇的振动下造成喷嘴整体振动，影响影响打印；同时这种结构的3D打印机喷头的隔热效果不稳定，且仅仅通过散热风扇对进料管道进行散热，散热效果一般，长时间加热以后热量会慢慢传导到进料管以上，打印材料会在上部开始软化，致使堵塞，不但造成打印材料的浪费，降低打印的效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于3D打印机喷头散热机构，通过将喷头组件置于隔热组件中，启动制冷套件，通过冷凝组件对隔热桶内部进行热交换，使得隔热桶内部保持一个低温环境，将打印材料通过L形进料管道送入，通过加热器对打印材料进行加热，加热软化的打印材料通过喷嘴喷出进行打印，解决了现有的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种用于3D打印机喷头散热机构，包括隔热桶组件、安装面板、制冷套件和喷头单元；所述安装面板与隔热桶组件通过紧固螺栓固定连接；所述制冷套件与隔热桶组件螺纹转动；所述喷头单元与隔热桶组件套接配合；所述隔热桶组件包括隔热桶；所述隔热桶一端固定连接有外螺纹连接管；所述外螺纹连接管内壁之间设置有保温海绵；所述保温海绵表面对称开有插孔；
所述插孔插接配合有冷凝组件；所述冷凝组件包括波形水管；两所述波形水管一端之间固定连接有涡形水管；两所述波形水管另一端之间固定连接有储水箱；所述储水箱内部设置有微型水泵。
进一步地，所述隔热桶侧面对称固定连接有第一安装板；所述第一安装板表面呈线性分布开有第一安装孔；所述安装面板侧面对称固定连接有第二安装板；所述第二安装板表面呈线性分布开有第二安装孔；所述第一安装孔与第二安装孔通过紧固螺栓固定连接。
进一步地，所述制冷套件包括半导体制冷片；所述半导体制冷片制热面设置有三管散热器；所述三管散热器外部设置有热出风口；所述半导体制冷片制冷面设置有内螺纹连接管；所述内螺纹连接管与外螺纹连接管螺纹转动配合。
进一步地，所述喷头单元包括L形进料管道；所述L形进料管道底部设置有喷嘴；所述L形进料管道外壁固定连接有隔热板；所述L形进料管道位于喷嘴与隔热板之间设置有加热器。
进一步地，所述隔热板表面呈圆周阵列分布固定连接有螺纹杆；所述隔热桶另一端固定连接有通风滤网；所述通风滤网底部固定连接有第三安装板；所述第三安装板表面呈圆周阵列分布开有第三安装孔；所述螺纹杆与第三安装孔插接配合；所述螺纹杆一端螺纹转动配合有紧固螺母。
进一步地，所述隔热桶外壁靠近外螺纹连接管处设置有连接管；所述连接管内壁呈圆周陈列分设置有减震弹簧；所述减震弹簧一端固定连接有橡胶套管；所述L形进料管道一端与橡胶套管插接配合。
进一步地，所述安装面板外壁呈矩阵阵列分布开有出口槽；所述出口槽滑动配合有集水盒；所述集水盒一侧面设置有把手；所述集水盒另一相对侧面设置有插杆。
进一步地，所述波形水管外壁从上往下呈线性分布固定连接有插接套筒；所述插杆与插接套筒插接配合。
进一步地，所述储水箱底部固定连接有第一承重板；所述第一承重板底部呈矩阵阵列分布设置有连接弹簧；所述连接弹簧一端固定连接有第二承重板；所述第一承重板表面设置有风扇；两所述波形水管与第一承重板之间固定连接有承重杆。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过将喷头组件置于隔热组件中，启动制冷套件，通过冷凝组件对隔热桶内部进行热交换，使得隔热桶内部保持一个低温环境，有效避免因加热器长时间加热使得进料管发热，导致打印材料在L形进料管道上部开始软化，致使堵塞，节约打印材料的同时，提高打印效率。
2、本发明通过波形水管的设置，提高冷水管与隔热桶内部热空气的热交换面积，通过涡形水管的设置，增加水管与半导体制冷片制冷面的接触面积，起到充分循环冷却的作用，使得隔热桶内部保持低温的环境。
3、本发明通过风扇的设置，加速隔热桶内部的空气流动，提高热交换的效率；通过各承重板以及连接弹簧的设置，起到支撑、减震保护的作用，降低由风扇、微型抽液泵工作过程中产生的震动所带来的影响。
4、本发明通过将集水盒插接到插接套筒上，对波形水管外壁形成的冷凝水进行收集，防止冷凝水落入隔热板并流下，影响打印过程；打印完毕，从安装面板上抽出集水盒，将其中的冷凝水倒出即可。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明的一种用于3D打印机喷头散热机构的结构示意图；
图2为本发明的隔热桶组件的结构示意图；
图3为本发明的图2的A处结构放大示意图；
图4为本发明的安装面板的结构示意图；
图5为本发明的集水盒的结构示意图；
图6为本发明的制冷套件的结构示意图；
图7为本发明的喷头单元的结构示意图；
图8为本发明的冷凝组件与集水盒装配体的结构示意图；
