CN115107271A - 用于熔丝制造系统的可适配的高性能挤出头 - Google Patents

用于熔丝制造系统的可适配的高性能挤出头 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种用于三维打印机的挤出头，其包括进料管、加热器、冷却器和桥接件。进料管可以由金属制成，并且具有用于接收向前驱动的固态沉积材料的长丝的入口、出口、与出口相邻的下游部分、下游部分上游的上游部分以及从入口延伸至出口的内部通道。加热器与进料管的下游部分热耦接，以用于加热长丝以提供软化的流体沉积材料。冷却器与上游部分热耦接并且与加热器大致轴向地间隔开，以限定由进料管横穿的大致轴向延伸的间隙。桥接件穿过间隙并在加热器和冷却器之间提供刚性的机械连接。

Description

用于熔丝制造系统的可适配的高性能挤出头
本申请是申请日为2018年5月17日，申请号为201880032691.X，发明名称为“用于熔丝制造系统的可适配的高性能挤出头”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种热分配头，该热分配头用于以期望的图案沉积固化材料层以形成三维物理对象。选择模制材料并控制其温度，以使其在从分配头挤出到基座上时固化，并形成所需制品的多层结构。这种制造方法通常称为熔丝制造(FFF)，而FFF机器的热分配头通常称为热端。
背景技术
在克伦普(Crump)的美国专利号5,121,329、贝奇德(Batchelder)等人的美国专利号5,303,141、克伦普的美国专利号5,340,433；贝奇德的美国专利号5,402,351、贝奇德的美国专利号5,426,722、克伦普等人的美国专利号5,503,785、阿布拉姆斯(Abrams)等人的美国专利号5,587,913、以及斯旺森(Swanson)等人的美国专利号6,004,124中描述了通过沉积固化材料层来对三维对象进行FFF的设备和方法的示例。例如，在’329、’433、’785专利和’124专利中公开的系统描述了一种挤出头，该挤出头接收用于形成三维制品的固态材料，将该材料加热到其固化温度以上，并将该材料作为流体分配到基座上。
在克伦普的’433专利中示出了挤出头的各种实施例。每个实施例包括由三个区域组成的液化器：入口区域或盖，加热区域或主体和喷嘴。在’433专利的图3中示出了第一实施例。图3示出了挤出头内的液化器，其具有密封圈(即，盖)、加热头(即，加热区域)和喷嘴。密封圈容纳固态材料的供给杆。加热头内的电加热器将供给杆加热到超过其固化温度的温度，从而将其还原为液态。然后，液体材料通过喷嘴流动通道流入喷嘴，并通过喷嘴分配出口分配。
挤出头的第二实施例在克伦普的’433专利的图5中示出。在该实施例中，供给材料为固态形式的柔性股线的形式。图5所示的柔性材料长丝通过一个导套馈送到挤出头。挤出头含有在顶部的供给室和在底部的液化器。供给室内的驱动辊将柔性股线引入液化器中。挤出头内的液化器包括密封圈(即盖)、材料供给和流动通道(即，加热区域)和分配出口孔(即喷嘴)。柔性股线通过密封圈推进到液化器中，该密封圈在流动通道的内表面周围提供液压密封。含有加热盘管的套筒形式的加热器被定位在流动通道和孔口周围，以将股线加热到通道中的流体状态。该材料以流体状态通过孔口分配。
