CN114103104B - 一种3d打印设备耗材导引装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D打印设备耗材导引装置，包括设置在3D打印机顶部用于快速牵引料丝安装并约束料丝使用时运动路径的导引套，以及与所述导引套连接的随动装置，所述导引套包括复合约束套和牵引块，本发明通过牵引块快速牵引料丝通过复合约束套至随动装置，并通过随动装置安装至3D打印机的喷嘴处，料丝的穿引效率高，耗费时间少，且在更换耗材时不会导致打印出现故障偏差使得打印效果出现问题，其次，通过复合约束套和随动装置的共同约束，使得料丝在使用时不会缠绕在3D打印机上导致相关结构损坏，另外复合约束套和随动装置将料丝包覆在内部，避免外接环境的损伤。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印设备耗材导引装置。
背景技术
3D打印，即快速成型技术的一种，又称增材制造，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料凳可粘合材料通过逐层打印的方式来构造物体，通常是采用数字技术材料打印机实现，常用于模具制造、工业设计等领域。
现有的3D打印设备所使用的的料丝一般有丝状和粉末状，丝状料丝在安装使用时，一般先将线盘挂靠在3D打印设备一侧，然后将丝状料丝插进进料管，并手动耸动料丝在进料管内运动直至料丝一端穿过进料管至另一侧，由于进料管较长，通过手动将料丝穿过进料管较为耗费时间，尤其在料丝用尽需要更换时，较长时间的料丝更换会导致打印较大概率出现故障偏差，其次软性进料管在随着打印机喷嘴运动时会无规律的晃动，存在与打印机顶部结构缠绕在一起的问题导致相关结构损坏，因此，需要设计一种3D打印设备耗材导引装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种3D打印设备耗材导引装置，解决了现有的3D打印设备在穿引料丝通过进料管时使用人工导致穿引效率较低并在更换料丝时由于耗费时间较长会影响打印效果，以及软性进料管会缠绕在3D打印设备顶部结构上导致损坏的问题。
为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
一种3D打印设备耗材导引装置，包括设置在3D打印机顶部用于快速牵引料丝安装并约束料丝使用时运动路径的导引套，以及与所述导引套连接的随动装置，且所述随动装置牵引料丝跟随3D打印机喷嘴同步运动工作；
所述导引套包括复合约束套和牵引块，且所述复合约束套安装在3D打印机顶部约束料丝运动并隔绝外部环境的损伤，所述牵引块设置在所述复合约束套内部并快速牵引料丝通过复合约束套至随动装置进行安装。
作为本发明的一种优选方案，所述复合约束套包括安装在3D打印机上的外置连接套和设置在所述外置连接套内部的约束保护套件，且所述随动装置设置在所述外置连接套的端部，所述外置连接套内设置有导向环，且所述牵引块设置在所述外置连接套内，所述料丝通过导向环并在所述牵引块的牵引下通过约束保护套件，所述约束保护套件在料丝通过后闭合。
作为本发明的一种优选方案，所述约束保护套件包括对称设置在所述外置连接套内底部的条形约束座和等间距开设在所述条形约束座上的多个约束槽，多个所述约束槽内共同滑动连接有两个约束板，两个所述约束板相对的侧壁均设置有半圆槽，其中一个所述约束槽内设置有约束螺杆，且所述约束螺杆与两个所述约束板螺纹连接，所述约束螺杆的一端连接有第一驱动装置。
作为本发明的一种优选方案，所述约束板上远离导向环的端部向外延伸有外圆弧板，所述外圆弧板上相切连接有过渡直板，且所述过渡直板延伸至与所述随动装置连接。
作为本发明的一种优选方案，所述约束板内等间距设置有多组滚动件，每组所述滚动件均包括多个活动设置在所述约束板内壁上的滚珠，且同一组多个所述滚珠均位于所述约束板的其中一个径向截面上。
作为本发明的一种优选方案，所述导向环包括在所述外置连接套内底部上的导向板和设置在所述导向板上的环孔，所述环孔内水平设置有两个导向辊，每个所述导向辊上均设置有用于套设料丝的环形导引槽。
