CN114633475B - 一种变口径3d打印挤出头及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变口径3D打印挤出头及其使用方法，包括温控变径型挤出机构、进料导向组件、进料驱动组件和进料预紧组件。本发明属于3D打印技术领域，具体是指一种变口径3D打印挤出头及其使用方法；本发明基于液态水银热胀冷缩的特性，创造性地提出了温控变径型挤出机构，在不需要停机更换挤出头的情况下，仅仅通过改变加热块的温度即可实现对挤出直径的连续调控，通过同步改变进料速度补偿料丝的受热量的波动，从而保证料丝本体的融化温度和挤出温度基本不变。

Description

一种变口径3D打印挤出头及其使用方法

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，具体是指一种变口径3D打印挤出头及其使用方法。

背景技术

3D打印技术是一种增材成形的技术，目前最常见的应用是将工程塑料融化后沿着一定的轨迹挤出，待塑料干结后形成零件，目前市面上的桌面级3D打印机已经较为完善，从使用体验上来说，最大的问题就是打印时间过长，一个小零件的打印时间往往是以小时为单位，稍大的零件甚至需要几天才能完成。

一般来讲，目前的3D打印机需要在开始打印之前设置走刀速度和填充密度，这部分参数能够影响产品的精度和结构强度，而挤出头的出丝直径一般是不变的，只能通过更换不同的挤出头进行调节。

而对于3D打印的零件自身来讲，在零件的表面使用细丝能够提高表面精度，在零件的内部使用粗丝则能够提高结构强度，同时还能提高打印效率，若在打印过程中能够对挤出头的挤出直径进行切换，则能够极大地提高打印效率。

基于上述考虑，本发明提出了一种能够在打印过程中改变挤出直径的变口径3D打印挤出头及其使用方法。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提出了一种能够在打印过程中改变挤出直径的变口径3D打印挤出头及其使用方法；为了克服3D打印的料丝挤出直径既要粗（提高内部的结构强度和打印效率）又要细（提高表面精度）的技术矛盾，本发明基于液态水银热胀冷缩的特性，创造性地提出了温控变径型挤出机构，在不需要停机更换挤出头的情况下，仅仅通过改变加热块的温度即可实现对挤出直径的连续调控，通过同步改变进料速度补偿料丝的受热量的波动，从而保证料丝本体的融化温度和挤出温度基本不变。

本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种变口径3D打印挤出头，包括温控变径型挤出机构、进料导向组件、进料驱动组件和进料预紧组件，通过进料预紧组件能够保持输送过程中自驱动电机和料丝本体的预紧状态、防止打滑，所述进料预紧组件设于进料驱动组件中，通过进料驱动组件能够调控料丝本体的进给速度，所述进料导向组件设于进料驱动组件中，进料导向组件具有导向作用，能够使料丝本体的进给更加顺畅，所述温控变径型挤出机构设于进料导向组件上，通过温控变径型挤出机构能够根据不同的打印区域识别打印工况，从而对加热效率和送料速度进行相应调整，在加热效率发生变化时，出料口的大小还能够自适应地跟随调节。

进一步地，所述温控变径型挤出机构包括挤出头变径组件、温度感应组件和自补偿滑动松紧组件，所述挤出头变径组件固接于进料导向组件的底部，所述温度感应组件设于挤出头变径组件上，所述自补偿滑动松紧组件设于挤出头变径组件和温度感应组件之间。

作为优选地，所述挤出头变径组件包括锥形卷装挤出头、密封圈和内端头连接块，通过挤出头变径组件的旋转，能够改变锥形卷装挤出头的直径，所述锥形卷装挤出头上设有挤出头外端头和挤出头内端头，通过挤出头内端头和挤出头外端头的相对滑移，能够改变锥形卷装挤出头的大小，所述锥形卷装挤出头卷绕成中空的圆锥之后底部设有出料口，当锥形卷装挤出头的直径变化时，出料口的大小也相应变化，所述内端头连接块的底部固接于挤出头内端头上，所述内端头连接块的侧面固接于密封圈的内壁上，通过密封圈能够在锥形卷装挤出头的大小发生变化时，通过密封圈自身的伸缩保持锥形卷装挤出头和热熔腔室之间的密封性，所述挤出头外端头滑动设于挤出头内端头和密封圈之间。

