CN116373297A - 一种带防串色功能的3d打印喷头供料结构及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了应用于3D打印领域的一种带防串色功能的3D打印喷头供料结构及其使用方法，该结构通过将现有技术中整体的导料管改成分段式的导料管，同时配合锁紧环的使用，可将内导料段挤压限制在喉管内，使内导料段与喷嘴的连接处紧密接触，进而有效避免导料管和喷嘴之间空隙的形成，使送料组件在上下移动不断导料时，部分熔融物料难以在喷嘴和导料管之间凝结堵塞，进而大幅度降低喷嘴堵塞的概率，同时，在更换其他颜色物料打印时，不易出现串色的情况，达到防串色的效果；另外，在不拆掉喷嘴的前提下，还能达到在喷嘴未因堵塞发生明显故障之间，即可对其内部物料堵塞或者残留情况进行检测。
Description
技术领域
本申请涉及3D打印领域，特别涉及一种带防串色功能的3D打印喷头供料结构及其使用方法。
背景技术
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。
现有技术中，3D打印喷嘴内部的送料组件在不断上下移动送料过程中，会导致导料管与喷嘴之间松动，并逐渐产生一定的空隙，然而由于喷嘴和导料管之间温差很大，物料在导料管内时是固态，但是物料在喷嘴内时，往往已经被加热处于熔融状态，熔融的物料随送料组件上下移动时，会进入到导料管与喷嘴之间的空隙，导致进入到空隙内的物料在停止打印后，因降温会固化并残留在喷嘴内，当打印不同颜色的物料时，再次加热后，残留固化的物料再次熔融，可能会出现串色的现象，严重时，固化的物料难以完全熔融时，可能会影响送料组件的移动，导致难以正常打印。
发明内容
本申请目的在于有效避免导料管和喷嘴之间空隙的形成，进而降低该处物料的残留，达到防串色的效果，相比现有技术提供一种带防串色功能的3D打印喷头供料结构，包括加热铝块、散热铝块以及导料管，导料管内活动插设有送料组件，加热铝块和散热铝块之间连接有螺纹柱，加热铝块下端螺纹连接有喷嘴，加热铝块上端螺纹连接有喉管，且喷嘴和喉管相互靠近的端部相互接触，喉管上端嵌入散热铝块内，散热铝块上端螺纹连接有气动接头，散热铝块内放置有锁紧环，锁紧环与气动接头挤压接触，导料管包括外导料段和内导料段，外导料段插设在气动接头内，内导料段插设在喉管内。
通过将现有技术中整体的导料管改成分段式的导料管，同时配合锁紧环的使用，可将内导料段挤压限制在喉管内，使内导料段与喷嘴的连接处紧密接触，进而有效避免导料管和喷嘴之间空隙的形成，使送料组件在上下移动不断导料时，部分熔融物料难以在喷嘴和导料管之间凝结堵塞，进而大幅度降低喷嘴堵塞的概率，同时，在更换其他颜色物料打印时，不易出现串色的情况，达到防串色的效果。
进一步，外导料段和内导料段为同材料制成，且二者均为高导热材料制成，一方面，二者用于引导物料进入到喷嘴处，另一方面，二者还具有对物料进行预热的效果，使物料进入到喷嘴内后，能更快的热熔，使打印速度更快，效率更高。
进一步，锁紧环截面为工形结构，外导料段端部与锁紧环上方接触，且内导料段两端分别与喷嘴以及锁紧环挤压接触，有效保证内导料段的位置能被稳定限制，使其难以因送料组件的上下移动，而松动移位，进而使喷嘴上方难以出现间隙，避免物料在该处堆积堵塞，降低串色情况的发生。
