CN114905742A - 一种打印头系统及3d打印设备 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种打印头系统，包括防护组件、供墨腔体和喷头组件，所述防护组件包括气体处理部、第一气路、排气路、正压回路和负压回路，所述气体处理部、所述第一气路、所述供墨腔体和所述排气路依次相连通，所述供墨腔体与所述喷头组件相连通，所述正压回路的第一端和所述负压回路的第一端均与所述喷头组件相连通，所述正压回路的第二端和所述负压回路的第二端均与所述气体处理部相连通。本发明实施例还公开一种3D打印设备。本方案能够解决目前3D打印设备中的喷头容易产生堵塞现象的问题。

Description

一种打印头系统及3D打印设备
技术领域
本发明涉及3D打印设备技术领域，特别是涉及一种打印头系统及3D打印设备。
背景技术
随着工业的不断发展，3D打印砂型技术逐渐成型，3D打印是一种通过逐层添加材料获得三维制件的增材制造技术。目前，在工业喷墨打印机领域，当打印机处于待机状态时，由于喷头长时间不工作，导致喷头内墨水的某些成分与空气反应产生结晶，或易挥发而析出结晶，或长时间静止而产生沉淀物，如上问题均会导致喷头堵塞。
而打印机喷头为整个设备的核心部件，上述方式将会影响打印头的打印均匀性，从而影响打印质量，而且在维护过程中，由于打印头结构复杂，导致维护成本较高。
发明内容
基于此，有必要针对目前3D打印设备中的喷头容易产生堵塞现象的问题，提供一种打印头系统及3D打印设备。
为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：
第一方面，本发明实施例公开一种打印头系统，包括防护组件、供墨腔体和喷头组件，所述防护组件包括气体处理部、第一气路、排气路、正压回路和负压回路，所述气体处理部、所述第一气路、所述供墨腔体和所述排气路依次相连通，所述供墨腔体与所述喷头组件相连通，所述正压回路的第一端和所述负压回路的第一端均与所述喷头组件相连通，所述正压回路的第二端和所述负压回路的第二端均与所述气体处理部相连通。
在其中一种实施例中，所述防护组件还包括喷头维护装置，所述喷头维护装置用于维护所述喷头组件。
在其中一种实施例中，所述防护组件还包括第二气路，当所述喷头组件处于预设位置时，所述喷头维护装置密封罩设于所述喷头组件的喷头上，所述喷头维护装置通过所述第二气路与所述气体处理部相连通。
在其中一种实施例中，所述喷头维护装置包括维护槽，所述维护槽中设置有维护液，当所述喷头组件处于预设位置时，所述喷头组件的喷头与所述维护槽中的维护液接触。
在其中一种实施例中，所述喷头维护装置还包括加热件，所述加热件设置于所述维护槽上，所述加热件用于加热所述维护液。
在其中一种实施例中，所述加热件包裹于所述维护槽的外侧壁。
在其中一种实施例中，所述喷头维护装置还包括维护液储存箱和维护液回收箱，所述维护液储存箱和所述维护液回收箱分别与所述维护槽相连通。
在其中一种实施例中，所述喷头维护装置还包括喷头维护件，所述喷头维护件可转动地设置于所述维护槽中，当处于第一状态时，所述喷头维护件处于所述维护液中；当处于第二状态时，所述喷头维护件翻转至背离所述维护液的一侧，且所述喷头与所述喷头维护件接触。
在其中一种实施例中，所述排气路上设置有单向节流阀。
第二方面，本发明实施例还公开一种3D打印设备，包括上文所述的打印头系统。
本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：
本发明实施例公开的打印头系统中，通过防护组件能够向供墨腔体中随时通入处理过的气体或惰性气体，以及排出供墨腔体的原始气体，从而防止供墨腔体中的墨水产生变质现象，以防止墨水结晶堵塞，使得供墨腔体能够更好地向喷头组件供墨，同时，通过防护组件使得喷头组件中流通的气体为处理过的气体或惰性气体，进而能够防止墨水产生变质堵塞喷头，以起到维护喷头的作用，提高喷头的使用寿命的同时，也能够提高打印质量。
附图说明
图1为本发明实施例公开的打印头系统的示意图；
图2为本发明实施例公开的打印头系统的部分示意图；
附图标记说明：
