CN115464874A - 3d打印喷头、3d打印喷头系统及3d打印机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D打印喷头、3D打印喷头系统及3D打印机，包括加热铝块以及分别设置在其两端的喷嘴体和喉管体，喉管体上端螺纹配合有散热环套，喉管体上端面设置有导热环罩，散热环套底端面对应设有和导热环罩配合连接的散热环槽，散热环套内部环向布设有和散热环槽相连通的冷却风腔，导热环罩上沿竖向布置有散热环网，散热环槽内侧壁上环向布设有散热口；散热环槽内侧壁上环向布设有导热硅脂加注口，导热环罩顶部外侧表面设置有刮环。通气孔端排出的冷却空气直接喷入在散热环网上，吸收热量的流动空气穿孔活动槽通过散热口和排气孔端排出，在不改变打印喷头体积的情况下增大散热环套的散热效率，利于实现喷涂熔融态线材的顺畅性。

Description

3D打印喷头、3D打印喷头系统及3D打印机

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印喷头、3D打印喷头系统及3D打印机。

背景技术

3D打印中的打印喷头通常由散热环、喉管、加热铝块、黄头喷嘴组成，在实际使用过程中，喷头最前端有加热铝块会把穿入的线材塑料熔化成胶态，后头的线材塑料继续往前推挤就可以让胶态的塑料从黄头喷嘴挤出，但是喉管中心通道钻孔的孔径大小大于线材塑料，存在空隙，导致线材塑料在挤压的过程中，熔融的部分线材塑料会通过空隙向喉管上方流动，若向空隙流动的线材塑料较多，会导致线材塑料推进困难，进而产生卡住难以移动的现象，因此在现有技术中，在喉管上部设置散热环用以散热，从而能够将远离黄头喷嘴的熔融线材塑料进行凝固。

如公告号为CN108556352A的中国专利，其公开了一种3D打印喷头，包括喷头本体，喷头本体从上至下依次包括进料段、加热段和喷料段，进料段包括用于推动线材前进的两个滚轮，线材穿过滚轮的中间并向下延伸，进料段内竖向设置有管子，管子的下端与加热段的上端面连接，管子位于滚轮的正下方，进料段的一侧设置有支撑板、切割机构和进气机构，支撑板水平固定连接在进料段的侧壁，切割机构包括第一电机带动的凸轮，凸轮的中心铰接有第一连杆，第一连杆远离凸轮的端部铰接有第二连杆，第二连杆的端部铰接有滑块，凸轮的中心与进料段的侧壁通过第三连杆水平连接，滑块沿着第三连杆水平滑动，滑块靠近进料段的一侧水平固定连接有第四连杆，第四连杆的端部固定连接有可对线材进行切割的切刀，切刀包括尖刺段和对切割后的线材增加间隙的抵出段，尖刺段和抵出段固定连接；进气机构包括放置在支撑板上的膨胀气囊，凸轮位于膨胀气囊的上方。

但是上述方案存在以下不足：上述专利文件中通过对固体线材的融化部切断方式实现了喷涂熔融态线材的顺畅性，但是对于3D打印喷头来说，当需要在单个3D打印机上同时配置多个喷头进行使用时，上述专利中的切割机构会占据较大的空间，导致相邻喷头之间的安装位置受到限制，如何在不改变3D打印喷头体积的情况下增大散热环的散热效率，从而利于实现喷涂熔融态线材的顺畅性是当下需要解决的问题。

为此，我们提出一种3D打印喷头、3D打印喷头系统及3D打印机，以解决上述背景技术中提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印喷头、3D打印喷头系统及3D打印机，以解决上述背景技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种3D打印喷头，包括加热铝块以及分别设置在其两端的喷嘴体和喉管体，所述喉管体上端螺纹配合套设有散热环套，所述喉管体上端面设置有导热环罩，所述散热环套底端面对应设有和导热环罩配合连接的散热环槽，且散热环套内部环向布设有和散热环槽相连通的冷却风腔，冷却风腔进气侧与外置冷风机出气侧连接，所述导热环罩上沿竖向布置有位于冷却风腔出气侧的散热环网，所述散热环槽内侧壁上环向布设有贯穿至散热环套翅片侧壁端的散热口；

