CN114179364A - 一种用于3d打印隐形矫治器的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种用于3D打印隐形矫治器的装置。包括安装架，所述安装架与喷嘴的侧壁滑动连接，所述安装架上设有清理机构，所述清理机构包括设置于安装架上的推动元件，所述推动元件的输出端上设有一端与之固定连接的固定架，所述固定架的另一端上设有转轴，所述转轴的上端中部设有连接柱，所述连接柱与固定架的一端转动连接，所述转轴上设有使转轴旋转复位的复位元件，所述转轴上设有刮板，当所述转轴的轴线与喷嘴的轴线重合时，所述刮板的外侧边缘与喷嘴的内壁贴合。本技术方案用以解决3D打印牙模完成后，3D打印机喷嘴中融化的打印材料难以排出，在冷却后易粘附在喷嘴的内壁，导致喷嘴被打印材料堵塞的问题。

Description

一种用于3D打印隐形矫治器的装置

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种用于3D打印隐形矫治器的装置。

背景技术

随着生活水平的不断进步，人们对自身外形的需求越来越高，口腔整形也得到了越来越多的重视。

其中，为了矫治牙颌畸形等口腔疾病，除了弓丝固定托槽矫治器外，隐形矫治越来越被患者接纳和使用，目前常用的隐形矫治方式是通过获取口腔牙颌数据，制定分步矫治方案，获取每步矫治方案中的牙颌数据转换成STL数据，使用3D打印技术打印牙颌模型，之后使用透明膜片采用吸塑的方式获得每个牙颌对应的隐形矫治器。

采用3D打印机对牙模进行制作时，在3D打印结束后，由于3D打印机喷嘴中融化的打印材料不能排出，在冷却后易粘附在喷嘴的内壁，易导致喷嘴被冷却凝固的打印材料堵塞。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于3D打印隐形矫治器的装置，用以解决3D打印牙模完成后，3D打印机喷嘴中融化的打印材料难以排出，在冷却后易粘附在喷嘴的内壁，导致喷嘴被打印材料堵塞的问题。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种用于3D打印隐形矫治器的装置，设置于3D打印机上，用于对3D打印机的喷嘴进行清理，包括安装架，所述安装架与喷嘴的侧壁滑动连接，所述安装架上设有清理机构，所述清理机构包括设置于安装架上的推动元件，所述推动元件的输出端上设有一端与之固定连接的固定架，所述固定架的另一端上设有转轴，所述转轴的上端中部设有连接柱，所述连接柱与固定架的一端转动连接，所述转轴上设有使转轴旋转复位的复位元件，所述转轴上设有刮板，当所述转轴的轴线与喷嘴的轴线重合时，所述刮板的外侧边缘与喷嘴的内壁贴合，所述喷嘴上设有安装槽，所述转轴位于安装槽内，且转轴的外侧面将安装槽密封，所述安装架上设有绕线元件，所述绕线元件的输出端上设有一端与之固定连接的拉绳，所述拉绳的另一端缠绕于连接柱上。

本技术方案的工作原理为：

在3D打印机打印一段时间或者打印结束之后，在控制系统的作用下，首先是推动元件工作，将安装转轴推动至喷嘴的中心，使刮板的外侧壁与喷嘴的内壁接触，此时绕线元件处于放线状态，然后在滑台的作用下，使刮板整体下移，使刮板的下端与喷嘴的出口端的内壁贴合，然后驱动绕线元件工作，使拉绳缠绕在绕线元件上，由于拉绳的一端缠绕在连接柱上，因此在拉绳的拉动下，转轴将会旋转，同时带动刮板对喷嘴的内壁进行打印材料的刮出，刮除的打印材料从喷嘴排出，清理完毕之后，绕线元件重新处于放线状态，在复位元件的作用下，转轴回到初始位置，然后在滑台和推动元件的复位作用下，将本装置恢复至初始位置，便于下次使用。

进一步限定，所述推动元件为直线电机，所述直线电机固定于安装架上，且输出端与固定架固定连接，所述绕线元件为马达，所述马达的输出端上设有绕线轮，所述拉绳的一端固定于绕线轮上。

进一步限定，所述复位元件为发条或者扭簧中的一种，其有益之处在于，扭簧和发条均具有旋转复位的功能，此处优选为发条，且发条、转轴和拉绳的关系类似于生活中常见的卷尺的结构。