100-防护组件、110-气体处理部、120-第一气路、130-排气路、131-节流阀、140-正压回路、150-负压回路、160-喷墨维护装置、161-维护槽、162-加热件、163-维护液储存腔、164-维护液回收箱、165-喷头维护件、166-驱动件、170-第二气路、200-供墨腔体、300-喷头组件、310-喷头、410-减压阀、420-电磁阀、430-气体切换阀、440-过滤器、450-液泵。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1-图2所示，本发明实施例公开一种打印头系统，所公开的打印头系统包括防护组件100、供墨腔体200和喷头组件300。
供墨腔体200能够为喷头组件300实时提供墨水，以保证喷头组件300实现正常的喷墨。防护组件100包括气体处理部110、第一气路120、排气路130、正压回路140和负压回路150，气体处理部110、第一气路120、供墨腔体200和排气路130依次相连通，供墨腔体200与喷头组件300相连通，以使供墨腔体200可以向喷头组件300供墨，气体处理部110用于处理气体，以除去气体中能够与墨水反应的气体，具体地，在向供墨腔体200中的输送气体时，气体依次通过气体处理部110、第一气路120，然后进入至供墨腔体200中。
当然，气体也可以为惰性气体，此种情况下，气体处理部110可以不开启，从而将惰性气体输送至供墨腔体200中。同时，为保证气体的输送稳定性，第一气路120上可以间隔设置有减压阀410和电磁阀420，减压阀410用于对气体减压，以防止气体压力过大影响墨水的输送效果，电磁阀420通过开关实现气体的输送或关闭。
在具体的工作过程中，当往供墨腔体200中添加墨水时，由于供墨腔体200中的气体不断被压缩，为保持供墨腔体200中的内气压平衡，此时关闭第一气路120，排气路130打开，以使供墨腔体200中的气体通过排气路130排出，以保证供墨腔体200的内气压平衡；当通过供墨腔体200向喷头组件300中加墨水时，由于供墨腔体200内墨水减少，为保持供墨腔体200内气压平衡，此时，关闭排气路130，打开第一气路120，通过第一气路120不断往供墨腔体200内补充气体，以保持供墨腔体200内压力平衡。
当然，在上述工作过程中，排气路130上也可以设置有电磁阀420，从而可以通过电磁阀420控制气体的输送，以保证气体的流动效果。
相应地，正压回路140的第一端和负压回路150的第一端均与喷头组件300相连通，正压回路140的第二端和负压回路150的第二端均与气体处理部110相连通。此种情况下，通过控制正压回路140和负压回路150的关闭或打开，以使喷头组件300实现正常的喷墨工作，以及实现喷头组件300的正常维护作用。当然，正压回路140和负压回路150上均可以设置有减压阀410，从而能够调节气体的压力，以保证正常供墨与喷头420维护。
可选地，正压回路140的第一端和负压回路150的第一端可以通过气体切换阀430与喷头组件300相连通，此种情况下，通过气体切换阀430自动切换正压或负压，以提高工作效率，而且此种方式还能够使得整个系统的结构紧凑性更好。
由上述内容可知，本发明实施例公开的打印头系统中，通过防护组件100能够向供墨腔体200中随时通入处理过的气体或惰性气体，以及排出供墨腔体200的原始气体，从而防止供墨腔体200中的墨水产生变质现象，以防止墨水结晶堵塞，使得供墨腔体200能够更好地向喷头组件300供墨，同时，通过防护组件100使得喷头组件300中流通的气体为处理过的气体或惰性气体，进而能够防止墨水产生变质堵塞喷头310，以起到维护喷头310的作用，提高喷头310的使用寿命的同时，也能够提高打印质量。
本发明公开的实施例中，防护组件100还可以包括喷头维护装置160，喷头维护装置160用于维护喷头组件300，从而能够更好地防止喷头310出现堵塞现象而影响打印质量。具体地，当打印结束后，喷头组件300可开设到预设位置，然后使得维护喷头组件300与喷头组件300接触，以维护喷头组件300，从而防止墨水产生结晶现象。
在一种可选的实施例中，防护组件100还可以包括第二气路170，当喷头组件300处于预设位置时，喷头维护装置160可以密封罩设于喷头组件300的喷头310上，喷头维护装置160可以通过第二气路170与气体处理部110相连通。此种情况下，通过第二气路170向喷头维护装置160中灌输处理过的气体或惰性气体，从而使得喷头310被喷头维护装置160中的处理过的气体或惰性气体围绕，进而防止墨水与其他气体反应产生结晶堵塞喷头310，以更好地在非工作状态下实现对喷头310的维护。