作为本发明的进一步优选，所述温度感应组件包括弧形液体储存箱和弧形活塞，所述弧形液体储存箱固接于进料导向组件上，所述弧形液体储存箱的内部充满液态水银，所述弧形活塞卡合滑动设于弧形液体储存箱中，当液态水银的温度变化时体积也会随之变化，从而带着弧形活塞在弧形液体储存箱中滑动。

作为本发明的进一步优选，所述自补偿滑动松紧组件包括补偿滑块一、补偿滑块二和连接固定块，所述补偿滑块一固接于弧形活塞的端部，所述补偿滑块一上设有燕尾楔，所述补偿滑块二上设有燕尾槽，所述补偿滑块二通过燕尾槽卡合滑动设于补偿滑块一上，通过补偿滑块一和补偿滑块二的相对滑动，能够在锥形卷装挤出头的大小发生变化时，补偿连接固定块到锥形卷装挤出头的中心的距离偏差，所述补偿滑块二固接于连接固定块的顶面，所述连接固定块固接于挤出头外端头的外侧。

进一步地，所述进料导向组件包括加热组件和导料组件，所述加热组件设于进料驱动组件上，所述导料组件设于加热组件中。

作为优选地，所述加热组件包括热熔腔室和环形电加热块，所述热熔腔室固接于进料驱动组件上，所述热熔腔室的顶部设有热熔腔接头，所述热熔腔室的侧面设有热熔腔夹层，所述环形电加热块卡合设于热熔腔夹层中，通过环形电加热块对热熔腔室的内部进行加热、使料丝本体融化。

作为本发明的进一步优选，所述导料组件包括导料套管和料丝本体，所述导料套管卡合设于热熔腔接头中，所述导料套管上设有套管扩口部，套管扩口部具有导向作用，能够让料丝本体的安装更加容易，所述料丝本体滑动设于导料套管中。

进一步地，所述进料驱动组件包括进料箱本体、进料箱顶盖和自驱动组件，所述进料箱本体的侧面对称设有箱体侧孔，所述热熔腔室固接于进料箱本体的底部，所述进料箱顶盖设于进料箱本体的顶部，所述进料箱顶盖上设有顶盖滑套，所述料丝本体滑动设于顶盖滑套中，所述自驱动组件设于进料箱本体中。

作为优选地，所述自驱动组件包括驱动叉架和自驱动电机，所述驱动叉架固接于进料箱本体的内壁上，所述自驱动电机上设有驱动主轴，所述驱动主轴卡合设于驱动叉架中，所述自驱动电机的外壳和驱动主轴能够相对旋转，所述自驱动电机的外壳上设有电机凹槽边缘部，所述自驱动电机通过电机凹槽边缘部和料丝本体滚动接触，料丝本体启动时，驱动主轴和自驱动电机的壳体发生相对旋转，由于驱动主轴是固接在驱动叉架中的，因此料丝本体能够通过自身的旋转控制料丝本体的进给。

进一步地，所述进料预紧组件包括伸缩支架、预紧弹簧和预紧轮，所述伸缩支架上对称设有支架滑轴，所述伸缩支架通过支架滑轴卡合滑动设于箱体侧孔中，所述伸缩支架上对称设有支架叉架部，所述伸缩支架在支架叉架部上设有支架铰接孔，所述预紧轮转动设于支架铰接孔中，所述预紧轮和料丝本体滚动接触，所述伸缩支架在支架滑轴的末端设有滑轴尾部平台，所述预紧弹簧的一端设于伸缩支架上，所述预紧弹簧的另一端设于进料箱本体的内壁上，当需要更换料丝本体的时候，只需要拉动滑轴尾部平台，使预紧轮和自驱动电机失去对料丝本体的预紧力，即可更滑料丝。

本发明还提出了一种变口径3D打印挤出头的使用方法，主要包括如下步骤：

步骤一：首先用户需要一只手将滑轴尾部平台朝向远离进料箱本体的方向拉动，使伸缩支架在压缩预紧弹簧的同时远离自驱动电机；

步骤二：然后将料丝本体捋直，通过顶盖滑套穿入进料箱本体中，料丝本体在套管扩口部的导向下进入导料套管和热熔腔室中，并且进入热熔腔室中的部分能够在环形电加热块的加热下融化；