进一步限定，所述安装槽为矩形槽，所述转轴的横截面为矩形，其有益之处在于，矩形槽便于密封。

进一步限定，所述转轴的上端，靠近安装槽的一侧设有挡板，所述挡板的一端固定于转轴上，所述挡板的另一端与固定架端部的下表面贴合，其有益之处在于，挡板可以提升对连接柱处安装槽的密封效果，当然在转轴的下端也可以设置连接柱和挡板，这样的好处在于，当打印材料被刮落，汇集至喷嘴的出口处时，通过滑台的上下移动，可以使下部的连接柱将打印材料从喷嘴的出口处捅出，不难理解的是，连接柱的直径要略小于喷嘴出口的直径。

进一步限定，所述安装架位于喷嘴的外侧，且喷嘴的外侧面上对称设有滑台，所述滑台的滑块与安装架的外侧面固定连接，其有益之处在于，在控制系统的作用下，滑台能对安装架进行精准的位移控制，保证安装架的上下移动效果。

进一步限定，还包括设置于3D打印机热床上的散热机构，所述散热机构包括风机，以及将风机的风排出至指定位置的散热管或散热槽，其有益之处在于，因为制作隐形矫治器的牙模在打印时，由于牙齿畸形程度不一致，所以牙模打印的形状具有差异，部分牙模具有较大的悬垂度，而3D打印机喷嘴处自带的散热装置，由于其结构限制，对牙模悬垂度较大的部分散热效果不佳，若打印材料从喷嘴流出时，未充分冷却，那么将会导致打印出来的牙模在悬垂度较大的地方出现坍塌变形，因此风机和散热槽或风机散热管的设置，可对打印中的牙模进行降温，保证其打印成型的效果。

进一步限定，所述散热管的一端与风机的出风端连接，所述散热管上设有若干斜向上的出风孔，其有益之处在于，不难理解的是，散热管为软管，便于将其摆布在牙模成型位置的外侧，且出风孔对准牙模成型时悬垂度较大的面，便于对打印中的牙模进行散热，保证其成型效果，同时散热管为软管，可适用于对不同规格的牙模进行散热。

进一步限定，所述散热槽设置于热床内部，且热床表面设有若干出风孔，所述出风孔的出风方向指向牙模悬垂度较大的面上，所述热床一端设有与散热槽连通的接头，所述接头与风机的出风端连接，其有益之处在于，设置于散热床的内部，可减小对散热床的占用体积，使整体看起来更加的美观。

进一步限定，多组所述散热槽设置于热床的内部，且单一所述散热槽与牙模的一种规格相对应，其有益之处在于，多组散热槽相互独立，且每一组散热槽与一种大小规格的牙模相对应，也能实现对不同规格的牙模进行打印中的冷却。

本发明所取得的技术效果如下：

（1）本技术方案中清理结构中刮板的设置，在控制系统控制推动元件、滑台和绕线元件的协同作用下，可对喷嘴内壁上粘附的打印材料进行刮除，并使其从喷嘴出口排出，避免打印材料在喷嘴内部凝固，造成喷嘴堵塞的问题。（2）热床上风机和散热管或者风机和散热槽的设置，对打印中的牙模悬垂度较大的地方进行充分冷却，避免其由于冷却不充分造成坍塌变形的问题。

附图说明

图1为一种用于3D打印隐形矫治器的装置的立体示意图；

图2为一种用于3D打印隐形矫治器的装置的正视图示意图；

图3为一种用于3D打印隐形矫治器的装置的俯视图示意图；

图4为一种用于3D打印隐形矫治器的装置的喷嘴结构示意图；

图5为一种用于3D打印隐形矫治器的装置的清理机构的示意图；

图6为一种用于3D打印隐形矫治器的装置实施例2中热床上散热机构的设置示意图。

附图编号

热床1、牙模2、散热管3、风机4、喷嘴5、滑台6、安装架7、推动元件8、安装座9、复位元件10、绕线轮11、拉绳12、固定架13、转轴14、轴承15、刮板16、连接柱17、安装槽18、接头19。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

如图1到图6所示，一种用于3D打印隐形矫治器的装置，需要提前说明的是，本装置设置于3D打印机上的喷嘴5上，用于对3D打印机的喷嘴5进行清理，3D打印机为现有技术，主要有三个部分组成，主要是电子部分、机械部分和软件部分。电子部分：系统板、主板、电机驱动板、温度控制板（采用热敏电阻测温一般不需要用到温控板）、加热管、热电偶或者热敏电阻、热床。机械部分：现在大部分是采用步进电机带动同步带的方式，有的使用滑台组成XYZ轴，需要电机、支架、同步轮、同步带等。