当然，在具体的操作过程中，喷头维护装置160可以为框状结构件，喷头维护装置160可以通过卡接、螺纹连接或磁吸方式可拆卸地罩设于喷头310上，然后充气以更好地维护喷头310。同时，第二气路170上还可以设置有减压阀410，从而能够对气体减压，以控制通入喷头维护装置160中的气体压力，防止压力过大造成墨水向上回流。
在另一种可选的实施例中，喷头维护装置160可以包括维护槽161，维护槽161中可以设置有维护液，当喷头组件300处于预设位置时，喷头组件300的喷头310可以与维护槽161中的维护液接触。此种情况下，喷头维护装置160可以处于固定位置，当打印工作结束时，可以将喷头组件300开动至朝向喷头维护装置160的位置，然后使得喷头310与维护槽161中的维护液接触，从而通过维护液清理喷头310上的结晶物，以起到清理喷头310的作用。当然，为保证喷头310的清洁度更好，上述两个实施例可以配合使用，即在打印设备上可以具有两个位置，两个位置上分别设置上述两种喷头维护装置160，从而可以根据不同的情况将喷头组件300移动至不同的喷头维护装置160上对喷头310进行维护。当然，打印过程中即可以采用维护槽161对喷头420进行维护，待机状态下还可以使用气体维护装置对喷头420进行维护，(一方面防止气体反应结晶，另一方面还有防尘作用)。
进一步地，在进行喷头组件300的喷头310与维护槽161中的维护液接触时，可以控制喷头组件300移动，以使喷头310与维护液接触，从而起到清理喷头310的作用；也可以在维护槽161底部增加驱动机构，通过驱动机构驱动维护槽161上下移动，以便于喷头310与维护液接触。当然，还可以有多种方式，本发明实施例对此不做限制。
本发明公开的实施例中，喷头维护装置160还可以包括加热件162，加热件162可以设置于维护槽161上，加热件162可以用于加热维护液。此种情况下，加热的维护液能够更好地清洗喷头310上的结晶，以提升对喷头310的清洁率，从而提高工作效率。同时，为了进一步提高工作效率，维护槽161内可以安装液位检测传感器，用于检测维护液的液位，还可以设置有温度检测传感器，用以检测维护液的温度，进而能够对维护液实现更好的加热效果。具体地，加热件162的加热功率可以通过控制输入电流来调节，当温度检测传感器检测维护槽161内维护液达到设定温度时，即停止加热，维护液加热构成闭环系统，采用PID控制方法精准控制温度，确保维护液可以加热到设定的温度。
进一步地，加热件162可以包裹于维护槽161的外侧壁。如图2所示，加热件162可以包裹于整个维护槽161的外侧壁，从而能够对维护槽161内的维护液的加热更迅速，以提高工作效率。可选地，加热件162可以为红外加热毯，红外加热毯的加热功率可以通过控制输入电流来调节，当温度检测传感器检测维护槽161内维护液达到设定温度时，即停止加热，维护液加热构成闭环系统，采用PID控制方法精准控制温度，确保维护液可以加热到设定的温度。
本发明实施例中，喷头维护装置160还可以包括维护液储存箱163和维护液回收箱164，维护液储存箱163和维护液回收箱164分别可以与维护槽161相连通。如图2所示，维护液储存箱163能够为维护槽161提供源源不断的维护液，维护液回收箱164能够回收已经维护过喷头310的维护液，通过维护液储存箱163和维护液回收箱164的配合，以使维护槽161中的维护液始终保持一定量的同时，还能够始终具备较好的清洁度，进而能够更好地实现对喷头310处结晶物的处理，以保证喷头310的清洁度。
进一步地，为保证输液效果，维护液储存箱163与维护槽161之间还可以设置有液泵450、过滤器440和电磁阀420，液泵450用于更好地向维护槽161中输送维护液，过滤器440用于过滤维护液以保证清洁度，电磁阀420可以控制维护液的输送或关闭；同样地，维护液回收箱164与维护槽161之间也可以设置有液泵450和电磁阀420，液泵450可以使得维护槽161中的废液更好地抽送出来，电磁阀420可以控制维护液的输送或关闭。当然，在上述情况下，电磁阀420可以单向节流阀，以防止液体回流。