挤出头的第三实施例在克伦普的’433专利的图13中示出。与图5所示的实施例一样，材料以固态形式的柔性股线的形式供给。股线通过导套推进到挤出头中。股线推进机构包括一对电机驱动的进料辊或滑轮，并将股线推进到液化器中。图13的液化器包括管状引导构件、密封圈、液化器喷嘴和可移除的尖端。管状引导构件和密封圈一起形成盖区域。管状引导构件由高导电金属制成。在柔性股线从股线推进机构运动到加热区域的过程中，管状引导构件迅速散发热量以将柔性股线维持在合适的温度。为了进一步散发来自引导构件的热量，可以使用鼓风机使空气围绕引导构件循环到挤出头中。引导构件在其下端被支撑在密封圈上。密封圈由隔热塑料制成以用作热密封。由加热盘管和外部绝缘套筒包围的液化器喷嘴提供了加热区域，在该区域中，股线材料被熔化。液化器喷嘴(即加热管)由导热材料制成。可移动的尖端通过螺纹连接附接到液化器喷嘴的底端。
挤出头的第四实施例在Crump的’433专利的图6中示出。在该实施例中，多种材料通过分开的通道分配到单个排出口中。图6的实施例允许利用不同的材料来形成同一制品的不同层。
克伦普的’785专利公开了一种带有两个液化器的挤出头，每个液化器都有自己的喷嘴。’785专利的液化器在接收端处各有一个盖，其通过安装圈固定在管状分配器(即加热管)上。加热盘管缠绕在每个管状分配器周围，以加热和熔化材料长丝。在每个液化器中，材料以流体状态提供给分配喷嘴并通过喷嘴尖端排出。长丝通过步进电机驱动的一对压紧辊从进料卷轴输送到每个液化器。
在上述液化器中，盖区域用作模制材料的过渡区，其中在盖的入口处，温度低于材料的软化点，以及在盖的出口处，温度高于将材料泵入半液态所需的温度。这就要求在盖的整个长度上的温度变化最高可达250摄氏度。盖的理想特性是在轴向方向上的高热阻和在径向方向上的低热阻。诸如克伦普专利中所述的设计均采用高温热塑性塑料或热固性塑料(如杜邦的“Vespel”SP-1)作为盖，以实现这些目标。这些盖具有温度限制，并且需要在盖和加热体之间的密封机构，该加热体通常由铝形成。盖和密封件容易泄漏。
挤出头的第五实施例在’124专利的图9中示出。在该实施例中，由单片薄壁管形成的液化器被包裹在加热块中。该管既用作液化器的高温区又用作低温区。可以通过将金属管锻造成喷嘴来形成喷嘴，也可以将其钎焊或焊接到管的底部。加热块由导热材料制成。
薄壁管具有用于接收模制材料的长丝的入口端和用于以液态形式输送材料的出口端。与入口端相邻的管的第一段用作入口或盖区域。该管的第一段在加热块的外部。该管具有第二段，该第二段穿过形成加热区域的加热块。喷嘴连接到管的出口端。管的盖区域必须迅速散发热量，以在将柔性股线移入加热区域的过程中将其保持在合适的温度，以使股线不会变得柔软和弯曲。’124专利中指定了一种壁厚在0.008-0.015英寸范围内径为0.07英寸的不锈钢管。
示例产品包括：E3D V6、Prusa MKII、Lulzbot Hexagon、Dyze Dyzend-X等。
发明内容
本发明的一方面为用于三维打印机的挤出头。挤出头包括进料管、加热器、冷却器和桥接件。
进料管可以由金属制成并且大致轴向地延伸。进料管具有用于接收向前驱动的固态沉积材料的长丝的入口、出口、与出口相邻的下游部分、下游部分上游的上游部分以及从入口延伸至出口的内部通道。
加热器与进料管的下游部分热耦接，以用于加热位于进料管内部通道内的长丝以提供软化的流体沉积材料。
冷却器与上游部分热耦接以减少上游的热传递。冷却器与加热器大致沿轴向间隔开，以限定由进料管横穿的大致轴向延伸的间隙。
桥接件与金属进料管径向间隔开，穿过间隙，并在加热器和冷却器之间提供刚性的机械连接。
通过以下描述和附图，将描述本发明的其他方面，或者将使本发明的其他方面变得显而易见。
附图说明
图1、图2和图3为挤出头的一个实施例的透视图。
图4为图1至图3的挤出头的一个实施例的正视图。
图5为图1至图3的挤出头的一个实施例的俯视图。
图6为图1至图3的挤出头的一个实施例的底视图。
图7为图1至图3的挤出头的一个实施例的侧视图。
图8为沿图1至图3的挤出头的一个实施例的图7的剖线8-8截取的截面视图。