步骤三：随后松开滑轴尾部平台，伸缩支架在预紧弹簧的弹力作用下回弹，与自驱动电机一起夹持住料丝本体，此时料丝本体位于电机凹槽边缘部中，并且与自驱动电机滚动接触，料丝本体能够在自驱动电机旋转时进行送料；

步骤四：在工作中状态时，自驱动电机通过自身的转动控制料丝本体持续进入热熔腔室中，同时将下方已经融化的料丝本体通过出料口挤出，配合本装置的有规律位移，实现增材成型；

步骤五：在打印零件的内部时，往往需要材料的挤出直径大一些，从而提高打印速度和工件强度，此时可以同时提高自驱动电机的送丝速度和环形电加热块的温度，使料丝本体能够更快地被融化、挤出，但是由于料丝本体在热熔腔室中停留的时间缩短，因此料丝本体吸收的热量变化不大，料丝本体的挤出温度也变化不大；

步骤六：与此同时，由于环形电加热块的温度升高，液态水银升温膨胀，弧形活塞从弧形液体储存箱中伸出的同时通过连接固定块带着挤出头外端头滑动，在挤出头外端头滑动的同时能够放松锥形卷装挤出头、增大锥形卷装挤出头的半径、在保持出丝压力不变的同时增加料丝的挤出直径，有利于提高结构强度；

步骤七：在打印零件的表面时，往往需要材料的挤出直径小一些，从而提高打印精度和表面光洁度，此时可以同时降低自驱动电机的送丝速度和环形电加热块的温度，使料丝本体能够更慢地被融化、挤出，但是由于料丝本体在热熔腔室中停留的时间延长，因此料丝本体吸收的热量变化不大，料丝本体的挤出温度也变化不大；

步骤八：与此同时，由于环形电加热块的温度降低，液态水银降温回缩，弧形活塞从弧形液体储存箱中回缩的同时通过连接固定块带着挤出头外端头滑动，在挤出头外端头滑动的同时能够拉紧锥形卷装挤出头、减小锥形卷装挤出头的半径、在保持出丝压力不变的同时增加料丝的挤出直径，有利于提高表面精度。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