本发明公开的实施例中，喷头维护装置160还可以包括喷头维护件165，喷头维护件165可转动地设置于维护槽161中，当处于第一状态时，喷头维护件165可以处于维护液中，即保证喷头维护件165可以浸泡于维护液中，以保证喷头维护件165上始终留有维护液；当处于第二状态时，喷头维护件165可以翻转至背离维护液的一侧，且喷头310可以与喷头维护件165接触。此种情况下，通过喷头维护件165上的维护液清理喷头310上的结晶物，从而保证喷头310的清洁度。此种方式不仅能够通过维护液清理喷头310上的结晶物，还可以通过转动的喷头维护件165刮掉喷头310上的杂质，能够对喷头310起到更好的维护作用。
可选地，喷头维护件165可以为海绵、毛刷或者吸水性较好的其他材质件，本发明实施例对此不做限制。当然，喷头维护件161的转动方式可以有多种，可选地，喷头维护装置160还可以包括驱动件166，驱动件166设置于维护槽161上，驱动件166可以与喷头维护件165驱动相连，进而驱动喷头维护件165转动，以起到维护喷头310的作用。当然，喷头维护件165的可驱动方式还可以有多种，本发明实施例对此不做限制。
本发明公开的实施例中，排气路130上设置有单向节流阀131，单向节流阀131能够防止气体回流，进而保证墨水质量。
基于本发明实施例公开的打印头系统，本发明实施例还公开一种3D打印设备，包括上文任意实施例所述的打印头系统。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种打印头系统，其特征在于，包括防护组件(100)、供墨腔体(200)和喷头组件(300)，所述防护组件(100)包括气体处理部(110)、第一气路(120)、排气路(130)、正压回路(140)和负压回路(150)，所述气体处理部(110)、所述第一气路(120)、所述供墨腔体(200)和所述排气路(130)依次相连通，所述供墨腔体(200)与所述喷头组件(300)相连通，所述正压回路(140)的第一端和所述负压回路(150)的第一端均与所述喷头组件(300)相连通，所述正压回路(140)的第二端和所述负压回路(150)的第二端均与所述气体处理部(110)相连通。
2.根据权利要求1所述的打印头系统，其特征在于，所述防护组件(100)还包括喷头维护装置(160)，所述喷头维护装置(160)用于维护所述喷头组件(300)。
3.根据权利要求2所述的打印头系统，其特征在于，所述防护组件(100)还包括第二气路(170)，当所述喷头组件(300)处于预设位置时，所述喷头维护装置(160)密封罩设于所述喷头组件(300)的喷头(310)上，所述喷头维护装置(160)通过所述第二气路(170)与所述气体处理部(110)相连通。
4.根据权利要求2所述的打印头系统，其特征在于，所述喷头维护装置(160)包括维护槽(161)，所述维护槽(161)中设置有维护液，当所述喷头组件(300)处于预设位置时，所述喷头组件(300)的喷头(310)与所述维护槽(161)中的维护液接触。
5.根据权利要求4所述的打印头系统，其特征在于，所述喷头维护装置(160)还包括加热件(162)，所述加热件(162)设置于所述维护槽(161)上，所述加热件(162)用于加热所述维护液。
6.根据权利要求5所述的打印头系统，其特征在于，所述加热件(162)包裹于所述维护槽(161)的外侧壁。
7.根据权利要求4所述的打印头系统，其特征在于，所述喷头维护装置(160)还包括维护液储存箱(163)和维护液回收箱(164)，所述维护液储存箱(163)和所述维护液回收箱(164)分别与所述维护槽(161)相连通。
8.根据权利要求4所述的打印头系统，其特征在于，所述喷头维护装置(160)还包括喷头维护件(165)，所述喷头维护件(165)可转动地设置于所述维护槽(161)中，当处于第一状态时，所述喷头维护件(165)处于所述维护液中；当处于第二状态时，所述喷头维护件(165)翻转至背离所述维护液的一侧，且所述喷头(310)与所述喷头维护件(165)接触。
9.根据权利要求1所述的打印头系统，其特征在于，所述排气路(130)上设置有单向节流阀(131)。
10.一种3D打印设备，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的打印头系统。
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