所述散热环槽内侧壁上位于相邻所述散热口之间环向布设有导热硅脂加注口，所述导热环罩顶部外侧表面环形设置有刮环。

优选的，所述散热环套和喉管体内依次贯穿有线材体，所述导热环罩导热系数大于喉管体导热系数，且导热环罩下部内外侧表面均设置有密封圈用于对散热环槽开口部进行密封。

优选的，所述散热环槽和冷却风腔之间连通布设有通气孔，所述散热环套上部侧壁上设置有环盒，所述冷却风腔进气侧设有和环盒相连通的气孔，所述外置冷风机出气侧和环盒进气侧之间设置有导气管。

优选的，所述散热环网导热系数大于导热环罩，所述散热口进气侧设有活动槽，活动槽内活动设置有遮蔽板，遮蔽板侧部设置有贯穿于散热口出气侧的衔接板，衔接板外端设置有外封孔板，外封孔板侧壁上对称滑动贯穿有固定设置在散热环套翅片部的复位弹簧套杆，且所述衔接板上下表面布置有封堵头，所述散热口内壁上下端均布设有排气孔，所述复位弹簧套杆依次推动外封孔板、衔接板和遮蔽板内移，使散热口内外端、排气孔分别被遮蔽板、外封孔板和封堵头进行遮蔽密封；

所述外置冷风机将外界冷空气排入至冷却风腔内时，冷却风克服复位弹簧套杆反向弹簧力推动遮蔽板、衔接板和外封孔板外移。

优选的，所述导热硅脂加注口外侧螺纹配合有螺纹密封塞头，且所述导热环罩外侧表面位于散热环网上下端均设置有和散热环槽内侧壁密封接触的密封环，相邻所述散热环网之间的相对密封环之间环向布设有匀胶推条，所述喉管体在散热环套上螺纹配合转动时，匀胶推条将导热硅脂加注口注入的导热硅脂均匀铺涂在导热环罩和散热环槽之间的空隙，且喉管体从散热环套上拆卸时，刮环将空隙内的导热硅脂刮出。

一种3D打印喷头系统，包括所述的3D打印喷头。

一种3D打印机，包括所述的3D打印喷头系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、喉管体在散热环套上螺纹配合转动时，匀胶推条将导热硅脂加注口注入的导热硅脂均匀铺涂在导热环罩和散热环槽之间的空隙，导热硅脂的注入提高了导热环罩和散热环套之间的换热效果，且喉管体从散热环套上拆卸时，刮环将空隙内的导热硅脂刮出，便于对散热环槽内壁上的导热硅脂的刮除，方便了后期的使用维护。

2、加热铝块内的加热件对喉管体下部推入的线材体端部进行融化处理，随着线材体的推入将融化的线材段通过喷嘴体挤出，部分融化的线材会通过空隙向喉管体上部移动，喉管体上部吸收的热量被导热环罩吸收并传递给散热环网部，外置冷风机将外界冷却空气依次经导气管、环盒、气孔、冷却风腔从通气孔端排出，通气孔端排出的冷却空气直接喷入在散热环网上，散热环网上较大的换热面积使热量被流动的冷却风快速吸收并流经活动槽端，冷却空气推动遮蔽板并克服复位弹簧套杆向外侧移动，进而使外封孔板和封堵头外移，吸收热量的流动空气穿孔活动槽依次通过散热口和排气孔端排出，在不改变3D打印喷头体积的情况下增大散热环套的散热效率，从而利于实现喷涂熔融态线材的顺畅性。