图9为沿图1至图3的挤出头的一个实施例的图7的剖线9-9截取的截面视图。
图10至图12为挤出头的一个实施例的透视图。
图13为图10至图12的挤出头的一个实施例的正视图。
图14为图10至图12的挤出头的一个实施例的俯视图。
图15为图10至图12的挤出头的一个实施例的底视图。
图16为图10至图12的挤出头的一个实施例的侧视图。
图17为沿图10至图12的挤出头的一个实施例的图16的剖线17-17截取的截面视图。
图18至图20为挤出头的一个实施例的透视图。
图21为图18至图20的挤出头的一个实施例的正视图。
图22为图18至图20的挤出头的一个实施例的俯视图。
图23为图18至图20的挤出头的一个实施例的底视图。
图24为图18至图20的挤出头的一个实施例的侧视图。
图25为沿图18至图20的挤出头的一个实施例的图24的剖线25-25截取的截面视图。
图26至图28为挤出头的一个实施例的透视图。
图29为图26至图28的挤出头的一个实施例的正视图。
图30为图26至图28的挤出头的一个实施例的俯视图。
图31为图26至图28的挤出头的一个实施例的底视图。
图32为图26至图28的挤出头的一个实施例的侧视图。
图33为沿图26至图28的挤出头的一个实施例的图32的剖线33-33截取的截面视图。
以下为附图中使用的附图标记的列表。
100 挤出头
101 冷却器
102 加热器
103 喷嘴
104 进料管
105 第二冷却器
106 衬套
107 垫片
108 张紧构件
109 入口(104的)
110 长丝
111 出口(104的)
112 下游部分(104的)
113 上游部分(104的)
114 内部通道(104的)
115 软化沉积材料
116 间隙
117 桥接件
118 平台
119 三维打印机
120 加热元件
121 温度传感器
122 螺纹孔(102的)
123 外螺纹(112的)
124 轴向孔(106的)
125 外螺纹表面(106的)
126 入口(122的)
127 出口(122的)
128 第一导热部分
129 第二导热部分
130 导热凸缘部分
131 内部传热通道
132 冷却液
133 套筒(散热片)
134 第一部分(107的)
135 第二部分(107的)
具体实施方式
图1至图33示出了用于三维打印机或类似装置119的示例性挤出头100，该装置还包括长丝材料110的供给装置，部件支撑座118和用于移动挤出头100的常规机构，构造台118，或两者彼此相对。挤出头100包括：例如冷却器101、加热器102、喷嘴103、进料管104、第二冷却器105、衬套106、垫片107、以及张紧构件108。
在该实施例中，进料管104由金属制成，并且通常沿轴向延伸。进料管104具有用于接收向前驱动的固态沉积材料的长丝110的入口104、出口111、与出口111相邻的下游部分112、下游部分112上游的上游部分113、以及从入口104延伸至出口111的内部通道114。
加热器102与下游部分112热耦接，以用于加热位于进料管104内部通道114内的长丝110，以提供软化的沉积材料115。
冷却器101与上游部分113热耦接以减少上游的热传递。冷却器101在加热器102的大致轴向上游间隔开，以限定由金属进料管104横穿的大致轴向延伸的间隙116。
桥接件117(例如，至少一个垫片107或至少一个张紧构件108)与金属进料管104径向间隔开、穿过间隙116、并在加热器102和冷却器101之间提供刚性机械连接。
可选地，在任何实施例中，金属进料管104包括不锈钢或氧化锆，并且可以适当地由皮下管材制成。
可选地，在任何实施例中，皮下管材的尺寸为10XX至14XX规格。