作为本发明的一种优选方案，所述牵引块包括在所述外置连接套内顶部沿中心线方向设置有牵引槽，所述牵引槽内设置有牵引螺杆，所述牵引螺杆的一端连接有第二驱动装置，所述牵引螺杆上螺纹连接有连接座，所述连接座的底部固定连接有夹持件，在所述夹持件上设置有用于感应料丝与夹持件表面相抵压力变化的感应元件，且所述夹持件在感应元件感应到压力变化后夹持并牵引料丝自导向环运动至随动装置。
作为本发明的一种优选方案，所述夹持件包括固定连接在所述连接座底部的感应板和设置在所述感应板上靠近导向环一侧的两个直线槽，且所述感应元件设置在两个所述直线槽之间，其中一个所述直线槽内活动安装有双向螺杆，所述双向螺杆的一端连接有第三驱动装置，两个所述直线槽内共同滑动连接有两个U型夹板，且两个所述U型夹板对称螺纹连接在所述双向螺杆上。
作为本发明的一种优选方案，所述连接座包括安装部和连接部，且所述连接部与牵引螺杆螺纹连接，所述连接部连接在安装部底部，且所述连接部为扁平板状，所述半圆槽圆心所在的直线与所述连接部的板状平面平行。
作为本发明的一种优选方案，所述外置连接套的两端顶部均向外延伸有延伸板，且连个所述延伸板和所述外置连接套共同设置有牵引块。
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
本发明通过牵引块快速牵引料丝通过复合约束套至随动装置，并通过随动装置安装至3D打印机的喷嘴处，料丝的穿引效率高，耗费时间少，且在更换耗材时不会导致打印出现故障偏差使得打印效果出现问题，其次，通过复合约束套和随动装置的共同约束，使得料丝在使用时不会缠绕在3D打印机上导致相关结构损坏，另外复合约束套和随动装置将料丝包覆在内部，避免外接环境的损伤。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例提供一种3D打印设备耗材导引装置的结构示意图
图2为本发明实施例提供复合约束套的结构示意图；
图3为本发明实施例提供导向环的结构示意图；
图4为本发明实施例提供夹持件的结构示意图。
图中的标号分别表示如下：
1-导引套；2-随动装置；
101-复合约束套；102-牵引块；103-外置连接套；104-约束保护套件；105-导向环；106-约束槽；107-约束板；108-半圆槽；109-约束螺杆；110-外圆弧板；111-过渡直板；112-滚动件；113-滚珠；114-导向板；115-环孔；116-导向辊；117-环形导引槽；118-牵引槽；119-牵引螺杆；120-连接座；121-夹持件；122-感应元件；123-感应板；124-直线槽；125-双向螺杆；126-U型夹板；127-安装部；128-连接部；129-延伸板；130-条形约束座。
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。
如图1至图4所示，本发明提供了一种3D打印设备耗材导引装置，包括设置在3D打印机顶部用于快速牵引料丝安装并约束料丝使用时运动路径的导引套1，以及与导引套1连接的随动装置2，且随动装置2牵引料丝跟随3D打印机喷嘴同步运动工作；
导引套1包括复合约束套101和牵引块102，且复合约束套101安装在3D打印机顶部约束料丝运动并隔绝外部环境的损伤，牵引块102设置在复合约束套101内部并快速牵引料丝通过复合约束套101至随动装置2进行安装。
本发明在使用时，导引套1的作用与传统的进料管相同，包覆在料丝外侧并为其提供保护。
在本实施例中，牵引块102快速牵引料丝通过复合约束套101至随动装置2处，并通过随动装置2穿引至喷嘴处。
通过牵引块102的快速牵引，使得料丝更够快速穿过导引套1，耗费时间端，穿引效率高，在更换耗材时花费时间较少，不对3D打印机的打印效果产生影响。
且通过复合约束套101和随动装置2的约束限制，使得料丝在被使用牵引时不会随意晃动，始终约束在复合约束套101和随动装置2的内部，不会与3D打印机上的结构产生干涉导致相关结构损坏而使得设备故障。