附图说明

图1为本发明的整体结构剖视示意图；

图2为图1的局部放大示意图；

图3为本发明的散热环套对半剖视局部结构示意图；

图4为图3的导热环罩局部结构示意图；

图5为图3的衔接板、外封孔板整体结构示意图。

图中：1、加热铝块；2、喷嘴体；3、喉管体；4、散热环套；5、导热环罩；6、散热环槽；7、冷却风腔；8、外置冷风机；9、散热环网；10、散热口；11、导热硅脂加注口；12、刮环；13、密封圈；14、通气孔；15、环盒；16、气孔；17、导气管；18、活动槽；19、遮蔽板；20、衔接板；21、外封孔板；22、复位弹簧套杆；23、封堵头；24、排气孔；25、螺纹密封塞头；26、密封环；27、匀胶推条；101、线材体。

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。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：

实施例一：

一种3D打印喷头，包括加热铝块1以及分别设置在其两端的喷嘴体2和喉管体3，加热铝块1上嵌入设置有加热棒，加热棒用于对加热铝块1上喉管体3下部进行加热，从而使加热后的线材体101推入端进行融化，散热环套4外侧表面布置有散热铝翅片，且为一体浇筑获得，在散热环套4底端面对应设有螺纹槽，喉管体3上下部均具有外螺纹分别和加热铝块1和散热环套4进行配合连接，喉管体3上端螺纹配合套设有散热环套4，喉管体3上端面通过焊接方式固定有导热环罩5，散热环套4底端面对应设有和导热环罩5配合连接的散热环槽6，且散热环套4内部环向布设有和散热环槽6相连通的冷却风腔7，冷却风腔7进气侧与外置冷风机8出气侧连接，外置冷风机8为散热扇构成，导热环罩5上沿竖向布置有位于冷却风腔7出气侧的散热环网9，散热环网9上网眼为60目，散热环槽6内侧壁上环向布设有贯穿至散热环套4翅片侧壁端的散热口10，散热环网9用于吸收导热环罩5吸收的热量，外置冷风机8将冷却风经冷却风腔7排入到散热环网9上进行散热，吸收热量的空气经散热口10排出到室外，从而提高了对喉管体3上部的散热效果；

散热环槽6内侧壁上位于相邻散热口10之间环向布设有导热硅脂加注口11，导热硅脂加注口11前段为管状，后段为喇叭型结构，喇叭型结构能够存储部分导热硅脂，导热硅脂加注口11用于加注导热硅脂，导热环罩5顶部外侧表面环形设置有刮环12，刮环12和散热环槽6内壁相贴合，且在刮环12外侧表面粘接有硬质塑料环，避免刮环12对散热环槽6内壁造成刮损。

实施例二：

在实施例一的基础上进一步说明，散热环套4和喉管体3内依次贯穿有线材体101，导热环罩5导热系数大于喉管体3导热系数，导热环罩5采用铝材质，喉管体3现有技术中为钛合金制得，具有耐高温、防腐蚀和耐磨的特点，但是钛合金的导热性能低于铝材质的导热环罩5，且导热环罩5下部内外侧表面均粘接又或者卡接固定有橡胶材质的密封圈13用于对散热环槽6底部开口部进行密封，避免散热环槽6内部冷却风通过底部开口端漏出。

实施例三：

在实施例一的基础上进一步说明，散热环槽6和冷却风腔7之间连通布设有通气孔14，冷却风腔7内的冷却风通过通气孔14排入到散热环槽6内，散热环套4上部侧壁上设置有环盒15，冷却风腔7进气侧设有和环盒15相连通的气孔16，冷却风腔7为四个设置，相邻冷却风腔7之间的夹角为90°设置，外置冷风机8出气侧和环盒15进气侧之间设置有导气管17，导气管17用于将外置冷风机8排出的冷却风引入环盒15内，环盒15将排入的冷却风通过其孔16均匀的分布给四个冷却风腔7内。