图9为本发明的冷凝组件的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-隔热桶组件，2-安装面板，3-制冷套件，4-喷头单元，5-冷凝组件，101-隔热桶，102-外螺纹连接管，103-保温海绵，104-插孔，105-第一安装板，106-第一安装孔，107-通风滤网，108-第三安装板，109-第三安装孔，110-连接管，111-减震弹簧，112-橡胶套管，201-第二安装板，202-第二安装孔，203-出口槽，204-集水盒，205-把手，206-插杆，301-半导体制冷片，302-三管散热器，303-热出风口，304-内螺纹连接管，401-L形进料管道，402-喷嘴，403-隔热板，404-加热器，405-螺纹杆，501-波形水管，502-涡形水管，503-储水箱，504-微型水泵，505-插接套筒，506-第一承重板，507-连接弹簧，508-第二承重板，509-风扇，510-承重杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，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组件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。
请参阅图1-9所示，本发明为一种用于3D打印机喷头散热机构，包括隔热桶组件1、安装面板2、制冷套件3和喷头单元4；安装面板2与隔热桶组件1通过紧固螺栓固定连接；制冷套件3与隔热桶组件1螺纹转动；喷头单元4与隔热桶组件1套接配合；隔热桶组件1包括隔热桶101；隔热桶101一端固定连接有外螺纹连接管102；外螺纹连接管102内壁之间设置有保温海绵103；保温海绵103表面对称开有插孔104；插孔104插接配合有冷凝组件5；冷凝组件5包括波形水管501；两波形水管501一端之间固定连接有涡形水管502；两波形水管501另一端之间固定连接有储水箱503；储水箱503内部设置有微型水泵504；通过储水箱503与微型水泵504的设置，使得冷凝组件5中的水能够循环流通，波形水管501的设置，增加冷水与隔热桶101内部散热面积，经过热交换的水通过涡形水管502在半导体制冷片301中被降温。
其中，隔热桶101侧面对称固定连接有第一安装板105；第一安装板105表面呈线性分布开有第一安装孔106；安装面板2侧面对称固定连接有第二安装板201；第二安装板201表面呈线性分布开有第二安装孔202；第一安装孔106与第二安装孔202通过紧固螺栓固定连接；通过紧固螺栓将安装面板2固定安装在隔热桶101侧面，便于安装拆卸。
其中，制冷套件3包括半导体制冷片301；半导体制冷片301制热面设置有三管散热器302；三管散热器302外部设置有热出风口303；半导体制冷片301制冷面设置有内螺纹连接管304；内螺纹连接管304与外螺纹连接管102螺纹转动配合；启动半导体制冷片301，使得半导体制冷片301制冷面制冷，制热面通过三管散热器302进行散热，热空气通过热出风口303排出。
其中，喷头单元4包括L形进料管道401；L形进料管道401底部设置有喷嘴402；L形进料管道401外壁固定连接有隔热板403；L形进料管道401位于喷嘴402与隔热板403之间设置有加热器404；通过加热器404将隔热板403与喷嘴402之间的L形进料管道401加热，使得其中的打印材料被加热软化，并通过喷嘴402喷出进行打印。
其中，隔热板403表面呈圆周阵列分布固定连接有螺纹杆405；隔热桶101另一端固定连接有通风滤网107；通风滤网107底部固定连接有第三安装板108；第三安装板108表面呈圆周阵列分布开有第三安装孔109；螺纹杆405与第三安装孔109插接配合；螺纹杆405一端螺纹转动配合有紧固螺母；通过紧固螺栓将隔热桶组件1固定在喷头单元4上；通过通风滤网107的设置，使得靠近加热器404的L形进料管道401处的空气得道流通，加速其散热。
其中，隔热桶101外壁靠近外螺纹连接管102处设置有连接管110；连接管110内壁呈圆周陈列分设置有减震弹簧111；减震弹簧111一端固定连接有橡胶套管112；L形进料管道401一端与橡胶套管112插接配合；通过减震弹簧111与橡胶套管112的设置，对L形进料管道401起到减震保护作用。
其中，安装面板2外壁呈矩阵阵列分布开有出口槽203；出口槽203滑动配合有集水盒204；集水盒204一侧面设置有把手205；集水盒204另一相对侧面设置有插杆206；波形水管501外壁从上往下呈线性分布固定连接有插接套筒505；插杆206与插接套筒505插接配合；通过各集水盒204收集波形水管501上形成的冷凝水，当打印完毕，抽动把手205，将集水盒204从安装面板2上抽出，将集水盒204中的冷凝水倒出即可。
其中，储水箱503底部固定连接有第一承重板506；第一承重板506底部呈矩阵阵列分布设置有连接弹簧507；连接弹簧507一端固定连接有第二承重板508；第一承重板506表面设置有风扇509；两波形水管501与第一承重板506之间固定连接有承重杆510；通过启动风扇509，加速隔热桶101内部空气的流动，提高热交换的效率；通过在两承重板508之间设置若干连接弹簧507，起到支撑冷凝组件5和减震保护的作用，降低由风扇509和微型水泵504工作时产生的震动所带来的影响。
本发明的具体工作原理为：
