CN113524664A - 用于3d打印机丝料自动更换装置及其3d打印机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种用于3D打印机丝料自动更换装置，包括打印箱、载物台和打印装置，所述打印装置包括相互固定连接的下盒和上盒，所述下盒内开设有下腔，所述下腔中转动设置有带齿轮，所述下腔中对称固定设置有压缩箱，所述压缩箱内腔壁分别开设有进料孔和伸缩孔，所述下盒底壁对应伸缩孔开设有插孔，所述进料孔中固定设置有加热块，所述加热块不完全堵住进料孔，所述进料孔外固定连接有进料管；本发明在使用过程中，通过简单的控制带齿轮转动便能自动更换丝料，而且保证熔融丝料不会滴落在载物台造成污染，而且能及时了解到丝料消耗完全然后进行更换不会空料运转损坏机器，提高了使用寿命，大大的节约了人们更换丝料的时间，非常值得推广与使用。

Description

用于3D打印机丝料自动更换装置及其3D打印机
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体为用于3D打印机丝料自动更换装置及其3D打印机。
背景技术
3D打印，以数字模型文件为基础，运用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，对于彩色3D打印而言,目前的基于熔融沉积成型(FDM)技术的3D打印一般通过手动换料实现彩色打印，不能自动更换不同颜色的丝料，这就导致彩色打印的过程中一直需要人员盯守换料，工作效率低下。
公开号CN204997998U公开了一种可自动更换打印头的多头3D打印机，工作时，所述升降机构驱动夹持座上移动，令夹持座通过夹持位套接于打印头下端并固定，且该夹持座随升降机构向上移动以驱动打印头脱离机架,以形成一打印机头，反之，可将打印头卸下到机架上，也就是说，可快速将打印头装配在夹持座上形成一打印机头，且可快速更换不同类型的打印头，以不同的打印需求(包括颜色需求和精度要求)，令其具有极高的市场竞争力。
但上述该打印头在使用过程中，仍存在以下较为明显的缺陷：1.该结构采用磁铁与金属夹套配合来实现吸附导致分离时需克服磁性吸力导致不稳定，导致该打印头结构兼容性不好；2.该打印头均为单一工作，缺少多彩的丝料，不能打印彩色；3.丝料使用中出现需要更换其他颜色时导致喷头移动时内部熔融的丝料滴落在载物台上使打印物体形成缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于3D打印机丝料自动更换装置及其打印机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于3D打印机丝料自动更换装置，包括打印箱、载物台和打印装置，所述打印装置包括相互固定连接的下盒和上盒；
所述下盒内开设有下腔，所述下腔中转动设置有带齿轮，所述下腔中对称固定设置有压缩箱，所述压缩箱内腔壁分别开设有进料孔和伸缩孔，所述下盒底壁对应伸缩孔开设有插孔，所述进料孔中固定设置有加热块，所述加热块不完全堵住进料孔，所述进料孔外固定连接有进料管；
所述压缩箱内活动设置有横板，所述横板靠近伸缩孔的一端连接有弹簧一，所述横板上开设有孔洞，所述孔洞下方固定连接有喷管，所述喷管依次贯穿伸缩孔和插孔向下盒外伸出；
所述横板上方活动连接有U形板，所述U形板靠近进料孔的一侧开设有通过孔，所述U形板的两侧底部固定连接有L形杆，所述L形杆贯穿横板且与横板活动连接，所述U形板远离弹簧一的一侧固定连接有直角板，所述直角板贯穿压缩箱固定连接有齿条一，所述齿条一与带齿轮转动连接。
优选的，所述上盒开设有上腔，所述上腔内对称设置有检料装置。
优选的，所述检料装置包括两个承重脚架，所述承重脚架上固定连接有弹性机构，所述弹性机构上活动连接有承重台，所述弹性结构靠近带齿轮的一侧固定连接有短杆，所短杆固定连接有齿条二，所述齿条二贯穿下盒和齿条一活动连接。
优选的，所述弹性机构包括滑轨，所述滑轨上活动连接有两个滑杆，两个所述滑轨之间的滑杆上套接有弹簧二，所述滑杆上转动连接有云梯结构，所述云梯结构远离承重脚架的一侧与承重台活动连接。
一种3D打印机，包括打印机主体，还包括上述的丝料自动更换装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明通过控制带齿轮的转动来调节整个打印装置的上下移动来实现多彩的丝料打印转换；