实施例四：

在实施例一的基础上进一步说明，散热环网9导热系数大于导热环罩5，散热环网9采用铜材质制得，散热环网9能够吸收导热环罩5吸收喉管体3上部的热量，散热口10进气侧设有活动槽18，活动槽18为台阶槽结构，活动槽18内活动设置有遮蔽板19，遮蔽板19和活动槽18外侧开口部接触时起到密封功能，遮蔽板19侧部设置有贯穿于散热口10出气侧的衔接板20，衔接板20外端设置有外封孔板21，外封孔板21上对称设有活动孔，外封孔板21侧壁上的活动孔内对称滑动贯穿有固定设置在散热环套4翅片部的复位弹簧套杆22，复位弹簧套杆22能够对外封孔板21产生向散热口10方向的弹簧推力，且外封孔板21为弹性钢构成，复位弹簧套杆22能够使外封孔板21产生形变，进而对散热口10外侧端口进行遮蔽密封，且衔接板20上下表面布置有封堵头23，封堵头23为橡胶材质构成，散热口10内壁上下端均布设有排气孔24，排气孔24用于散热口10内流动空气的辅助排出，复位弹簧套杆22依次推动外封孔板21、衔接板20和遮蔽板19内移，使散热口10内外端、排气孔24分别被遮蔽板19、外封孔板21和封堵头23进行遮蔽密封；

外置冷风机8将外界冷空气排入至冷却风腔7内时，冷却风克服复位弹簧套杆22反向弹簧力推动遮蔽板19、衔接板20和外封孔板21外移，此时散热口10和排气孔24为打开状态，上述设置便于散热环套4未使用时对散热口10和排气孔24的临时封堵，有效防止外界灰尘杂质的进入。

实施例五：

在实施例一的基础上进一步说明，导热硅脂加注口11进气侧内预设有内螺纹，导热硅脂加注口11外侧螺纹配合有螺纹密封塞头25，螺纹密封塞头25能够对导热硅脂加注口11进行临时密封，且导热环罩5外侧表面位于散热环网9上下端均设置有和散热环槽6内侧壁密封接触的密封环26，密封环26为橡胶材质制得，密封环26的设置对散热环网9进行隔离设置，避免导热硅脂的加注会进入到散热环网9和散热口10区域，相邻散热环网9之间的相对密封环26之间环向布设有匀胶推条27，喉管体3在散热环套4上螺纹配合转动时，匀胶推条27将导热硅脂加注口11注入的导热硅脂均匀铺涂在导热环罩5和散热环槽6之间的空隙，导热硅脂的注入提高了导热环罩5和散热环套4之间的换热效果，且喉管体3从散热环套4上拆卸时，刮环12将空隙内的导热硅脂刮出，便于对散热环槽6内壁上的导热硅脂的刮除，方便了后期的使用维护。

工作原理如下：在3D打印喷头使用的过程中，首先将喷嘴体2和喉管体3依次安装在加热铝块1下端和上端，并使散热环套4螺纹配合固定在喉管体3上端，使喉管体3顶端的导热环罩5以旋转方式插入到散热环槽6内，直到活动槽18位于密封环26之间，之后将导热硅脂通过导热硅脂加注口11注入到散热环槽6内，使喉管体3和散热环套4之间进行相对转动，刮环12会将导热硅脂均匀涂布在散热环槽6内壁和导热环罩5外表面之间的空隙内，提高了散热环套4和导热环罩5之间的热交换接触面积，之后用螺纹密封塞头25对导热硅脂加注口11进行临时密封，将外置冷风机8电源端连接外置电源，并使外置冷风机8出气侧通过导气管18和环盒15进气侧连接；

加热铝块1内的加热件对喉管体3下部推入的线材体101端部进行融化处理，随着线材体101的推入将融化的线材段通过喷嘴体2挤出，部分融化的线材会通过空隙向喉管体3上部移动，喉管体3上部吸收的热量被导热环罩5吸收并传递给散热环网9部，外置冷风机8将外界冷却空气依次经导气管17、环盒15、气孔16、冷却风腔7从通气孔14端排出，通气孔14端排出的冷却空气直接喷入在散热环网9上，散热环网9上较大的换热面积使热量被流动的冷却风快速吸收并流经活动槽18端，冷却空气推动遮蔽板19并克服复位弹簧套杆22向外侧移动，进而使外封孔板21和封堵头23外移，吸收热量的流动空气穿孔活动槽18依次通过散热口10和排气孔24端排出，在不改变3D打印喷头体积的情况下增大散热环套4的散热效率，从而利于实现喷涂熔融态线材的顺畅性。