料丝在喷嘴处被牵引挤压打印成型，随着喷嘴的运动，料丝需要跟随喷嘴同步运动，随动装置2跟随喷嘴同步运动，保证料丝在被喷嘴牵引时始终位于导引套1和随动装置2内部被保护。
复合约束套101包括安装在3D打印机上的外置连接套103和设置在外置连接套103内部的约束保护套件104，且随动装置2设置在外置连接套103的端部，外置连接套103内设置有导向环105，且牵引块102设置在外置连接套103内，料丝通过导向环105并在牵引块102的牵引下通过约束保护套件104，约束保护套件104在料丝通过后闭合。
外置连接套103用于安装牵引块102，料丝在牵引块102的牵引下穿过约束保护套件104。
约束保护套件104在料丝通过时处于开启状态，此时导向环105在约束保护套件104的入口处对料丝的进入起一个导向的作用，料丝通过导向环105准确进入牵引块102处进行牵引。
其次，在约束保护套件104开启时，通过导向环105的导向避免料丝与约束保护套件104之间产生干涉。
约束保护套件104包括对称设置在外置连接套103内底部的条形约束座130和等间距开设在条形约束座130上的多个约束槽106，多个约束槽106内共同滑动连接有两个约束板107，两个约束板107相对的侧壁均设置有半圆槽108，其中一个约束槽106内设置有约束螺杆109，且约束螺杆109与两个约束板107螺纹连接，约束螺杆109的一端连接有第一驱动装置。
料丝在需要被牵引块102牵引时，首先第一驱动装置驱动约束螺杆109转动，使得两个约束板107在螺纹咬合的驱动下相背运动，两个约束板107之间打开间隙。
牵引块102从外置连接套103远离导向环105的一端通过两个约束板107之间的间隙运动至导向环105处。
将料丝穿过导向环105至牵引块102上，牵引块102夹持牵引料丝快速通过约束保护套件104至另一侧。
此时，料丝在牵引块102的牵引下以及导向环105的引导下，料丝位于两个约束板107上的半圆槽108之间。
第一驱动装置启动，反向驱动约束螺杆109转动，使得两个约束板107相向运动，料丝被套设在两个半圆槽108形成的通道内部，在对料丝形成保护的同时，由于约束保护套件104为非弹性材料，料丝被约束在半圆槽108形成的通道内，不会在使用时随着喷嘴的运动而无规律的晃动而缠绕在3D打印机上的部分结构上导致结构损坏。
约束板107上远离导向环105的端部向外延伸有外圆弧板110，外圆弧板110上相切连接有过渡直板111，且过渡直板111延伸至与随动装置2连接。
考虑导致半圆槽108与外部的连通处由于尖锐，料丝在使用时会在半圆槽108内不断前进与连通处相摩擦，导致料丝出现磨损而影响打印效果。
通过在约束板107的端部设置有外圆弧板110进行圆弧过渡，将尖锐处进行钝化，减小与料丝之间的摩擦与损耗。
同时通过过渡直板111对料丝的运动进行引导和过渡，使得料丝在进入随动装置2内部时顺滑流畅，避免边角摩擦导致损耗。
约束板107内等间距设置有多组滚动件112，每组滚动件112均包括多个活动设置在约束板107内壁上的滚珠113，且同一组多个滚珠113均位于约束板107的其中一个径向截面上。
料丝在半圆槽108内部滑动，与半圆槽108内壁之间是滑动摩擦，料丝的摩擦损失较大，影响实际的打印效果。
通过设置有多组滚动件112，使得料丝在半圆槽108内运动时由同一组的多个滚珠113支撑，将滑动摩擦改变成滚动摩擦，避免摩擦损耗，避免对实际打印效果产生影响。
导向环105包括在外置连接套103内底部上的导向板114和设置在导向板114上的环孔115，环孔115内水平设置有两个导向辊116，每个导向辊116上均设置有用于套设料丝的环形导引槽117。
导向环105用于在牵引块102牵引料丝运动时对料丝进行导向限制，料丝在被牵引块102牵引时，若无导向环102导引，会随着牵引块102的牵引进入两个约束板107之间的间隙，但却并不会停留在两个半圆槽108之间，导致牵引目的无法实现。