可选地，在任何实施例中，金属进料管104的壁厚为0.001至0.005英寸(0.025mm至0.13mm)，壁厚小于0.005英寸(小于0.13mm)，或0.001至0.004英寸(0.025毫米至0.1毫米)，或0.002至0.004英寸(0.05mm至0.1mm)。
可选地，在任何实施例中，金属进料管104的壁横截面积为0.002平方英寸至0.005平方英寸(1平方毫米至3平方毫米)，或0.0017平方英寸至0.004平方英寸(1.1至2.6平方毫米)。
可选地，在任何实施例中，金属进料管104的内径为0.07英寸至0.13英寸(1.8mm至3.3mm)，或0.07英寸至0.11英寸(1.8mm至2.8mm)。
可选地，在任何实施例中，金属进料管104的长度为0.5英寸至3英寸(12mm至76mm)。可选地，在任何实施例中，进料管104的穿过间隙116的部分在轴向上延伸的距离为0.03英寸至3英寸(0.8mm至76mm)。
可选地，在任何实施例中，金属进料管104的内部通道114内部涂覆有减少沉积材料的粘附的材料，例如，化学镀镍(无电镀镍，electroless nickel)、化学镀镍-硼复合材料、二硫化钨、二硫化钼、氮化硼、金刚石型碳、氮化锆、氮化钛、或其中两种或多种的组合。
可选地，在任何实施例中，加热器102包括：加热块，其包括导热材料；至少一个加热元件120；以及至少一个温度传感器121，其附接到加热块102并与其热接触。可选地，在任何实施例中，加热块的轴向长度为0.2英寸至1.5英寸(5毫米至38毫米)。加热块可以具有螺纹孔122。
可选地，在任何实施例中，进料管104的下游部分112具有外螺纹123，并且加热块102的螺纹孔122和进料管104的外螺纹123被接合以将加热块102与进料管104的下游部分112热耦接。可替代地，根据权利要求20所述的挤出头100包括：衬套106，其具有由壁限定的轴向孔124，所述衬套固定到进料管104的下游部分112，衬套106还包括与加热块102的螺纹孔122接合的外螺纹表面125。可选地，加热块102的螺纹孔122从与进料管下游部分连通的入口126延伸至出口127。
可选地，在任何实施例中，挤出头100包括喷嘴103，喷嘴103固定到加热块102的螺纹孔122，并与加热块102的螺纹孔122的出口127连通。
可选地，在任何实施例中，冷却器101包括热电冷却器或包括导热材料的散热器。可选地，在任何实施例中，散热器具有至少一个与进料管104的上游部分113热耦接的第一导热部分128和与进料管104的上游部分113大致径向间隔开的第二导热部分129。可选地，在任何实施例中，散热器具有导热凸缘部分130，该导热凸缘部分从第二导热部分129大体上轴向地延伸并且平行于进料管104并且在径向上与进料管104间隔开。任选地，在任何实施例中，散热器具有至少第一导热凸缘部分130和第二导热凸缘部分130，第一导热凸缘部分130和第二导热凸缘部分130分别大体上从第二导热部分129轴向地延伸，平行于进料管104并且在径向上与进料管104间隔开，并且第一导热凸缘部分130与第二导热凸缘部分130周向间隔开。
可选地，在任何实施例中，散热器包括内部传热通道131，该内部传热通道被配置为接收冷却流体132。
可选地，在任何实施例中，散热器包括沿着间隙116的至少一部分与进料管104热接触的孔。