（1）通过进料预紧组件能够保持输送过程中自驱动电机和料丝本体的预紧状态、防止打滑；

（2）进料导向组件具有导向作用，能够使料丝本体的进给更加顺畅；

（3）通过温控变径型挤出机构能够根据不同的打印区域识别打印工况，从而对加热效率和送料速度进行相应调整，在加热效率发生变化时，出料口的大小还能够自适应地跟随调节；

（4）通过挤出头变径组件的旋转，能够使挤出头内端头和挤出头外端头发生相对滑移，能够改变锥形卷装挤出头的大小；

（5）通过密封圈能够在锥形卷装挤出头的大小发生变化时，通过密封圈自身的伸缩保持锥形卷装挤出头和热熔腔室之间的密封性；

（6）当液态水银的温度变化时体积也会随之变化，从而带着弧形活塞在弧形液体储存箱中滑动；

（7）通过补偿滑块一和补偿滑块二的相对滑动，能够在锥形卷装挤出头的大小发生变化时，补偿连接固定块到锥形卷装挤出头的中心的距离偏差；

（8）料丝本体启动时，驱动主轴和自驱动电机的壳体发生相对旋转，由于驱动主轴是固接在驱动叉架中的，因此料丝本体能够通过自身的旋转控制料丝本体的进给；

（9）当需要更换料丝本体的时候，只需要拉动滑轴尾部平台，使预紧轮和自驱动电机失去对料丝本体的预紧力，即可更滑料丝。

附图说明

图1为本发明提出的一种变口径3D打印挤出头的立体图；

图2为本发明提出的一种变口径3D打印挤出头的主视图；

图3为图2中沿着剖切线A-A的剖视图；

图4为图3中沿着剖切线B-B的剖视图；

图5为图4中沿着剖切线C-C的剖视图；

图6为本发明提出的一种变口径3D打印挤出头的温控变径型挤出机构的结构示意图；

图7为本发明提出的一种变口径3D打印挤出头的进料导向组件的结构示意图；

图8为本发明提出的一种变口径3D打印挤出头的进料驱动组件的结构示意图；

图9为本发明提出的一种变口径3D打印挤出头的进料预紧组件的结构示意图；

图10为图3中Ⅰ处的局部放大图；

图11为图5中Ⅱ处的局部放大图。

其中，1、温控变径型挤出机构，2、进料导向组件，3、进料驱动组件，4、进料预紧组件，5、挤出头变径组件，6、温度感应组件，7、自补偿滑动松紧组件，8、锥形卷装挤出头，9、弧形液体储存箱，10、弧形活塞，11、补偿滑块一，12、补偿滑块二，13、连接固定块，14、挤出头内端头，15、挤出头外端头，16、出料口，17、液态水银，18、燕尾楔，19、燕尾槽，20、加热组件，21、导料组件，22、热熔腔室，23、环形电加热块，24、导料套管，25、料丝本体，26、热熔腔接头，27、热熔腔夹层，28、套管扩口部，29、进料箱本体，30、进料箱顶盖，31、自驱动组件，32、箱体侧孔，33、顶盖滑套，34、驱动叉架，35、自驱动电机，36、驱动主轴，37、电机凹槽边缘部，38、伸缩支架，39、预紧弹簧，40、预紧轮，41、支架叉架部，42、支架铰接孔，43、支架滑轴，44、滑轴尾部平台，45、密封圈，46、内端头连接块。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置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。

如图4所示，本发明提出了一种变口径3D打印挤出头，包括温控变径型挤出机构1、进料导向组件2、进料驱动组件3和进料预紧组件4，通过进料预紧组件4能够保持输送过程中自驱动电机35和料丝本体25的预紧状态、防止打滑，进料预紧组件4设于进料驱动组件3中，通过进料驱动组件3能够调控料丝本体25的进给速度，进料导向组件2设于进料驱动组件3中，进料导向组件2具有导向作用，能够使料丝本体25的进给更加顺畅，温控变径型挤出机构1设于进料导向组件2上，通过温控变径型挤出机构1能够根据不同的打印区域识别打印工况，从而对加热效率和送料速度进行相应调整，在加热效率发生变化时，出料口16的大小还能够自适应地跟随调节。

如图1、图3、图4、图5、图8所示，进料驱动组件3包括进料箱本体29、进料箱顶盖30和自驱动组件31，进料箱本体29的侧面对称设有箱体侧孔32，热熔腔室22固接于进料箱本体29的底部，进料箱顶盖30设于进料箱本体29的顶部，进料箱顶盖30上设有顶盖滑套33，料丝本体25滑动设于顶盖滑套33中，自驱动组件31设于进料箱本体29中；自驱动组件31包括驱动叉架34和自驱动电机35，驱动叉架34固接于进料箱本体29的内壁上，自驱动电机35上设有驱动主轴36，驱动主轴36卡合设于驱动叉架34中，自驱动电机35的外壳和驱动主轴36能够相对旋转，自驱动电机35的外壳上设有电机凹槽边缘部37，自驱动电机35通过电机凹槽边缘部37和料丝本体25滚动接触，料丝本体25启动时，驱动主轴36和自驱动电机35的壳体发生相对旋转，由于驱动主轴36是固接在驱动叉架34中的，因此料丝本体25能够通过自身的旋转控制料丝本体25的进给。

如图3、图4、图7所示，进料导向组件2包括加热组件20和导料组件21，加热组件20设于进料驱动组件3上，导料组件21设于加热组件20中；加热组件20包括热熔腔室22和环形电加热块23，热熔腔室22固接于进料驱动组件3上，热熔腔室22的顶部设有热熔腔接头26，热熔腔室22的侧面设有热熔腔夹层27，环形电加热块23卡合设于热熔腔夹层27中，通过环形电加热块23对热熔腔室22的内部进行加热、使料丝本体25融化；导料组件21包括导料套管24和料丝本体25，导料套管24卡合设于热熔腔接头26中，导料套管24上设有套管扩口部28，套管扩口部28具有导向作用，能够让料丝本体25的安装更加容易，料丝本体25滑动设于导料套管24中。