因此上述装置包括对本装置各个部分进行协调工作的控制系统，具体可以采用单片机进行控制，在本具体实施方式中，控制系统为现有技术，再次不做过多的赘述；因此本装置的结构部分包括安装架7，在本具体实施方式中，安装架7为抱箍形状，安装架7与喷嘴5的侧壁滑动连接，安装架7上设有清理机构，清理机构包括设置于安装架7上的推动元件8，推动元件8的输出端上设有一端与之固定连接的固定架13，固定架13在本具体实施方式中为直角形状，且设置于安装槽18的上部，固定架13的另一端上设有转轴14，转轴14的上端中部设有连接柱17，连接柱17与固定架13的一端转动连接，在本具体实施方式中，在固定架13上设有轴承15，轴承15的外圈固定于固定架13上，轴承15的内圈与连接柱17固定连接，具体可为焊接，转轴14上设有使转轴14旋转复位的复位元件10，转轴14上设有刮板16，当转轴14的轴线与喷嘴5的轴线重合时，刮板16的外侧边缘与喷嘴5的内壁贴合，喷嘴5上设有安装槽18，转轴14位于安装槽18内，且转轴14的外侧面将安装槽18密封，安装架7上设有绕线元件，绕线元件的输出端上设有一端与之固定连接的拉绳12，拉绳12的另一端缠绕于连接柱上，不难理解的是，围绕不影响刮板16在喷嘴5的内部向下移动，刮板16外侧面和固定架13的一直角边间存在安装间隙，便于使安装槽18的侧壁位于二者之间，不对刮板16的下移形成干涉。刮板16在本具体实施方式中为梯形，因为喷嘴5的形状下部较小，梯形便于与喷嘴5内壁贴合。

本技术方案的工作原理为：

在3D打印机打印一段时间或者打印结束之后，在控制系统的作用下，首先是推动元件8工作，将安装转轴14推动至喷嘴5的中心，使刮板16的外侧壁与喷嘴5的内壁接触，此时绕线元件处于放线状态，然后在滑台6的作用下，使刮板16整体下移，使刮板16的下端与喷嘴5的出口端的内壁贴合，然后驱动绕线元件工作，使拉绳12缠绕在绕线元件上，由于拉绳12的一端缠绕在连接柱17上，因此在拉绳12的拉动下，转轴14将会旋转，同时带动刮板16对喷嘴5的内壁进行打印材料的刮出，刮除的打印材料从喷嘴5排出，清理完毕之后，绕线元件重新处于放线状态，在复位元件10的作用下，转轴14回到初始位置，然后在滑台6和推动元件8的复位作用下，将本装置恢复至初始位置，便于下次使用。

具体的，推动元件8为直线电机，直线电机固定于安装架7上，且输出端与固定架13固定连接，马达通过安装座9固定于安装架7上，马达的输出端上设有绕线轮11，拉绳12的一端固定于绕线轮11上。复位元件10为发条或者扭簧中的一种，扭簧和发条均具有旋转复位的功能，此处优选为发条，且发条、转轴14和拉绳12的关系类似于生活中常见的卷尺或者上发条的小玩具结构，旋转小玩具外侧上发条的旋钮，发条上紧，放开时，旋钮反向旋转发条复位，此过程中旋转就类似于转轴，更具体的说，转轴与发条中部的一端固定，转轴转动时，带动发条收紧，当失去外力时，发条复位，即带动转轴复位至最初位置（因为已经刮除喷嘴5内壁的打印材料，因此在发条作用下能轻松复位）。安装槽18为矩形槽，转轴14的横截面为矩形，矩形槽便于密封。

转轴14的上端，靠近安装槽18的一侧设有挡板，挡板的一端固定于转轴14上，挡板的另一端与固定架13端部的下表面贴合，挡板可以提升对连接柱17处安装槽18的密封效果，当然在转轴14的下端也可以设置连接柱17和挡板，这样的好处在于，当打印材料被刮落，汇集至喷嘴5的出口处时，通过滑台6的上下移动，可以使下部的连接柱17将打印材料从喷嘴5的出口处捅出，不难理解的是，连接柱17的直径要略小于喷嘴5出口的直径。

安装架7位于喷嘴5的外侧，且喷嘴5的外侧面上对称设有滑台6，滑台6的滑块与安装架7的外侧面固定连接，在控制系统的作用下，滑台6能对安装架7进行精准的位移控制，保证安装架7的上下移动效果。

