CN203994723U - 3d打印线材自由连接器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种3D打印线材自由连接器，包括：上下压靠在一起的热熔块和定型块，以及杵棒，定型块分为上半部和下半部，上半部和下半部的相对面均设有至少一条形状吻合、一一对应的半槽，上下一一对应的半槽边缘密封的组成定型孔，上半部设有与半槽一一对应的竖直方向贯穿的下料孔，热熔块设有至少一个熔料孔，熔料孔与下料孔一一对应的连通。该连接器可以连接同种材料不同颜色的线材，或者打印温度相近的不同种线材，可以在同一个打印物件上呈现两种以上不同颜色，不同特性，甚至可以在低收缩率的材料后面连接一些收缩率较大的材料而不用担心翘曲，极大的丰富了3D打印的自由度和想象力。

Description

3D打印线材自由连接器

技术领域

本实用新型涉及一种用于连接线材的连接器，尤其涉及一种用于连接熔融堆积成型3D打印线材的连接器。

背景技术

“3D打印”是近些年得到广泛关注和快速发展的一类快速成型和快速制造技术。在3D打印领域中应用最为广泛的技术为熔融堆积成型，又称FDM (Fused Deposition Modeling)。该技术不但应用于大型，“工业级”（单机售价在5000美元以上）成型设备，也广泛应用于自2008年左右兴起的“个人级”桌面式3D打印机。FDM技术的基本原理是将热塑性高分子单丝或线材（直径一般为1.75 mm和3 mm）利用齿轮组传送到高温热端将高分子熔融并连续挤出熔融高分子，并在精确定位下通过逐层堆积的方式构建三维物体。

目前使用在FDM 3D打印机上的材料主要由ABS、聚乳酸（PLA）、聚碳酸酯（PC）和少数其它高分子材料构成。这些打印线材一般都是以卷的形式出售（750g/卷、1Kg/卷），一卷是一种颜色。

目前只有少数3D打印机有暂停续打的功能，而且一般无法更换材料，即使可以更换材料，也会使新的打印线材无法粘结到已经冷却的模型上。

发明内容

本实用新型克服了现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种线材连接器，使其能够应用到桌面级的FDM原理的3D打印机中。本实用新型利用线材原料或者剪成小段的线材在连接器的上层熔融，通过金属棒把足量的熔融材料压到下层，连接两根线材头，冷却后取出。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种3D打印线材自由连接器，包括：上下压靠在一起的热熔块1和定型块2，以及杵棒3，其特征在于，所述定型块2分为上半部21和下半部22，所述上半部21和所述下半部22的相对面均设有至少一条形状吻合、一一对应的半槽23，上下一一对应的所述半槽23边缘密封的组成定型孔10，所述上半部21设有与所述半槽23一一对应的竖直方向贯穿的下料孔11，所述热熔块1设有至少一个熔料孔9，所述熔料孔9与所述下料孔11一一对应的连通，所述熔料孔9和所述定型孔10侧周分别设有第一温控器和第二温控器。

本实用新型一个较佳实施例中，每个所述熔料孔9为旋转90°后的T字形，所述熔料孔9分为竖部91和横部92，所述竖部91同轴的与对应的所述下料孔11连通，所述横部92水平或倾斜的连通所述竖部91的中间。

本实用新型一个较佳实施例中，半圆隔片12能够紧贴所述竖部91内壁插入所述竖部91将所述竖部91和所述横部92密封分隔开。

本实用新型一个较佳实施例中，所述竖部91上端周向的所述热熔块1上设有与所述熔料孔9同轴的环形垫圈5，所述竖部91为圆柱形或倒截锥形。

本实用新型一个较佳实施例中，每个所述熔料孔9竖直同轴的与对应的所述下料孔11连通，所述熔料孔9上端周向的所述热熔块1上设有与所述熔料孔9同轴的环形垫圈5，所述熔料孔9为圆柱形或倒截锥形。

本实用新型一个较佳实施例中，所述热熔块1上还设有水平方向延展的扁平插槽14，将扁平隔片13插入所述扁平插槽14能够密封的将所述熔料孔9隔断成上下两段，所述扁平隔片13上还设有通孔。

本实用新型一个较佳实施例中，所述热熔块1和所述定型块2之间还设有隔热片4，所述热熔块1和所述定型块2两侧还各设有一个能够形状匹配的将所述热熔块1和所述上半部21固定在一起的固定装置6。