可选的，喷嘴和喉管相互靠近的端面均开凿有多个呈阵列分布的半孔，喷嘴和喉管相对的两个半孔组成导料孔，加热铝块内部开凿有测堵腔，测堵腔与多个导料孔位置对应，测堵腔内壁固定连接有多个分别与多个导料孔对应的测堵片，测堵腔内壁还固定安装有多个红外测距仪，多个红外测距仪分别位于对应多个测堵片的下方，在喷嘴上方未出现物料堆积时，测堵片维持常态，此时红外测距仪检测的距离刚好是红外测距仪端部与喷嘴表面之间的垂直距离，此距离即为既定距离，而内导料段与喷嘴之间发生松动导致间隙形成后，部分热熔的物料沿着导料孔下滑落入对应的测堵片上，在重力作用下，测堵片弯曲从而遮挡红外测距仪的光线，使红外测距仪检测出的距离数据变小，即表示喷嘴处存在堵塞的情况，相较于现有技术，可在每次打印之前相对简单的进行堵塞检测，有效保证打印的正常进行。
进一步，导料孔倾斜设置，倾斜角度角度为15-30°，且导料孔朝向测堵腔的口部位于低于另一个口部，便于熔融的物料沿导料孔下移并进入到测堵腔内。
进一步，测堵片刚好位于导料孔下方，且测堵片端部与喷嘴表面相互接触，使导料孔口部流出的熔融物料能刚好落在测堵片的端部，使测堵片端部重力增大，便与其弯曲。
进一步，测堵片为弹性的扇形结构，且测堵片的扇形圆心朝向远离喷嘴的一侧，使测堵片与测堵腔内壁的连接处较窄，受到物料重力时，使测堵片更易弯曲遮挡红外测距仪的光线。
可选的，测堵片朝向喷嘴的一端中部开凿有弧形槽，弧形槽内固定连接有导料杆，导料杆包括横球杆以及固定连接在横球杆球部下端的竖球杆，横球杆端部刚好位于导料孔口部正下方，当物料落在横球杆上时，可迅速沿着横球杆下滑并逐渐凝结，就像蜡烛变表面下落凝结的蜡油一样，来不及固化的部分物料会包裹在竖球杆上，使竖球杆由透明变为不透明，使红外测距仪上测出的数据同样变小，便于工作人员对喷嘴内物料残留堵塞情况进行检查。
进一步，竖球杆为透明结构，使其不易影响红外测距仪光线路径的长度，且竖球杆刚好位于红外测距仪发出的光线的路径上，当其不透明后，即可缩短红外测距仪光路径的长度。
一种带防串色功能的3D打印喷头供料结构，其使用方法包括以下步骤：
S1、将原有整体的导料管拆除，然后将内导料段插入到喉管内，并通过气动接头将锁紧环卡入散热铝块内部，从而固定内导料段，再将外导料段插入气动接头内，完成分段式的导料管的更换；
S2、在打印之前，控制多个红外测距仪开启，当检测出的距离数据小于既定数值时，说明喷嘴内存在物料残留、堵塞的情况；
S3、当多个红外测距仪的检测数值未发生明显变化时，说明喷嘴内正常，可开始进行送料打印。
相比于现有技术，本申请的优点在于：
通过将现有技术中整体的导料管改成分段式的导料管，同时配合锁紧环的使用，可将内导料段挤压限制在喉管内，使内导料段与喷嘴的连接处紧密接触，进而有效避免导料管和喷嘴之间空隙的形成，使送料组件在上下移动不断导料时，部分熔融物料难以在喷嘴和导料管之间凝结堵塞，进而大幅度降低喷嘴堵塞的概率，同时，在更换其他颜色物料打印时，不易出现串色的情况，达到防串色的效果；另外，在不拆掉喷嘴的前提下，还能达到在喷嘴未因堵塞发生明显故障之间，即可对其内部物料堵塞或者残留情况进行检测。
附图说明
图1为本申请正面的示意图；
图2为图1中A处的示意图；
图3为现有技术的示意图；
图4为本申请实施例2的正面图；
图5为图4中B处的示意图；
图6为图5中C处的示意图；
图7为本申请图测堵腔内的部分结构示意图；
图8为本申请实施例3中测堵腔内的部分结构示意图；
图9为本申请测堵片的俯视图；
图10为本申请测堵片的截面图。
图中标号说明：
