CN114393828A - 一种3d打印用喷头结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种3D打印用喷头结构，包括喷流阀体，所述喷流阀体顶部开设有呈螺旋向下布置的进料通道，所述进料通道底端伸入所述喷流阀体内部且与水平转动设置于所述喷流阀体内部底端的旋转内衬连通，所述旋转内衬上方的所述喷流阀体上还设置有激光发射器，所述激光发射器、所述旋转内衬和所述进料通道同轴布置。本发明采用上述结构的3D打印用喷头结构，通过在螺旋布置的进料通道下方设置水平转动的旋转内衬，由进料通道喷出的材料带动旋转内衬转动，便于多种材料在转动的过程中混合，同时配合激光发射器将混合粉料融化呈液态状喷射出去，在冲击压力的作用下各种材料相互融合，从而提高了喷射成型后的物体的致密性。

Description

一种3D打印用喷头结构
技术领域
本发明涉及一种3D打印用喷头技术，尤其涉及一种3D打印用喷头结构。
背景技术
在3D打印技术中，其上的喷头结构作为重要的组成部分，主要是将粉末状超材料(超材料作为一种由人为设计结构布置并具备天然材料所不具备的超常物理性质的复合材料，使得人们对于工件的设计和开发步入了新的阶段，并配合新兴3D打印技术，极大地带动了实体工业的发展，成为未来工业发展的主流趋势。)按照特定的轨迹喷射出去形成特定的形状，并在激光的高温照射下熔化成液状，进而在其冷却后而形成特定的形状，从而逐层地构造打印出所设计的物体结构。但因粉末材料在喷射成型后，各层之间会存在较大的间隙，且在其熔化后并未对其进行挤压进导致现有的3D打印技术所构造出来的物体结构的致密性较差；
并且，现有的3D打印技术对于不同材料的添加，也仅是利用多组喷头将其按照特定的轨迹进行喷射，从而导致添加材料与所喷射的主材料之间形成区域性的聚集而无法形成有效的混合，进而极大地影响了其所构造的物体结构的整体性能。
故亟需一种3D打印用喷头结构，以解决上述现有3D打印技术中所存在的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种3D打印用喷头结构，通过在螺旋布置的进料通道下方设置水平转动的旋转内衬，由进料通道喷出的材料带动旋转内衬转动，便于多种材料在转动的过程中混合，同时配合激光发射器将混合粉料融化呈液态状喷射出去，在冲击压力的作用下各种材料相互融合，从而提高了喷射成型后的物体的致密性。
为实现上述目的，本发明提供了一种3D打印用喷头结构，包括喷流阀体，所述喷流阀体顶部开设有呈螺旋向下布置的进料通道，所述进料通道底端伸入所述喷流阀体内部且与水平转动设置于所述喷流阀体内部底端的旋转内衬连通，所述旋转内衬上方的所述喷流阀体上还设置有激光发射器，所述激光发射器、所述旋转内衬和所述进料通道同轴布置。
优选的，所述喷流阀体内部顶端开设有容置槽，所述激光发射器经连接轴套设置于所述容置槽内，所述连接轴套顶端伸出所述容置槽后伸到所述喷流阀体外部，所述连接轴套伸出所述喷流阀体的一端开设有进气孔，所述进气孔与开设于所述连接轴套上且呈螺旋向下布置的进风通道的一端连通，所述进风通道的另一端与所述旋转内衬连通；
所述进风通道与所述进料通道同轴设置。
优选的，所述连接轴套底端延伸至低于所述进料通道最底端的位置，用于保护穿设于所述连接轴套内部的所述激光发射器不受由所述进料通道喷出材料的冲击。
优选的，所述进气孔上设置有用于调节所述喷流阀体内部气压的调节阀芯；所述进气孔还与空气过滤器连通。
优选的，所述喷流阀体内部底端开设有安装腔，所述安装腔的内壁与所述旋转内衬的外壁相接触，所述旋转内衬外壁与所述安装腔内壁之间留有旋转间隙。
优选的，所述旋转内衬面向所述安装腔的一侧涂覆有用于减小转动摩擦力的润滑涂层。