本实用新型一个较佳实施例中，所述杵棒3能够横截面形状匹配的插入所述熔料孔9，所述杵棒3一端还设有套管31。

本实用新型一个较佳实施例中，每条所述定型孔10的至少一端还设有柔性的定位线材的定位装置，所述定位装置两端固定在所述定型块2或所述固定装置6上，所述定位装置中间设有与所述线材横截面形状匹配的箍套61。

本实用新型一个较佳实施例中，所述第一温控器（7）和所述第二温控器（8）均电连接有电源和温度传感器。

本实用新型解决了背景技术中存在的缺陷，本实用新型提供的连接器可以在打印前把所需各种颜色，各种性能，打印温度接近的线材连接成一根线材，在单喷头打印机上无需更换线材就可以打印两种颜色以上，两种材料特性以上的模型，甚至可以在低收缩率的材料后面连接一些收缩率较大的材料而不用担心翘曲，极大的丰富了3D打印的自由度和想象力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的第一种实施例的只有一组熔料孔和定型孔的连接器的立体结构图一；

图2是本实用新型的第一种实施例的只有一组熔料孔和定型孔的连接器的立体结构图二；

图3是本实用新型的第二种实施例的只有一组熔料孔和定型孔的连接器的立体结构图一；

图4是本实用新型的第二种实施例的只有一组熔料孔和定型孔的连接器的立体结构图二；

图5是本实用新型的第二种实施例的只有一组熔料孔和定型孔的连接器的立体结构图三；

图6是本实用新型的第二种实施例的有二组熔料孔和定型孔的连接器的立体结构图一；

图7是本实用新型的第二种实施例的有二组熔料孔和定型孔的连接器的立体结构图二；

图6是本实用新型的第一种实施例的只有一组熔料孔和定型孔的连接器的前视展开图；

图7是本实用新型的第一种实施例的只有一组熔料孔和定型孔的连接器的俯视展开图；

图8是本实用新型的第二种热熔块的只有一组熔料孔和定型孔的连接器的工作原理图；

图9是本实用新型的第二种实施例的只有一组熔料孔和定型孔的连接器的展开图；

图10是本实用新型的第二种实施例的只有一组熔料孔和定型孔的连接器的立体结构图三；

图中：1、热熔块，2、定型块，21、上半部，22、下半部，23、半槽，3、杵棒，31、套管、4、隔热片，5、环形垫圈，6、固定装置，61、箍套， 9、熔料孔，91、竖部，92、横部，10、定型孔，11、下料孔，12、半圆隔片，13、扁平隔片，14、扁平插槽。

具体实施方式

现在结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1-10所示，一种3D打印线材自由连接器，包括：上下压靠在一起的热熔块1和定型块2，以及杵棒3，定型块2分为上半部21和下半部22，上半部21和下半部22的相对面均设有至少一个形状吻合、上下一一对应的半槽23，上下一一对应的两个半槽23边缘密封的组成定型孔10，上半部21设有与半槽23一一对应的竖直方向贯穿的下料孔11，热熔块1设有至少一个熔料孔9，熔料孔9与对应的下料孔11连通，熔料孔9和定型孔10侧周分别设有第一温控器和第二温控器。本实用新型优选定型孔个数为1或2个，本实用新型优选半槽23的横截面为半圆形，即定型孔10的横截面形状为圆形，且定型孔10的轴线不限于直线，可以是弧线或折线。第一温控器和第二温控器分别设置在熔料孔9和定型孔10的侧周，温控器7、8可以是棒状结构嵌在热熔块1或定型块2内，也可以是内附于熔料孔9和定型孔10内壁附近的环形结构，且本实用新型工作时，第一温控器对熔料孔9的加热温度大于第二温控器对定型孔10的加热温度，第一温控器和第二温控器均电连接有电源和温度传感器，温度传感器能够检测熔料孔9和定型孔10内壁的温度，并在温度超过设定值后自动断开温控器7、8的电源停止加热，以及在温度低于设定值后自动联通温控器7、8的电源进行加热。

优选第一温控器加热区间为0-300度，优选第二温控器加热区间为0-99度，固定装置6优选木质或金属质，但木质的固定装置6性能优于金属材质的固定装置6，因为木质具有较好隔热的隔热性能，杵棒3横截面圆形但不仅限于圆形，优选直径为5-10mm，优选其上端有木质护套，优选隔热片4可以为石棉，棉质等。