1喷嘴、21加热铝块、22散热铝块、3喉管、4螺纹柱、5导料管、51外导料段、52内导料段、6气动接头、71导料孔、72测堵腔、8锁紧环、9测堵片、91横球杆、92竖球杆、10送料组件、11红外测距仪。
具体实施方式
实施例将结合说明书附图，对本申请技术方案进行清楚、完整地描述，基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种带防串色功能的3D打印喷头供料结构，包括加热铝块21、散热铝块22以及导料管5，导料管5内活动插设有送料组件10，加热铝块21和散热铝块22之间连接有螺纹柱4，加热铝块21下端螺纹连接有喷嘴1，加热铝块21上端螺纹连接有喉管3，且喷嘴1和喉管3相互靠近的端部相互接触，喉管3上端嵌入散热铝块22内，散热铝块22上端螺纹连接有气动接头6，散热铝块22内放置有锁紧环8，锁紧环8与气动接头6挤压接触，导料管5包括外导料段51和内导料段52，外导料段51插设在气动接头6内，内导料段52插设在喉管3内。
外导料段51和内导料段52为同材料制成，且二者均为高导热材料制成，一方面，二者用于引导物料进入到喷嘴1处，另一方面，二者还具有对物料进行预热的效果，使物料进入到喷嘴1内后，能更快的热熔，使打印速度更快，效率更高。
另外值得注意的是，由于外导料段51和内导料段52的分段，导致物料受到的连续预热距离变短，因而打印时，需要调整加热铝块21对喷嘴1的加热温度高10-20℃，或者在内导料段52表面包裹一层导热硅胶层，使内导料段52与散热铝块22紧密接触，使二者之间不易存在空隙，使热量传递更加通畅，内部物料更易与喉管3以及外部的散热铝块22共热。
如图2，锁紧环8截面为工形结构，外导料段51端部与锁紧环8上方接触，且内导料段52两端分别与喷嘴1以及锁紧环8挤压接触，有效保证内导料段52的位置能被稳定限制，使其难以因送料组件10的上下移动，而松动移位，进而使喷嘴1上方难以出现间隙，避免物料在该处堆积堵塞，降低串色情况的发生。
如图1，通过将图3所示的现有技术中整体的导料管5改成分段式的导料管5，同时配合锁紧环8的使用，可将内导料段52挤压限制在喉管3内，使内导料段52与喷嘴1的连接处紧密接触，进而有效避免导料管和喷嘴之间空隙的形成，使送料组件10在上下移动不断导料时，部分熔融物料难以在喷嘴1和导料管5之间凝结堵塞，进而大幅度降低喷嘴1堵塞的概率，同时，在更换其他颜色物料打印时，不易出现串色的情况，达到防串色的效果。
实施例2：
如图4-5，喷嘴1和喉管3相互靠近的端面均开凿有多个呈阵列分布的半孔，喷嘴1和喉管3相对的两个半孔组成导料孔71，加热铝块21内部开凿有测堵腔72，测堵腔72与多个导料孔71位置对应，测堵腔72内壁固定连接有多个分别与多个导料孔71对应的测堵片9，测堵腔72内壁还固定安装有多个红外测距仪11，多个红外测距仪11分别位于对应多个测堵片9的下方，在喷嘴1上方未出现物料堆积时，测堵片9维持常态，此时红外测距仪11检测的距离刚好是红外测距仪11端部与喷嘴1表面之间的垂直距离，此距离即为既定距离，而内导料段52与喷嘴1之间发生松动导致间隙形成后，部分热熔的物料沿着导料孔71下滑落入对应的测堵片9上，在重力作用下，测堵片9弯曲从而遮挡红外测距仪11的光线，使红外测距仪11检测出的距离数据变小，即表示喷嘴1处存在堵塞的情况，相较于现有技术，可在每次打印之前相对简单的进行堵塞检测，有效保证打印的正常进行。