优选的，所述旋转内衬背离所述安装腔的一侧设有耐磨涂层。
优选的，所述喷流阀体上设置有多个所述进料通道。
优选的，多个所述进料通道的入口呈环形阵列开设于所述喷流阀体的外壁上。
优选的，多个所述进料通道的入口呈阶梯排布开设于所述喷流阀体的外壁上。
本发明具备以下有益效果：
1、通过设置进料管道以及旋转内衬，使携带粉末材料的气流沿呈螺旋的进料通道向下冲击，进而带动旋转内衬随之旋转动作，致使旋转内衬上的粉末材料可以转动到输送不同添加材料的进料管道的下方，并与其中所输送进来的添加材料之间发生冲击而提高其混合的效果，提高了所构造的物体结构的整体性能。
同时，将携带粉末材料的气流冲击转化成其自身的旋转动作，可以有效降低粉末材料对旋转内衬所造成的冲击腐蚀，进而延长了喷头结构的使用寿命。
2、通过设置激光发射器和旋转内衬，使得旋转内衬上混合的粉末材料可以在与激光发射器所发射的激光束之间发生接触，并将其熔化成液态状而喷射出去，从而使其可以在一定的冲击压力下而相互熔合，从而使得按照特定的轨迹喷射构造成型后的物体结构的致密性较高。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的实施例一种3D打印用喷头结构的结构示意图；
图2为图1的A处放大图；
图3为本发明的实施例一种3D打印用喷头结构的正视图。
其中：1、进风通道；2、喷流阀体；3、连接轴套；4、容置槽；5、安装腔；6、旋转内衬；7、激光发射器；8、进料通道；9、调节阀芯。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
图1为本发明的实施例一种3D打印用喷头结构的结构示意图；图2为图1的A处放大图；图3为本发明的实施例一种3D打印用喷头结构的正视图，如图所示，本发明的结构包括喷流阀体2，所述喷流阀体2顶部开设有呈螺旋向下布置的进料通道8，以引导携带粉末材料的气体的呈螺旋向下流动，所述进料通道8底端伸入所述喷流阀体2内部且与水平转动设置于所述喷流阀体2内部底端的旋转内衬6连通，所述旋转内衬6上方的所述喷流阀体2上还设置有激光发射器7，所述激光发射器7、所述旋转内衬6和所述进料通道8同轴布置。
优选的，所述喷流阀体2内部顶端开设有容置槽4，所述激光发射器7经连接轴套3设置于所述容置槽4内，所述连接轴套3顶端伸出所述容置槽4后伸到所述喷流阀体2外部，所述连接轴套3伸出所述喷流阀体2的一端开设有进气孔，所述进气孔与开设于所述连接轴套3上且呈螺旋向下布置的进风通道1的一端连通，所述进风通道1的另一端与所述旋转内衬6连通；所述进风通道1与所述进料通道8同轴设置。
优选的，所述连接轴套3底端延伸至低于所述进料通道8最底端的位置，用于保护穿设于所述连接轴套3内部的所述激光发射器7不受由所述进料通道8喷出材料的冲击。
优选的，所述进气孔上设置有用于调节所述喷流阀体2内部气压的调节阀芯9，进气孔的以通过增加外部气流的方式而改变喷流阀体2内气压，进而调整粉末材料的喷射强度；所述进气孔还与空气过滤器连通，本实施例的进气孔通过进气管与外置空气过滤器连通，用于防止携带杂质的空气进入其中而对其内部的粉末材料造成污染。
优选的，所述喷流阀体2内部底端开设有安装腔5，所述安装腔5的内壁与所述旋转内衬6的外壁相接触，本实施例中的旋转内衬6为上圆柱下圆锥的空心结构，对应的安装腔5为上圆柱下圆锥的腔体结构，所述旋转内衬6外壁与所述安装腔5内壁之间留有旋转间隙。
优选的，所述旋转内衬6面向所述安装腔5的一侧涂覆有用于减小转动摩擦力的润滑涂层。优选的，所述旋转内衬6背离所述安装腔5的一侧设有耐磨涂层，以延长旋转内衬6在粉末材料冲击下的使用寿命。
优选的，所述喷流阀体2上设置有多个所述进料通道8。优选的，多个所述进料通道8的入口呈环形阵列开设于所述喷流阀体2的外壁上。或者多个所述进料通道8的入口呈阶梯排布开设于所述喷流阀体2的外壁上。