任选地，在任何实施例中，桥接件117包括大体上轴向延伸的垫片107，其与进料管104径向地间隔开。可选地，在任何实施例中，垫片107具有至少第一部分134和第二部分135，第一部分抵靠加热器102，以及第二部分135抵靠冷却器101。可选地，在任何实施例中，桥接件117包括第一和第二大致轴向延伸的垫片107，每个垫片与进料管104径向间隔开，每个垫片至少具有抵靠加热器102的第一部分134和抵靠冷却器101的第二部分135。可选地，在任何实施例中，挤出头100具有第三大致轴向延伸的垫片107，该垫片107与进料管104径向间隔开，并且至少具有抵靠加热器102的第一部分134和抵靠冷却器101的第二部分135。可选地，在任何实施例中，挤出头100具有第四大致轴向延伸的垫片107，该垫片107与进料管104径向间隔开，并且至少具有抵靠加热器102的第一部分134和抵靠冷却器101的第二部分135。
可选地，在任何实施例中，垫片107至少部分地减小了进料管104上的机械负荷。
可选地，在任何实施例中，垫片107包括不锈钢、氧化锆或不锈钢和氧化锆的组合，例如皮下管材。示例性的合适皮下管材的尺寸在7XX和14XX规格之间，包括7XX、8XXX、8XX、9XXX、9XX、10XX、11XX、12XX、13XX、14XX或这些规格中的两种或多种的组合。任选地，在任何实施例中，垫片107包括隔热材料，例如，硅酸钙、陶瓷、玻璃、工程热塑性塑料、氧化锆、云母、波特兰粘固剂或这些中的任何两种或多种的组合。
可选地，在任何实施例中，挤出头100还包括至少第一张紧构件108，该第一张紧构件与进料管104径向地间隔开并且连接到加热器102和冷却器101并在加热器102和冷却器101之间施加张力。可选地，可以设置第二、第三或第四张紧构件108。
可选地，在任何实施例中，张紧构件108和垫片107的总横截面积小于0.01平方英寸(6.4平方毫米)。可选地，张紧构件和垫片与加热器的接触面积之和在0.005平方英寸至0.02平方英寸(0.25平方毫米至3.2平方毫米)之间，与冷却器之间的接触面积在0.005平方英寸至0.02平方英寸(0.25平方毫米至3.2平方毫米)之间。
本发明人设想了现有全金属挤出头设计中固有的两个设计平衡：
首先，热中断的隔热性能与薄壁区段的长度成正比，而与壁厚成反比。隔热不良会导致长丝过早软化并降低’124专利中提到的打印质量。因此，热中断承受机械负荷的要求与其性能不符。挤出头的设计者必须选择热中断的壁厚，以承受因机器坠毁，印刷失败或人为处理不当而引起的合理的偶然负荷。以这种方式，对热中断的结构要求阻碍了挤出头的性能，这继而又阻碍了FFF机器的整体性能。
其次，热端设计者可以加长热区并选择大口径的喷嘴以最大化潜在的打印速度，或者可以缩短热区并选择小口径的喷嘴以最大化打印分辨率。此外，某些挤出头设计允许使用者通过交换或添加部件来影响热区的长度。示例产品：E3D V6至Volcano转换套件，DisTech Prometheus V2。在所有此类产品中，当使用者影响热区的长度时，挤出头的总长度都会改变，这是不希望的副作用。改变挤出头的总长度需要使用者校准机器记录的从喷嘴到打印床的偏移量。未能执行上述校准会导致打印失败或喷嘴撞入打印床中。
现有的全金属挤出头借鉴了’124专利的许多设计特征，并且它们都利用一种称为热中断的部件将加热块与冷部件热隔离。热中断通常：
a.由空心的螺杆组成，该螺杆具有两个螺纹段，这些螺纹段被长度为几毫米的薄壁段隔开，
b.表征薄壁段，其内径和壁厚通常在‘124专利中规定的薄壁管的范围内，
c.由不锈钢制成，
d.连接到翅片散热器或液体冷却系统，以及
e.为将加热块连接到冷部件的唯一部件。即热中断不仅起到隔热作用，而且还具有承载加热块的机械结构。