另外，值得注意的是，红外测距仪11与测堵片9之间的间隔尽可能小，但是二者不接触，使在打印之前，当测堵片9发生较小形变后，红外测距仪11即可检测出距离的变化。
相应的，红外测距仪11可以与外界显示终端信号连接，便于显示测距结果，便于工作人员根据结果判断喷嘴1内情况。
如图6，导料孔71倾斜设置，倾斜角度角度为15-30°，且导料孔71朝向测堵腔72的口部位于低于另一个口部，便于熔融的物料沿导料孔71下移并进入到测堵腔72内，测堵片9刚好位于导料孔71下方，且测堵片9端部与喷嘴1表面相互接触，使导料孔71口部流出的熔融物料能刚好落在测堵片9的端部，使测堵片9端部重力增大，便与其弯曲。
如图7，测堵片9为弹性的扇形结构，且测堵片9的扇形圆心朝向远离喷嘴1的一侧，使测堵片9与测堵腔72内壁的连接处较窄，受到物料重力时，使测堵片9更易弯曲遮挡红外测距仪11的光线。
本实施例相较于实施例1新增上述内容，使本实施例在实现实施例1所示的技术效果外，还可以达到在不拆掉喷嘴1的前提下，可以实现在喷嘴1未因堵塞发生明显故障之间，即可实现对其内部物料堵塞或者残留的检测，进而有效保证工作人员能及时对其内部进行相对通堵清理措施，有效避免在打印其他颜色物料时发生串色现象后，才了解内部存在物料残留甚至堵塞的情况发生，进而有效避免串色现象的发生，起到防串色的效果。
实施例3：
请参阅图8-9，测堵片9朝向喷嘴1的一端中部开凿有弧形槽，弧形槽内固定连接有导料杆，导料杆包括横球杆91以及固定连接在横球杆91球部下端的竖球杆92，横球杆91端部刚好位于导料孔71口部正下方，当物料落在横球杆91上时，可迅速沿着横球杆91下滑并逐渐凝结，就像蜡烛变表面下落凝结的蜡油一样，来不及固化的部分物料会包裹在竖球杆92上，使竖球杆92由透明变为不透明，使红外测距仪11上测出的数据同样变小，便于工作人员对喷嘴1内物料残留堵塞情况进行检查。
竖球杆92为透明结构，使其不易影响红外测距仪11光线路径的长度，且竖球杆92刚好位于红外测距仪11发出的光线的路径上，当其不透明后，即可缩短红外测距仪11光路径的长度。
一种带防串色功能的3D打印喷头供料结构，其使用方法包括以下步骤：
S1、将原有整体的导料管5拆除，然后将内导料段52插入到喉管3内，并通过气动接头6将锁紧环8卡入散热铝块22内部，从而固定内导料段52，再将外导料段51插入气动接头6内，完成分段式的导料管5的更换；
S2、在打印之前，控制多个红外测距仪11开启，当检测出的距离数据小于既定数值时，说明喷嘴1内存在物料残留、堵塞的情况；
S3、当多个红外测距仪11的检测数值未发生明显变化时，说明喷嘴1内正常，可开始进行送料打印。
本实施例相较于实施例2，对测堵片9进行了一定的改进，本实施例与实施例2的方式，均能实现发生堵塞后，导致红外测距仪11检测到的距离小于既定距离的效果，均可实现能检测喷嘴1内物料残留甚至堵塞的效果。
以上所述，仅为本申请结合当前实际需求采用的最佳实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此。
Claims (10)