如图4、图9所示，进料预紧组件4包括伸缩支架38、预紧弹簧39和预紧轮40，伸缩支架38上对称设有支架滑轴43，伸缩支架38通过支架滑轴43卡合滑动设于箱体侧孔32中，伸缩支架38上对称设有支架叉架部41，伸缩支架38在支架叉架部41上设有支架铰接孔42，预紧轮40转动设于支架铰接孔42中，预紧轮40和料丝本体25滚动接触，伸缩支架38在支架滑轴43的末端设有滑轴尾部平台44，预紧弹簧39的一端设于伸缩支架38上，预紧弹簧39的另一端设于进料箱本体29的内壁上，当需要更换料丝本体25的时候，只需要拉动滑轴尾部平台44，使预紧轮40和自驱动电机35失去对料丝本体25的预紧力，即可更滑料丝。

如图2、图3、图4、图6、图10、图11所示，温控变径型挤出机构1包括挤出头变径组件5、温度感应组件6和自补偿滑动松紧组件7，挤出头变径组件5固接于进料导向组件2的底部，温度感应组件6设于挤出头变径组件5上，自补偿滑动松紧组件7设于挤出头变径组件5和温度感应组件6之间；挤出头变径组件5包括锥形卷装挤出头8、密封圈45和内端头连接块46，通过挤出头变径组件5的旋转，能够改变锥形卷装挤出头8的直径，锥形卷装挤出头8上设有挤出头外端头15和挤出头内端头14，通过挤出头内端头14和挤出头外端头15的相对滑移，能够改变锥形卷装挤出头8的大小，锥形卷装挤出头8卷绕成中空的圆锥之后底部设有出料口16，当锥形卷装挤出头8的直径变化时，出料口16的大小也相应变化，内端头连接块46的底部固接于挤出头内端头14上，内端头连接块46的侧面固接于密封圈45的内壁上，通过密封圈45能够在锥形卷装挤出头8的大小发生变化时，通过密封圈45自身的伸缩保持锥形卷装挤出头8和热熔腔室22之间的密封性，挤出头外端头15滑动设于挤出头内端头14和密封圈45之间；温度感应组件6包括弧形液体储存箱9和弧形活塞10，弧形液体储存箱9固接于进料导向组件2上，弧形液体储存箱9的内部充满液态水银17，弧形活塞10卡合滑动设于弧形液体储存箱9中，当液态水银17的温度变化时体积也会随之变化，从而带着弧形活塞10在弧形液体储存箱9中滑动；自补偿滑动松紧组件7包括补偿滑块一11、补偿滑块二12和连接固定块13，补偿滑块一11固接于弧形活塞10的端部，补偿滑块一11上设有燕尾楔18，补偿滑块二12上设有燕尾槽19，补偿滑块二12通过燕尾槽19卡合滑动设于补偿滑块一11上，通过补偿滑块一11和补偿滑块二12的相对滑动，能够在锥形卷装挤出头8的大小发生变化时，补偿连接固定块13到锥形卷装挤出头8的中心的距离偏差，补偿滑块二12固接于连接固定块13的顶面，连接固定块13固接于挤出头外端头15的外侧。

具体使用时，首先用户需要一只手将滑轴尾部平台44朝向远离进料箱本体29的方向拉动，使伸缩支架38在压缩预紧弹簧39的同时远离自驱动电机35；

然后将料丝本体25捋直，通过顶盖滑套33穿入进料箱本体29中，料丝本体25在套管扩口部28的导向下进入导料套管24和热熔腔室22中，并且进入热熔腔室22中的部分能够在环形电加热块23的加热下融化；

随后松开滑轴尾部平台44，伸缩支架38在预紧弹簧39的弹力作用下回弹，与自驱动电机35一起夹持住料丝本体25，此时料丝本体25位于电机凹槽边缘部37中，并且与自驱动电机35滚动接触，料丝本体25能够在自驱动电机35旋转时进行送料；

在工作中状态时，自驱动电机35通过自身的转动控制料丝本体25持续进入热熔腔室22中，同时将下方已经融化的料丝本体25通过出料口16挤出，配合本装置的有规律位移，实现增材成型；

在打印零件的内部时，往往需要材料的挤出直径大一些，从而提高打印速度和工件强度，此时可以同时提高自驱动电机35的送丝速度和环形电加热块23的温度，使料丝本体25能够更快地被融化、挤出，但是由于料丝本体25在热熔腔室22中停留的时间缩短，因此料丝本体25吸收的热量变化不大，料丝本体25的挤出温度也变化不大；