2.本发明在带齿轮转动控制打印装置的上下移动的过程中，通过直角板的上下移动的作用，使压缩箱、U形板、横板和喷管形成了一个“针筒”结构，在直角板的上移过程中，所形成的“针筒”结构内体积变大，压强变小，导致熔融丝料从喷管被压强挤入腔内，完成了吸纳熔融的丝料的动作，在直角板的下拉过程中，所形成的的“针筒”内体积变小，压强变大，导致熔融的丝料从腔内挤出喷管，完成挤出丝料的动作，因此保证了熔融的物料不会在移动过程中洒落在载物台上，不会损坏已经打印好的打印物；
3.本发明通过承重台上的丝料的重量大小，来控制了云梯结构的压缩和延伸，从而带动齿条二和齿条一之间的啮合与分离，保证了在丝料耗尽的情况下齿条一和齿条二的紧密啮合，使得整个装置不会继续工作，延长了打印装置的使用寿命。
本发明一种用于3D打印机丝料自动更换装置，通过简单的控制带齿轮转动便能自动更换丝料，而且保证了熔融丝料不会滴落在载物台造成污染，而且能及时了解到丝料消耗完进行更换不会空料运转损坏机器，提高了使用寿命。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明打印装置剖面图；
图3为本发明下盒左边弹簧被压缩状态结构示意图；
图4为本发明下盒两个弹簧处于原始状态结构示意图；
图5为本发明下盒右边弹簧被压缩状态结构示意图；
图6为本发明上盒丝料正常使用结构示意图；
图7为本发明上盒丝料消耗殆尽结构示意图；
图8为本发明横板俯视结构示意图；
图9为本发明图2中A区结构示意图；
图10为本发明压缩箱整体结构示意图；
图11为本发明检料装置结构示意图。
图中：1打印箱、2载物台、3打印装置、4下盒、5上盒、6下腔、7带齿轮、8压缩箱、9进料孔、10伸缩孔、11插孔、12加热块、13进料管、14横板、15弹簧一、16孔洞、17喷管、18U形板、19通过孔、20L形杆、21直角板、22齿条一、23上腔、24承重脚架、25承重台、26短杆、27齿条二、28滑轨、29滑杆、30弹簧二、31云梯结构。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图11，本发明提供一种技术方案：
一种用于3D打印机丝料自动更换装置，包括打印箱1、载物台2和打印装置3，打印装置3包括相互固定连接的下盒4和上盒5；
下盒4内开设有下腔6，下腔6中转动设置有带齿轮7，由电信号控制转动，下腔6中对称固定设置有压缩箱8，压缩箱8内腔壁分别开设有进料孔9和伸缩孔10，下盒4底壁对应伸缩孔10开设有插孔11，进料孔9中固定设置有加热块12，加热块12不完全堵住进料孔9，加热块12安置在进料孔9的上端，同时也确保了两者之间留有足够的空间，这样保证了既熔化了丝料也不会阻挡丝料流入压缩箱8内部，进料孔9外固定连接有进料管13，进料管13向上延伸至上盒5上腔23中；
压缩箱8内活动设置有横板14，横板14靠近伸缩孔10的一端连接有弹簧一15，弹簧一15在工作中处于压缩状态，在不工作的时候处于拉伸状态，横板14上开设有孔洞16，孔洞16下方固定连接有喷管17，喷管17依次贯穿伸缩孔10和插孔11向下盒4外伸出，横板14两侧还开有小孔供L形杆20上下活动，熔融的丝料从孔洞16通过喷管17挤出；
横板14上方活动连接有U形板18，该U形板18开口处向下，形成一个倒“U”，U形板18靠近进料孔9的一侧开设有通过孔19，通过孔19与进料孔9错开就被堵住，此时直角板21、U形板18、横板14和喷管17就形成了“针筒”结构，U形板18的两侧底部固定连接有L形杆20，L形杆20贯穿横板14且与横板14活动连接，贯穿处密封性良好，保证了横板14能被拉伸到最高处且不会发生泄漏内腔丝料的情况，U形板18远离弹簧一15的一侧固定连接有直角板21，直角板21贯穿压缩箱8固定连接有齿条一22，齿条一22与带齿轮7转动连接。
上盒5开设有上腔23，上腔23内对称设置有检料装置，用于及时更换丝料。
检料装置包括两个承重脚架24，固定在上腔23中，承重脚架24上固定连接有弹性机构，弹性机构上活动连接有承重台25，丝料放置在上面，弹性结构靠近带齿轮7的一侧固定连接有短杆26，所短杆26固定连接有齿条二27，齿条二27贯穿下盒4和齿条一22活动连接，当两者接触时装置停止运转。
弹性机构包括滑轨28，滑轨28上活动连接有两个滑杆29，两个滑轨28之间的滑杆29上套接有弹簧二30，滑杆29上转动连接有云梯结构31，可上下压缩或展开，云梯结构31远离承重脚架24的一侧与承重台25活动连接。
一种3D打印机，包括打印机主体，还包括上述的丝料自动更换装置，共同配合完成整个打印工作。
工作原理：