1.一种带防串色功能的3D打印喷头供料结构，包括加热铝块(21)、散热铝块(22)以及导料管(5)，所述导料管(5)内活动插设有送料组件(10)，所述加热铝块(21)和散热铝块(22)之间连接有螺纹柱(4)，其特征在于，所述加热铝块(21)下端螺纹连接有喷嘴(1)，所述加热铝块(21)上端螺纹连接有喉管(3)，且喷嘴(1)和喉管(3)相互靠近的端部相互接触，所述喉管(3)上端嵌入散热铝块(22)内，所述散热铝块(22)上端螺纹连接有气动接头(6)，所述散热铝块(22)内放置有锁紧环(8)，所述锁紧环(8)与气动接头(6)挤压接触，所述导料管(5)包括外导料段(51)和内导料段(52)，所述外导料段(51)插设在气动接头(6)内，所述内导料段(52)插设在喉管(3)内。
2.根据权利要求1所述的一种带防串色功能的3D打印喷头供料结构，其特征在于，所述外导料段(51)和内导料段(52)为同材料制成，且二者均为高导热材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种带防串色功能的3D打印喷头供料结构，其特征在于，所述锁紧环(8)截面为工形结构，所述外导料段(51)端部与锁紧环(8)上方接触，且内导料段(52)两端分别与喷嘴(1)以及锁紧环(8)挤压接触。
4.根据权利要求1所述的一种带防串色功能的3D打印喷头供料结构，其特征在于，所述喷嘴(1)和喉管(3)相互靠近的端面均开凿有多个呈阵列分布的半孔，所述喷嘴(1)和喉管(3)相对的两个半孔组成导料孔(71)，所述加热铝块(21)内部开凿有测堵腔(72)，所述测堵腔(72)与多个导料孔(71)位置对应。
5.根据权利要求4所述的一种带防串色功能的3D打印喷头供料结构，其特征在于，所述测堵腔(72)内壁固定连接有多个分别与多个导料孔(71)对应的测堵片(9)，所述测堵腔(72)内壁还固定安装有多个红外测距仪(11)，多个所述红外测距仪(11)分别位于对应多个测堵片(9)的下方。
6.根据权利要求5所述的一种带防串色功能的3D打印喷头供料结构，其特征在于，所述导料孔(71)倾斜设置，所述倾斜角度角度为15-30°，且导料孔(71)朝向测堵腔(72)的口部位于低于另一个口部。
7.根据权利要求6所述的一种带防串色功能的3D打印喷头供料结构，其特征在于，所述测堵片(9)刚好位于导料孔(71)下方，且测堵片(9)端部与喷嘴(1)表面相互接触，所述测堵片(9)为弹性的扇形结构，且测堵片(9)的扇形圆心朝向远离喷嘴(1)的一侧。
8.根据权利要求7所述的一种带防串色功能的3D打印喷头供料结构，其特征在于，所述测堵片(9)朝向喷嘴(1)的一端中部开凿有弧形槽，所述弧形槽内固定连接有导料杆，所述导料杆包括横球杆(91)以及固定连接在横球杆(91)球部下端的竖球杆(92)。
9.根据权利要求8所述的一种带防串色功能的3D打印喷头供料结构，其特征在于，所述竖球杆(92)为透明结构，且竖球杆(92)刚好位于红外测距仪(11)发出的光线的路径上。
10.根据权利要求9所述的一种带防串色功能的3D打印喷头供料结构，其特征在于，其使用方法包括以下步骤：
S1、将原有整体的导料管(5)拆除，然后将内导料段(52)插入到喉管(3)内，并通过气动接头(6)将锁紧环(8)卡入散热铝块(22)内部，从而固定内导料段(52)，再将外导料段(51)插入气动接头(6)内，完成分段式的导料管(5)的更换；
S2、在打印之前，控制多个红外测距仪(11)开启，当检测出的距离数据小于既定数值时，说明喷嘴(1)内存在物料残留、堵塞的情况；
S3、当多个红外测距仪(11)的检测数值未发生明显变化时，说明喷嘴(1)内正常，可开始进行送料打印。
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