半导体制冷片301，也叫热电制冷片，是一种热泵。它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。它是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件，可靠性也比较高；通过启动半导体制冷片301，使得半导体制冷片301制冷面制冷，制热面通过三管散热器302进行散热，热空气通过热出风口303排出；通过在两承重板508之间设置若干连接弹簧507，起到支撑冷凝组件5和减震保护的作用，降低由风扇509和微型水泵504工作时产生的震动所带来的影响；通过通风滤网107的设置，使得靠近加热器404的L形进料管道401处的空气得道流通，加速其散热；将打印材料通过L形进料管道401进入隔热桶101中，通过储水箱503与微型水泵504的设置，使得冷凝组件5中的水能够循环流通，波形水管501的设置，增加冷水与隔热桶101内部散热面积，经过热交换的水通过涡形水管502在半导体制冷片301中被降温；通过各集水盒204收集波形水管501上形成的冷凝水，当打印完毕，抽动把手205，将集水盒204从安装面板2上抽出，将集水盒204中的冷凝水倒出即可。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (6)
1.一种用于3D打印机喷头散热机构，包括隔热桶组件（1）、安装面板（2）、制冷套件（3）和喷头单元（4）；所述安装面板（2）与隔热桶组件（1）通过紧固螺栓固定连接；所述制冷套件（3）与隔热桶组件（1）螺纹转动；所述喷头单元（4）与隔热桶组件（1）套接配合；
其特征在于：
所述隔热桶组件（1）包括隔热桶（101）；所述隔热桶（101）一端固定连接有外螺纹连接管（102）；所述外螺纹连接管（102）内壁之间设置有保温海绵（103）；所述保温海绵（103）表面对称开有插孔（104）；
所述插孔（104）插接配合有冷凝组件（5）；所述冷凝组件（5）包括波形水管（501）；两所述波形水管（501）一端之间固定连接有涡形水管（502）；两所述波形水管（501）另一端之间固定连接有储水箱（503）；所述储水箱（503）内部设置有微型水泵（504）；
所述安装面板（2）外壁呈矩阵阵列分布开有出口槽（203）；所述出口槽（203）滑动配合有集水盒（204）；所述集水盒（204）一侧面设置有把手（205）；所述集水盒（204）另一相对侧面设置有插杆（206）；
所述波形水管（501）外壁从上往下呈线性分布固定连接有插接套筒（505）；所述插杆（206）与插接套筒（505）插接配合；
所述制冷套件（3）包括半导体制冷片（301）；所述喷头单元（4）包括L形进料管道（401）；所述L形进料管道（401）底部设置有喷嘴（402）；所述L形进料管道（401）外壁固定连接有隔热板（403）；
所述隔热板（403）表面呈圆周阵列分布固定连接有螺纹杆（405）；所述隔热桶（101）另一端固定连接有通风滤网（107）；所述通风滤网（107）底部固定连接有第三安装板（108）；所述第三安装板（108）表面呈圆周阵列分布开有第三安装孔（109）；所述螺纹杆（405）与第三安装孔（109）插接配合；
所述储水箱（503）底部固定连接有第一承重板（506）；所述第一承重板（506）底部呈矩阵阵列分布设置有连接弹簧（507）；所述连接弹簧（507）一端固定连接有第二承重板（508）；所述第一承重板（506）表面设置有风扇（509）；两所述波形水管（501）与第一承重板（506）之间固定连接有承重杆（510）。
2.根据权利要求1所述的一种用于3D打印机喷头散热机构，其特征在于，所述隔热桶（101）侧面对称固定连接有第一安装板（105）；所述第一安装板（105）表面呈线性分布开有第一安装孔（106）；所述安装面板（2）侧面对称固定连接有第二安装板（201）；所述第二安装板（201）表面呈线性分布开有第二安装孔（202）；所述第一安装孔（106）与第二安装孔（202）通过紧固螺栓固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于3D打印机喷头散热机构，其特征在于，所述半导体制冷片（301）制热面设置有三管散热器（302）；所述三管散热器（302）外部设置有热出风口（303）；所述半导体制冷片（301）制冷面设置有内螺纹连接管（304）；所述内螺纹连接管（304）与外螺纹连接管（102）螺纹转动配合。
4.根据权利要求1所述的一种用于3D打印机喷头散热机构，其特征在于，所述L形进料管道（401）位于喷嘴（402）与隔热板（403）之间设置有加热器（404）。
5.根据权利要求1所述的一种用于3D打印机喷头散热机构，其特征在于，所述螺纹杆（405）一端螺纹转动配合有紧固螺母。
6.根据权利要求1所述的一种用于3D打印机喷头散热机构，其特征在于，所述隔热桶（101）外壁靠近外螺纹连接管（102）处设置有连接管（110）；所述连接管（110）内壁呈圆周陈列分设置有减震弹簧（111）；所述减震弹簧（111）一端固定连接有橡胶套管（112）；所述L形进料管道（401）一端与橡胶套管（112）插接配合。
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