在料丝传入导向环105内时，将料丝的一端插入两个导向辊116上的环形导引槽117内，并穿过导向板114至另一侧的牵引块102上。
牵引块102牵引料丝运动时，料丝在两个环形导引槽117内与导向辊1156之间形成滚动摩擦，在对料丝进行导引时避免摩擦损耗。
牵引块102包括在外置连接套103内顶部沿中心线方向设置有牵引槽118，牵引槽118内设置有牵引螺杆119，牵引螺杆119的一端连接有第二驱动装置，牵引螺杆119上螺纹连接有连接座120，连接座120的底部固定连接有夹持件121，在夹持件121上设置有用于感应料丝与夹持件121表面相抵压力变化的感应元件122，且夹持件121在感应元件122感应到压力变化后夹持并牵引料丝自导向环105运动至随动装置2。
牵引块102在第二驱动装置的驱动下，通过牵引螺杆119驱动连接座沿着自身轴线往复运动，使得夹持件121靠近或者远离导向环105。
在夹持件121靠近导向环105时，料丝穿过导向环105至夹持件121上，感应元件122感应到料丝在夹持件121表面相抵时产生的压力变化，此时夹持件121对料丝进行夹持。
再启动第二驱动装置反向驱动牵引螺杆119转动，驱动夹持件121牵引料丝通过约束保护套件104至另一侧，然后夹持件121放开对料丝的约束，手动将料丝穿过随动装置2至喷嘴处安装。
通过感应元件122得设置，使得整个牵引块102可以自动感应料丝并进行夹持。
在启动第一驱动装置驱动两个约束板107相背运动时，第二驱动装置在在两个约束板107之间打开一定间隙时启动，而在第二驱动装置驱动夹持件121牵引料丝通过约束保护套件104后，第一驱动装置驱动两个约束板107相向运动约束料丝。
夹持件121包括固定连接在连接座120底部的感应板123和设置在感应板123上靠近导向环105一侧的两个直线槽124，且感应元件122设置在两个直线槽124之间，其中一个直线槽124内活动安装有双向螺杆125，双向螺杆125的一端连接有第三驱动装置，两个直线槽124内共同滑动连接有两个U型夹板126，且两个U型夹板126对称螺纹连接在双向螺杆125上。
夹持件121在感应元件122的感应下自动夹持和松开料丝。
当料丝穿过导向环105至感应板123侧壁上，对感应板123表面产生压力，感应元件122感应到压力变化，启动第三驱动装置驱动双向螺杆125转动，使得两个U型夹板126相向运动将料丝进行夹持。
当牵引块102运动至另一侧后，第三驱动装置驱动双向螺杆125，两个U型夹板126相背运动，松开对料丝的限制，便于进行下一步的操作。
连接座120包括安装部127和连接部128，且连接部127与牵引螺杆119螺纹连接，连接部128连接在安装部127底部，且连接部128为扁平板状，半圆槽108圆心所在的直线与连接部128的板状平面平行。
将连接部128设置为扁平板状结构，且板状平面与半圆槽108圆心所在的直线平行，使得牵引块102在通过约束板107之间时，两个约束板107之间的间隙可以较小，使得约束保护套件104所占用的使用空间较小、
外置连接套103的两端顶部均向外延伸有延伸板129，且连个延伸板129和外置连接套103共同设置有牵引块102。
延伸板129的设置使得牵引块102的牵引范围可以完整覆盖随动装置2处以及导向环处，避免在料丝牵引至随动装置2处时，仍然位于外置连接套103内部需要手动拉扯进行下一步。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。
Claims (5)
1.一种3D打印设备耗材导引装置，其特征在于：包括设置在3D打印机顶部用于快速牵引料丝安装并约束料丝使用时运动路径的导引套(1)，以及与所述导引套(1)连接的随动装置(2)，且所述随动装置(2)牵引料丝跟随3D打印机喷嘴同步运动工作；
所述导引套(1)包括复合约束套(101)和牵引块(102)，且所述复合约束套(101)安装在3D打印机顶部约束料丝运动并隔绝外部环境的损伤，所述牵引块(102)设置在所述复合约束套(101)内部并快速牵引料丝通过复合约束套(101)至随动装置(2)进行安装；