使用者将丝料盘摆放在承重台25上，将丝料引入进料管13完成安装，然后通过电信号的控制来操作带齿轮7的转动选择不同打印装置3，当直角板21向下运动时，带动U形板18向下运动，当U形板18上的通过孔19恰好与进料孔9对齐时，丝料开始运转进行工作，丝料通过进料孔9上的加热块12时被熔化流进内腔中，然后通过孔洞16进入喷管17，喷管17向下运动伸出下盒4，保证了工作时下盒4不会影响打印效果；
当需要更换不同丝料进行工作时，通过控制带齿轮7的转动，使另一个打印装置3重复这个操作进行工作，之前工作的打印装置3开始停止工作；
在直角板21的上移过程中，横板14也向上运动，此时喷管17始终向上移动不会误触到载物台2上的打印物体，由于弹簧一15的作用，横板14始终抵触着U形板18，当U形板18向上移动的过程中，U形板18上的通过孔19完全与进料孔9错开，此时弹簧一15处于原状，不会在挤压，表明横板14不再移动，此时直角板21、U形板18、横板14和喷管17形成一个“针筒”结构，可挤出或者吸纳熔融的丝料；
当U形板18继续向上运动，横板14又在弹簧一15的作用下保持不动，导致“针筒”内压强变小，所述喷管17内的熔融丝料被挤压进“针筒”内，保证了不会滴落在载物台2形成破坏，当U形板18继续上升时会带动L形杆20移动，L形杆20会拉住横板14继续向上运动直至弹簧一15拉伸到最大长度；
当丝料消耗殆尽时，承重台25开始上移，使得云梯结构31发生变化，导致弹簧二30收缩使滑杆29向滑轨28中间移动，这样带动了齿条二27靠近了齿条一22，使两者相互啮合，导致了齿条一22不能上下移动进行工作，使打印装置3停止工作。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种用于3D打印机丝料自动更换装置，包括打印箱(1)、载物台(2)和打印装置(3)，其特征在于：所述打印装置(3)包括相互固定连接的下盒(4)和上盒(5)；
所述下盒(4)内开设有下腔(6)，所述下腔(6)中转动设置有带齿轮(7)，所述下腔(6)中对称固定设置有压缩箱(8)，所述压缩箱(8)内腔壁分别开设有进料孔(9)和伸缩孔(10)，所述下盒(4)底壁对应伸缩孔(10)开设有插孔(11)，所述进料孔(9)中固定设置有加热块(12)，所述加热块(12)不完全堵住进料孔(9)，所述进料孔(9)外固定连接有进料管(13)；
所述压缩箱(8)内活动设置有横板(14)，所述横板(14)靠近伸缩孔(10)的一端连接有弹簧一(15)，所述横板(14)上开设有孔洞(16)，所述孔洞(16)下方固定连接有喷管(17)，所述喷管(17)依次贯穿伸缩孔(10)和插孔(11)向下盒(4)外伸出；
所述横板(14)上方活动连接有U形板(18)，所述U形板(18)靠近进料孔(9)的一侧开设有通过孔(19)，所述U形板(18)的两侧底部固定连接有L形杆(20)，所述L形杆(20)贯穿横板(14)且与横板(14)活动连接，所述U形板(18)远离弹簧一(15)的一侧固定连接有直角板(21)，所述直角板(21)贯穿压缩箱(8)固定连接有齿条一(22)，所述齿条一(22)与带齿轮(7)转动连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于3D打印机丝料自动更换装置，其特征在于：所述上盒(5)开设有上腔(23)，所述上腔(23)内对称设置有检料装置。
3.根据权利要求2所述的一种用于3D打印机丝料自动更换装置，其特征在于：所述检料装置包括两个承重脚架(24)，所述承重脚架(24)上固定连接有弹性机构，所述弹性机构上活动连接有承重台(25)，所述弹性结构靠近带齿轮(7)的一侧固定连接有短杆(26)，所短杆(26)固定连接有齿条二(27)，所述齿条二(27)贯穿下盒(4)和齿条一(22)活动连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于3D打印机丝料自动更换装置，其特征在于：所述弹性机构包括滑轨(28)，所述滑轨(28)上活动连接有两个滑杆(29)，两个所述滑轨(28)之间的滑杆(29)上套接有弹簧二(30)，所述滑杆(29)上转动连接有云梯结构(31)，所述云梯结构(31)远离承重脚架(24)的一侧与承重台(25)活动连接。
5.一种3D打印机，包括打印机主体，其特征在于：还包括权利要求1-4任意一项所述的丝料自动更换装置。
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