与此同时，由于环形电加热块23的温度升高，液态水银17升温膨胀，弧形活塞10从弧形液体储存箱9中伸出的同时通过连接固定块13带着挤出头外端头15滑动，在挤出头外端头15滑动的同时能够放松锥形卷装挤出头8、增大锥形卷装挤出头8的半径、在保持出丝压力不变的同时增加料丝的挤出直径，有利于提高结构强度；

在打印零件的表面时，往往需要材料的挤出直径小一些，从而提高打印精度和表面光洁度，此时可以同时降低自驱动电机35的送丝速度和环形电加热块23的温度，使料丝本体25能够更慢地被融化、挤出，但是由于料丝本体25在热熔腔室22中停留的时间延长，因此料丝本体25吸收的热量变化不大，料丝本体25的挤出温度也变化不大；

与此同时，由于环形电加热块23的温度降低，液态水银17降温回缩，弧形活塞10从弧形液体储存箱9中回缩的同时通过连接固定块13带着挤出头外端头15滑动，在挤出头外端头15滑动的同时能够拉紧锥形卷装挤出头8、减小锥形卷装挤出头8的半径、在保持出丝压力不变的同时增加料丝的挤出直径，有利于提高表面精度。

以上便是本发明整体的工作流程，下次使用时重复此步骤即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种变口径3D打印挤出头，包括进料驱动组件（3）和进料预紧组件（4），所述进料预紧组件（4）设于进料驱动组件（3）中，其特征在于：还包括温控变径型挤出机构（1）和进料导向组件（2），所述进料导向组件（2）设于进料驱动组件（3）中，所述温控变径型挤出机构（1）设于进料导向组件（2）上；所述温控变径型挤出机构（1）包括挤出头变径组件（5）、温度感应组件（6）和自补偿滑动松紧组件（7），所述挤出头变径组件（5）固接于进料导向组件（2）的底部，所述温度感应组件（6）设于挤出头变径组件（5）上，所述自补偿滑动松紧组件（7）设于挤出头变径组件（5）和温度感应组件（6）之间；

所述挤出头变径组件（5）包括锥形卷装挤出头（8）、密封圈（45）和内端头连接块（46），所述锥形卷装挤出头（8）上设有挤出头外端头（15）和挤出头内端头（14），所述锥形卷装挤出头（8）卷绕成中空的圆锥之后底部设有出料口（16），所述内端头连接块（46）的底部固接于挤出头内端头（14）上，所述内端头连接块（46）的侧面固接于密封圈（45）的内壁上，所述挤出头外端头（15）滑动设于挤出头内端头（14）和密封圈（45）之间；

所述温度感应组件（6）包括弧形液体储存箱（9）和弧形活塞（10），所述弧形液体储存箱（9）固接于进料导向组件（2）上，所述弧形液体储存箱（9）的内部充满液态水银（17），所述弧形活塞（10）卡合滑动设于弧形液体储存箱（9）中；

所述自补偿滑动松紧组件（7）包括补偿滑块一（11）、补偿滑块二（12）和连接固定块（13），所述补偿滑块一（11）固接于弧形活塞（10）的端部，所述补偿滑块一（11）上设有燕尾楔（18），所述补偿滑块二（12）上设有燕尾槽（19），所述补偿滑块二（12）通过燕尾槽（19）卡合滑动设于补偿滑块一（11）上，所述补偿滑块二（12）固接于连接固定块（13）的顶面，所述连接固定块（13）固接于挤出头外端头（15）的外侧。

2.根据权利要求1所述的一种变口径3D打印挤出头，其特征在于：所述进料导向组件（2）包括加热组件（20）和导料组件（21），所述加热组件（20）设于进料驱动组件（3）上，所述导料组件（21）设于加热组件（20）中。

3.根据权利要求2所述的一种变口径3D打印挤出头，其特征在于：所述加热组件（20）包括热熔腔室（22）和环形电加热块（23），所述热熔腔室（22）固接于进料驱动组件（3）上，所述热熔腔室（22）的顶部设有热熔腔接头（26），所述热熔腔室（22）的侧面设有热熔腔夹层（27），所述环形电加热块（23）卡合设于热熔腔夹层（27）中。