所述复合约束套(101)包括安装在3D打印机上的外置连接套(103)和设置在所述外置连接套(103)内部的约束保护套件(104)，且所述随动装置(2)设置在所述外置连接套(103)的端部，所述外置连接套(103)内设置有导向环(105)，且所述牵引块(102)设置在所述外置连接套(103)内，所述料丝通过导向环(105)并在所述牵引块(102)的牵引下通过约束保护套件(104)，所述约束保护套件(104)在料丝通过后闭合；
所述约束保护套件(104)包括对称设置在所述外置连接套(103)内底部的条形约束座(130)和等间距开设在所述条形约束座(130)上的多个约束槽(106)，多个所述约束槽(106)内共同滑动连接有两个约束板(107)，两个所述约束板(107)相对的侧壁均设置有半圆槽(108)，其中一个所述约束槽(106)内设置有约束螺杆(109)，且所述约束螺杆(109)与两个所述约束板(107)螺纹连接，所述约束螺杆(109)的一端连接有第一驱动装置；
所述约束板(107)上远离导向环(105)的端部向外延伸有外圆弧板(110)，所述外圆弧板(110)上相切连接有过渡直板(111)，且所述过渡直板(111)延伸至与所述随动装置(2)连接；
所述导向环(105)包括在所述外置连接套(103)内底部上的导向板(114)和设置在所述导向板(114)上的环孔(115)，所述环孔(115)内水平设置有两个导向辊(116)，每个所述导向辊(116)上均设置有用于套设料丝的环形导引槽(117)；
所述牵引块(102)包括在所述外置连接套(103)内顶部沿中心线方向设置有牵引槽(118)，所述牵引槽(118)内设置有牵引螺杆(119)，所述牵引螺杆(119)的一端连接有第二驱动装置，所述牵引螺杆(119)上螺纹连接有连接座(120)，所述连接座(120)的底部固定连接有夹持件(121)，在所述夹持件(121)上设置有用于感应料丝与夹持件(121)表面相抵压力变化的感应元件(122)，且所述夹持件(121)在感应元件(122)感应到压力变化后夹持并牵引料丝自导向环(105)运动至随动装置(2)。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印设备耗材导引装置，其特征在于：所述约束板(107)内等间距设置有多组滚动件(112)，每组所述滚动件(112)均包括多个活动设置在所述约束板(107)内壁上的滚珠(113)，且同一组多个所述滚珠(113)均位于所述约束板(107)的其中一个径向截面上。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印设备耗材导引装置，其特征在于：所述夹持件(121)包括固定连接在所述连接座(120)底部的感应板(123)和设置在所述感应板(123)上靠近导向环(105)一侧的两个直线槽(124)，且所述感应元件(122)设置在两个所述直线槽(124)之间，其中一个所述直线槽(124)内活动安装有双向螺杆(125)，所述双向螺杆(125)的一端连接有第三驱动装置，两个所述直线槽(124)内共同滑动连接有两个U型夹板(126)，且两个所述U型夹板(126)对称螺纹连接在所述双向螺杆(125)上。
4.根据权利要求3所述的一种3D打印设备耗材导引装置，其特征在于：所述连接座(120)包括安装部(127)和连接部(128)，且所述连接部(128)与牵引螺杆(119)螺纹连接，所述连接部(128)连接在安装部(127)底部，且所述连接部(128)为扁平板状，所述半圆槽(108)圆心所在的直线与所述连接部(128)的板状平面平行。
5.根据权利要求1所述的一种3D打印设备耗材导引装置，其特征在于：所述外置连接套(103)的两端顶部均向外延伸有延伸板(129)，且两个所述延伸板(129)和所述外置连接套(103)的内部有牵引块(102)。
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