工作流程：首先通过喷流阀体2上的进料通道8将粉末材料输送系统和3D打印装置连通(因粉末材料输送系统和3D打印装置的结构原理均为本领域公知常识，故在此不做赘述)，而后调整调节阀芯9调整喷流阀体2内的气体压力并打开激光发射器7，粉末材料输送系统然后将不同的材料(主材料和添加材料)由一一对应的进料通道8的入口送入进料通道8的内部，在进料通道8的引导下螺旋向下移动，随着高速气流喷入喷流阀体2内部的旋转内衬6上，材料在与旋转内衬6内壁摩擦力的作用下带动旋转内衬6转动，进而在旋转内衬6的旋转作用以及粉末材料的螺旋下滑的作用下，而将各种添加材料与主粉末材料之间充分的混合在一起，并在旋转内衬6底部与激光发射器7中的激光束之间发生接触，进而将混合后的粉末材料熔化成液态状，并在沿着特定的轨迹喷射使其所构造的物体结构具有较高的致密性及稳定性。
因此，本发明采用上述结构的3D打印用喷头结构，通过在螺旋布置的进料通道下方设置水平转动的旋转内衬，由进料通道喷出的材料带动旋转内衬转动，便于多种材料在转动的过程中混合，同时配合激光发射器将混合粉料融化呈液态状喷射出去，在冲击压力的作用下各种材料相互融合，从而提高了喷射成型后的物体的致密性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种3D打印用喷头结构，包括喷流阀体，其特征在于：所述喷流阀体顶部开设有呈螺旋向下布置的进料通道，所述进料通道底端伸入所述喷流阀体内部且与水平转动设置于所述喷流阀体内部底端的旋转内衬连通，所述旋转内衬上方的所述喷流阀体上还设置有激光发射器，所述激光发射器、所述旋转内衬和所述进料通道同轴布置。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印用喷头结构，其特征在于：所述喷流阀体内部顶端开设有容置槽，所述激光发射器经连接轴套设置于所述容置槽内，所述连接轴套顶端伸出所述容置槽后伸到所述喷流阀体外部，所述连接轴套伸出所述喷流阀体的一端开设有进气孔，所述进气孔与开设于所述连接轴套上且呈螺旋向下布置的进风通道的一端连通，所述进风通道的另一端与所述旋转内衬连通；
所述进风通道与所述进料通道同轴设置。
3.根据权利要求2所述的一种3D打印用喷头结构，其特征在于：所述连接轴套底端延伸至低于所述进料通道最底端的位置，用于保护穿设于所述连接轴套内部的所述激光发射器不受由所述进料通道喷出材料的冲击。
4.根据权利要求2所述的一种3D打印用喷头结构，其特征在于：所述进气孔上设置有用于调节所述喷流阀体内部气压的调节阀芯；所述进气孔还与空气过滤器连通。
5.根据权利要求1所述的一种3D打印用喷头结构，其特征在于：所述喷流阀体内部底端开设有安装腔，所述安装腔的内壁与所述旋转内衬的外壁相接触，所述旋转内衬外壁与所述安装腔内壁之间留有旋转间隙。
6.根据权利要求5所述的一种3D打印用喷头结构，其特征在于：所述旋转内衬面向所述安装腔的一侧涂覆有用于减小转动摩擦力的润滑涂层。
7.根据权利要求6所述的一种3D打印用喷头结构，其特征在于：所述旋转内衬背离所述安装腔的一侧设有耐磨涂层。
8.根据权利要求1所述的一种3D打印用喷头结构，其特征在于：所述喷流阀体上设置有多个所述进料通道。
9.根据权利要求8所述的一种3D打印用喷头结构，其特征在于：多个所述进料通道的入口呈环形阵列开设于所述喷流阀体的外壁上。
10.根据权利要求8所述的一种3D打印用喷头结构，其特征在于：多个所述进料通道的入口呈阶梯排布开设于所述喷流阀体的外壁上。
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