在本公开的用于FFF系统的改进的挤出头中，液化器部件可以由单片薄壁管材形成，该薄壁管材被压制、钎焊或焊接到不同长度的衬套上。薄壁管既用作液化器的高温区又用作低温区。薄壁管的入口滑入冷段的孔中。可以将薄壁管型锻、钎焊或焊接到与加热块热接触的衬套上。可移动喷嘴的入口可以与衬套的出口密封。加热块和衬套由导热材料(例如铝合金或铜合金，优选铬铜合金)制成，这是由于其在FFF应用中通常遇到的最高温度范围内具有导热性和高强度的组合。
与其他全金属热端不同，薄壁管不必为结构构件。如’124专利中所述，该管也无需从外部支撑的加热块中伸出。由于可选地可以部分或完全消除机械负荷，因此可以大大减小管的壁厚以改善其热隔离性能。管的壁厚在0.001至0.005英寸的范围内。原型中使用的管厚度为0.003英寸，形式为可商购的不锈钢制14XX规格皮下管材。如此大幅度减小热中断的壁厚，可选地可不再使用翅片散热片部件或液体冷却系统，并且可以减小保持低温区冷却所需的风扇尺寸。可以减小挤出头的总长度和周长，从而在FFF系统通常拥挤的区域中节省宝贵的空间，并且可以减小总质量。
使用者可以安装不同长度的衬套，以有效地缩短或延长高温区，从而影响上述速度/分辨率的平衡。在本发明所采用的布置中，衬套在低温区的方向上向上延伸，而不是在加热块下方向下延伸。以这种方式，可以使用各种长度的衬套，而不会影响热端的总长度，防止至打印床的记录偏移，并且避免使用者在进行调整后重新校准机器。
加热块可选地经由2至4个支座和0至4个螺钉连接到低温区部件。可选地，可以使用具有三个支座的三个螺钉，或者优选使用具有四个支座的两个螺钉。支座优选由薄壁管或小直径杆制成，并且螺钉的横截面积小。支架可以由刚性绝缘材料诸如基于硅酸钙的材料的块构造而成。优选地，支座和螺钉结合了具有高强度与导热率之比的材料，诸如不锈钢或氧化锆。连接低温区和高温区的结构部件仅承受压缩力(支座)和张力(螺钉)，以抵抗长丝进给系统施加的快速变化的轴向推拉力。高温区和低温区之间的部件不会承受弯曲负荷，从而为支座部件的给定轴向横截面积提供最大的轴向刚度。支座结构的总横截面积可选地最小化，以最小化从加热块流向低温区部件的热量。对于本发明的所有原型，横截面的面积小于0.01平方英寸，并且结构由不锈钢螺钉和管状支座组成。
可选地，所述冷段由具有基本正方形外形的中空散热器部件组成，所述中空散热器部件具有面向内的狭缝，以用于通过对流散热。该部件的标称壁厚(不包括狭缝)约为方形中空部件总宽度的五分之一，并且该部件由铝合金制成。在此部件上方安装了适配器，以将长丝从进给系统引导到薄壁进给管中。该适配器的理想几何形状特定于FFF系统。使用适配器可使挤出头安装在FFF系统的各种品牌和型号上。由于适配器位于挤出头的最冷区域，因此它不必由金属制成。使用者可以自由设计并经由FFF或任何方便的制造方法来制造自己的适配器。
可选地，将市售的不锈钢皮下管材用于支座。这些支座中的四个支座稍稍压入冷段和加热块中相配的沉孔中。一对M1.4x0.3螺钉将加热块拉向冷段，从而在支座中建立了压缩力。可选地，将管子压入衬套中，可选地然后将其拧入加热块中。
可选地，将散热器压在薄壁管上。散热器的遗漏不会明显影响性能。
可选地，加热块由铬铜(也称为C182)制成，并涂有Cerakote Glacier系列陶瓷涂层。该涂层减少了通过对流和辐射散失的热量。化学镀镍由于其低的热发射率也将很好地工作。

Claims (20)

1.一种用于三维打印机的挤出头，所述挤出头包括：
大体上轴向延伸的金属进料管，所述进料管具有：入口，用于接收向前驱动的固态沉积材料的长丝；出口；与所述出口相邻的下游部分；在所述下游部分上游的上游部分；以及内部通道，从所述入口延伸至所述出口；
加热器，所述加热器与所述下游部分热耦接，以用于加热位于所述进料管的内部通道内的所述长丝，以提供软化的沉积材料；
冷却器，所述冷却器与所述上游部分热耦接，以用于减少上游的热传递，所述冷却器在所述加热器的大致轴向上游间隔开；以及