4.根据权利要求3所述的一种变口径3D打印挤出头，其特征在于：所述导料组件（21）包括导料套管（24）和料丝本体（25），所述导料套管（24）卡合设于热熔腔接头（26）中，所述导料套管（24）上设有套管扩口部（28），所述料丝本体（25）滑动设于导料套管（24）中；所述进料驱动组件（3）包括进料箱本体（29）、进料箱顶盖（30）和自驱动组件（31），所述进料箱本体（29）的侧面对称设有箱体侧孔（32），所述热熔腔室（22）固接于进料箱本体（29）的底部，所述进料箱顶盖（30）设于进料箱本体（29）的顶部，所述进料箱顶盖（30）上设有顶盖滑套（33），所述料丝本体（25）滑动设于顶盖滑套（33）中，所述自驱动组件（31）设于进料箱本体（29）中。

5.根据权利要求4所述的一种变口径3D打印挤出头，其特征在于：所述自驱动组件（31）包括驱动叉架（34）和自驱动电机（35），所述驱动叉架（34）固接于进料箱本体（29）的内壁上，所述自驱动电机（35）上设有驱动主轴（36），所述驱动主轴（36）卡合设于驱动叉架（34）中，所述自驱动电机（35）的外壳和驱动主轴（36）能够相对旋转，所述自驱动电机（35）的外壳上设有电机凹槽边缘部（37），所述自驱动电机（35）通过电机凹槽边缘部（37）和料丝本体（25）滚动接触。

6.根据权利要求5所述的一种变口径3D打印挤出头，其特征在于：所述进料预紧组件（4）包括伸缩支架（38）、预紧弹簧（39）和预紧轮（40），所述伸缩支架（38）上对称设有支架滑轴（43），所述伸缩支架（38）通过支架滑轴（43）卡合滑动设于箱体侧孔（32）中，所述伸缩支架（38）上对称设有支架叉架部（41），所述伸缩支架（38）在支架叉架部（41）上设有支架铰接孔（42），所述预紧轮（40）转动设于支架铰接孔（42）中，所述预紧轮（40）和料丝本体（25）滚动接触，所述伸缩支架（38）在支架滑轴（43）的末端设有滑轴尾部平台（44），所述预紧弹簧（39）的一端设于伸缩支架（38）上，所述预紧弹簧（39）的另一端设于进料箱本体（29）的内壁上。

7.一种根据权利要求6所述的变口径3D打印挤出头的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：首先将滑轴尾部平台（44）朝向远离进料箱本体（29）的方向拉动，使伸缩支架（38）在压缩预紧弹簧（39）的同时远离自驱动电机（35），然后将料丝本体（25）穿入导料套管（24）和热熔腔室（22）中，并且进入热熔腔室（22）中的部分能够在环形电加热块（23）的加热下融化；

步骤二：随后松开滑轴尾部平台（44），此时料丝本体（25）位于电机凹槽边缘部（37）中，并且与自驱动电机（35）滚动接触，料丝本体（25）能够在自驱动电机（35）旋转时进行送料；

步骤三：在工作中状态时，自驱动电机（35）通过自身的转动控制料丝本体（25）持续进入热熔腔室（22）中，同时将下方已经融化的料丝本体（25）通过出料口（16）挤出，配合本装置的有规律位移，实现增材成型；

步骤四：在打印零件的内部时，提高自驱动电机（35）的送丝速度和环形电加热块（23）的温度，使料丝本体（25）能够更快地被融化、挤出，此时由于环形电加热块（23）的温度升高，液态水银（17）升温膨胀，弧形活塞（10）从弧形液体储存箱（9）中伸出的同时通过连接固定块（13）带着挤出头外端头（15）滑动，在挤出头外端头（15）滑动的同时能够放松锥形卷装挤出头（8）、增大锥形卷装挤出头（8）的半径、在保持出丝压力不变的同时增加料丝的挤出直径，有利于提高结构强度；

步骤五：在打印零件的表面时，降低自驱动电机（35）的送丝速度和环形电加热块（23）的温度，使料丝本体（25）能够更慢地被融化、挤出，此时由于环形电加热块（23）的温度降低，液态水银（17）降温回缩，弧形活塞（10）从弧形液体储存箱（9）中回缩的同时通过连接固定块（13）带着挤出头外端头（15）滑动，在挤出头外端头（15）滑动的同时能够拉紧锥形卷装挤出头（8）、减小锥形卷装挤出头（8）的半径、在保持出丝压力不变的同时增加料丝的挤出直径，有利于提高表面精度。

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