实施例六：本实施例提供一种3D打印喷头系统，包括实施例一提供的3D打印喷头。

实施例七：本实施例提供一种3D打印机，包括上述实施例提供的3D打印喷头系统。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种3D打印喷头，包括加热铝块(1)以及分别设置在其两端的喷嘴体(2)和喉管体(3)，所述喉管体(3)上端螺纹配合套设有散热环套(4)，其特征在于：所述喉管体(3)上端面设置有导热环罩(5)，所述散热环套(4)底端面对应设有和导热环罩(5)配合连接的散热环槽(6)，且散热环套(4)内部环向布设有和散热环槽(6)相连通的冷却风腔(7)，冷却风腔(7)进气侧与外置冷风机(8)出气侧连接，所述导热环罩(5)上沿竖向布置有位于冷却风腔(7)出气侧的散热环网(9)，所述散热环槽(6)内侧壁上环向布设有贯穿至散热环套(4)翅片侧壁端的散热口(10)；

所述散热环槽(6)内侧壁上位于相邻所述散热口(10)之间环向布设有导热硅脂加注口(11)，所述导热环罩(5)顶部外侧表面环形设置有刮环(12)。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印喷头，其特征在于：所述散热环套(4)和喉管体(3)内依次贯穿有线材体(101)，所述导热环罩(5)导热系数大于喉管体(3)导热系数，且导热环罩(5)下部内外侧表面均设置有密封圈(13)用于对散热环槽(6)开口部进行密封。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印喷头，其特征在于：所述散热环槽(6)和冷却风腔(7)之间连通布设有通气孔(14)，所述散热环套(4)上部侧壁上设置有环盒(15)，所述冷却风腔(7)进气侧设有和环盒(15)相连通的气孔(16)，所述外置冷风机(8)出气侧和环盒(15)进气侧之间设置有导气管(17)。

4.根据权利要求1所述的一种3D打印喷头，其特征在于：所述散热环网(9)导热系数大于导热环罩(5)，所述散热口(10)进气侧设有活动槽(18)，活动槽(18)内活动设置有遮蔽板(19)，遮蔽板(19)侧部设置有贯穿于散热口(10)出气侧的衔接板(20)，衔接板(20)外端设置有外封孔板(21)，外封孔板(21)侧壁上对称滑动贯穿有固定设置在散热环套(4)翅片部的复位弹簧套杆(22)，且所述衔接板(20)上下表面布置有封堵头(23)，所述散热口(10)内壁上下端均布设有排气孔(24)，所述复位弹簧套杆(22)依次推动外封孔板(21)、衔接板(20)和遮蔽板(19)内移，使散热口(10)内外端、排气孔(24)分别被遮蔽板(19)、外封孔板(21)和封堵头(23)进行遮蔽密封；

所述外置冷风机(8)将外界冷空气排入至冷却风腔(7)内时，冷却风克服复位弹簧套杆(22)反向弹簧力推动遮蔽板(19)、衔接板(20)和外封孔板(21)外移。

5.根据权利要求1所述的一种3D打印喷头，其特征在于：所述导热硅脂加注口(11)外侧螺纹配合有螺纹密封塞头(25)，且所述导热环罩(5)外侧表面位于散热环网(9)上下端均设置有和散热环槽(6)内侧壁密封接触的密封环(26)，相邻所述散热环网(9)之间的相对密封环(26)之间环向布设有匀胶推条(27)，所述喉管体(3)在散热环套(4)上螺纹配合转动时，匀胶推条(27)将导热硅脂加注口(11)注入的导热硅脂均匀铺涂在导热环罩(5)和散热环槽(6)之间的空隙，且喉管体(3)从散热环套(4)上拆卸时，刮环(12)将空隙内的导热硅脂刮出。

6.一种3D打印喷头系统，其特征在于：包括上述权利要求1-5任意一项所述的3D打印喷头。

7.一种3D打印机，其特征在于：包括上述权利要求6所述的3D打印喷头系统。

Images