还包括设置于3D打印机热床1上的散热机构，散热机构包括风机4，以及将风机4的风排出至指定位置的散热管3或散热槽，因为牙模2在打印时，且牙模2向外突出的部分具有较大的悬垂度，悬垂度在本具体实施方式中可理解为，类似于下部直径小上部直径大，且突出的结构，而3D打印机喷嘴5处自带的散热装置，由于其结构限制，对悬垂度较大的部分散热效果不佳，若打印材料从喷嘴5流出时，未充分冷却，那么将会导致打印出来的牙模2在悬垂度较大的地方出现坍塌变形，因此风机4和散热槽或风机4散热管3的设置，可对打印中的牙模2进行降温，保证其打印成型的效果。

散热管3的一端与风机4的出风端连接，散热管3上设有若干斜向上的出风孔，不难理解的是，散热管3为软管，便于将其摆布在牙模2成型位置的外侧，且出风孔对准牙模2成型时悬垂度较大的面，便于对打印中的牙模2进行散热，保证其成型效果，同时散热管3为软管，可适用于对不同规格的牙模2进行散热。

实施例2

实施例2和实施例1的不同之处在于，设置在热床1上对打印中牙模2的散热机构不同，实施例2中具体为散热槽，散热槽设置于热床1内部，且热床1表面设有若干出风孔，出风孔的出风方向指向牙模2悬垂度较大的面上，热床1一端设有与散热槽连通的接头19，接头19与风机4的出风端连接，设置于散热床1的内部，可减小对散热床1的占用体积，使整体看起来更加的美观。多组散热槽设置于热床1的内部，且单一散热槽与牙模2的一种规格相对应，多组散热槽相互独立，且每一组散热槽与一种大小规格的牙模2相对应，也能实现对不同规格的牙模2进行打印中的冷却。

需要提前说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定” 等术语应做广义理解，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种用于3D打印隐形矫治器的装置，设置于3D打印机上，用于对3D打印机的喷嘴进行清理，其特征在于，包括安装架，所述安装架与喷嘴的侧壁滑动连接，所述安装架上设有清理机构，所述清理机构包括设置于安装架上的推动元件，所述推动元件的输出端上设有一端与之固定连接的固定架，所述固定架的另一端上设有转轴，所述转轴的上端中部设有连接柱，所述连接柱与固定架的一端转动连接，所述转轴上设有使转轴旋转复位的复位元件，所述转轴上设有刮板，当所述转轴的轴线与喷嘴的轴线重合时，所述刮板的外侧边缘与喷嘴的内壁贴合，所述喷嘴上设有安装槽，所述转轴位于安装槽内，且转轴的外侧面将安装槽密封，所述安装架上设有绕线元件，所述绕线元件的输出端上设有一端与之固定连接的拉绳，所述拉绳的另一端缠绕于连接柱上。

2.根据权利要求1所述的一种用于3D打印隐形矫治器的装置，其特征在于，所述推动元件为直线电机，所述直线电机固定于安装架上，且输出端与固定架固定连接，所述绕线元件为马达，所述马达的输出端上设有绕线轮，所述拉绳的一端固定于绕线轮上。

3.根据权利要求1所述的一种用于3D打印隐形矫治器的装置，其特征在于，所述复位元件为发条或者扭簧中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种用于3D打印隐形矫治器的装置，其特征在于，所述安装槽为矩形槽，所述转轴的横截面为矩形。

5.根据权利要求1所述的一种用于3D打印隐形矫治器的装置，其特征在于，所述转轴的上端，靠近安装槽的一侧设有挡板，所述挡板的一端固定于转轴上，所述挡板的另一端与固定架端部的下表面贴合。

6.根据权利要求1所述的一种用于3D打印隐形矫治器的装置，其特征在于，所述安装架位于喷嘴的外侧，且喷嘴的外侧面上对称设有滑台，所述滑台的滑块与安装架的外侧面固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于3D打印隐形矫治器的装置，其特征在于，还包括设置于3D打印机热床上的散热机构，所述散热机构包括风机，以及将风机的风排出至指定位置的散热管或散热槽。

8.根据权利要求7所述的一种用于3D打印隐形矫治器的装置，其特征在于，所述散热管的一端与风机的出风端连接，所述散热管上设有若干斜向上的出风孔。

9.根据权利要求7所述的一种用于3D打印隐形矫治器的装置，其特征在于，所述散热槽设置于热床内部，且热床表面设有若干出风孔，所述出风孔的出风方向指向牙模悬垂度较大的面上，所述热床一端设有与散热槽连通的接头，所述接头与风机的出风端连接。

10.根据权利要求9所述的一种用于3D打印隐形矫治器的装置，其特征在于，多组所述散热槽设置于热床的内部，且单一所述散热槽与牙模的一种规格相对应。

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