大致轴向延伸的间隙，由在所述加热器和所述冷却器之间穿过所述间隙的桥接件界定；其中，
所述间隙由所述金属进料管穿过；
所述桥接件与所述金属进料管径向间隔开，所述桥接件在所述加热器和所述冷却器之间提供刚性机械连接，并且所述桥接件至少部分地减小了所述进料管上的机械负荷，其中，所述桥接件包括：
第一结构部件，与所述进料管径向间隔开，并且具有抵靠所述加热器的第一部分和抵靠所述冷却器的第二部分，其中，所述第一结构部件至少部分地减轻了所述进料管上的机械负荷；以及
第二结构部件，与所述进料管径向间隔开，并且具有抵靠所述加热器的第一部分和抵靠所述冷却器的第二部分，其中，所述第二结构部件至少部分地减轻了所述进料管上的机械负荷。
2.根据权利要求1所述的挤出头，其中，所述第一结构部件和所述第二结构部件中的至少一个是垫片或张紧构件。
3.根据权利要求1所述的挤出头，其中，所述桥接件还包括第三结构部件，所述第三结构部件与所述进料管径向间隔开，并且具有抵靠所述加热器的第一部分和抵靠所述冷却器的第二部分，其中，所述第三结构部件至少部分地减轻了所述进料管上的机械负荷。
4.根据权利要求1所述的挤出头，其中，所述金属进料管包括不锈钢。
5.根据权利要求4所述的挤出头，其中，所述金属进料管包括皮下管材。
6.根据权利要求1所述的挤出头，其中，所述金属进料管的壁厚小于0.005英寸(小于0.13mm)。
7.根据权利要求1所述的挤出头，其中，所述金属进料管的内径为0.07英寸至0.13英寸(1.8mm至3.3mm)。
8.根据权利要求1所述的挤出头，其中，所述金属进料管的长度为0.5英寸至3英寸(12mm至76mm)。
9.根据权利要求1所述的挤出头，其中，所述进料管的穿过所述间隙的部分轴向延伸的距离为0.03英寸至3英寸(0.8mm至76mm)。
10.根据权利要求1所述的挤出头，其中，所述金属进料管的内部通道在内部涂覆有减少沉积材料的粘附的材料。
11.根据权利要求10所述的挤出头，其中，减少所述沉积材料的粘附的所述材料为：化学镀镍、化学镀镍-硼复合材料、二硫化钨、二硫化钼、氮化硼、金刚石型碳、氮化锆、氮化钛，或其中两种或多种的组合。
12.根据权利要求1所述的挤出头，还包括：衬套，所述衬套具有由壁限定的轴向孔，所述衬套固定到所述进料管的下游部分，所述衬套还包括与加热块的螺纹孔接合的外螺纹表面。
13.根据权利要求12所述的挤出头，其中，从所述第一结构部件向所述第二结构部件绘制的线穿过所述衬套。
14.根据权利要求1所述的挤出头，其中，所述桥接件的所述第一结构部件和所述第二结构部件中的每个被加载为压缩或张紧，以抵抗由长丝供给系统施加的轴向推拉力。
15.根据权利要求1所述的挤出头，其中，所述冷却器包括散热器，所述散热器包括导热材料，并且所述散热器包括与所述进料管的上游部分热耦接的至少一个第一导热部分和与所述进料管的上游部分大致径向间隔开的第二导热部分。
16.根据权利要求1所述的挤出头，其中，所述冷却器包括散热器，所述散热器包括导热材料并包括内部传热通道，所述内部传热通道被配置为接收冷却流体。
17.根据权利要求1所述的挤出头，其中，至少一个结构部件包括皮下管材。
18.根据权利要求17所述的挤出头，其中，所述皮下管材的尺寸为包括7XX和14XX在内的7XX至14XX规格。
19.根据权利要求1所述的挤出头，其中，至少一个结构部件包括绝热材料。
20.根据权利要求19所述的挤出头，其中，所述绝热材料为硅酸钙、陶瓷、玻璃、工程热塑性塑料、氧化锆、云母、波特兰粘固剂或这些材料中的任意两种或多种的组合。
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