本实用新型的第一种实施例为：相互连通对应的熔料孔9和定型孔10共有1组或2组，熔料孔9为旋转90°后的T字形，熔料孔9分为竖部91和横部92，竖部91同轴的与下料孔11连通，横部92水平或倾斜的连通竖部91的中间。半圆隔片12能够紧贴竖部91内壁插入竖部91将竖部91和横部92密封分隔开，在熔融线材时可以防止熔体流出。竖部91上端周向的热熔块1上设有与熔料孔9同轴的环形垫圈5，竖部91为圆柱形或倒截锥形。环形垫圈5有一定的隔热效果，主要作用是用杵棒3压熔体时防止烫伤。本实施例中对应的2组熔料孔9和定型孔10可以同时工作或其中一组工作。

第一种优选实施例，热熔块1和定型块2材质均为铝、铜等熔点在400度以上的金属。其中横部92横截面形状为圆形但不仅限于圆形；竖部91横截面形状为圆形但不仅限于圆形，通道长为热熔块1的高。定型块2由两块中间由半圆形中空通道的金属块组成，且圆形通道不是均匀分割。竖部91和横部92交叉处的半圆隔片12是可移动的，但不仅限于圆形，其优选为金属材质。

本实用新型的第二种实施例为：相互连通对应的熔料孔9和定型孔10共有1组或2组，熔料孔9竖直同轴的与下料孔11连通，熔料孔9上端周向的热熔块1上设有与熔料孔9同轴的环形垫圈5，熔料孔9为圆柱形或倒截锥形。热熔块1上还设有水平方向延展的扁平插槽14，将扁平隔片13插入插槽能够密封的将熔料孔9隔断成上下两段，扁平隔片13上还设有通孔，在熔融材料时把隔片通道那一边移到金属块外面。环形垫圈5有一定的隔热效果，主要是用杵棒3压熔体时防止烫伤。本实施例中对应的2组熔料孔9和定型孔10可以同时工作或其中一组工作。

第二种优选实施例：热熔块1和定型块2材质均为铝、铜等熔点在400度以上的金属。其中熔料孔9横截面形状为圆形但不仅限于圆形，通道长为热熔块1的高。扁平隔片13的通道形状为圆形但不仅限于圆形，小于等于熔融孔直径。定型块2由两块中间有半圆形中空通道的金属块组成，合起来的圆形定型孔10，且圆形通道不是均匀分割。

热熔块1和定型块2之间设有还隔热片4，隔热片4的设置保证了热熔块1和定型块2之间的温度差能够相对恒定，隔热片4上还设有一通孔，通孔能够与下料孔11的上端口形状匹配，以方便熔料能够从熔料孔9进入下料孔11；热熔块1和定型块2两侧还各设有一个能够形状匹配的将热熔块1和定型块2上半部21固定在一起的固定装置6，这样就能够保证热熔块1和上半部21以及隔热片4之间相对位置的固定，不容易散开，并且空隙之间的相对位置关系及密封性能够较好。

杵棒3能够横截面形状匹配的插入熔料孔9，杵棒3能够帮助使用者将熔料塞填到下料孔11和定型孔10内，方便快捷；杵棒3一端还设有套管31，这样使用者能够很好的握持杵棒3，且套管31可以带有一定的隔热性，不至于热量传递使得其过烫无法握持。

定型孔10的至少一端还设有柔性的定位线材的定位装置，定位装置两端固定在定型块2或固定装置6上，定位装置中间设有与线材横截面形状匹配的箍套61。此固定装置6可以确保定型块2中的线材不会在杵棒3压熔体进入定型块2时移动。

本实用新型在使用时，优选实施例一中只有一组熔料孔9和定型孔10的连接器的工作描述：

（1）把两根不同颜色的PLA打印线材头放置到定型块2中，固定，打开第二温控器加热到55度。

（2）在热熔块1的横部92加入线材原料或者剪成小段的线材，打开第一温控器，设置加热到210度，用半圆隔片12隔开熔料孔9的竖部91和横部92。

（3）线材熔融后，用杵棒3把熔体推到半圆隔片12处，拿出半圆隔片12，用金属棒把材料从横部92和竖部91同时往下料孔11处挤，再迅速推到定型孔10中。

（4）关闭加热器，冷却后取出。

（5）重复（1）到（4）的工作，继续连接。

本实用新型在使用时，优选实施例二中只有一组熔料孔9和定型孔10的连接器的工作描述：

情况一：

（1）把两根不同颜色的PLA打印线材头放置到定型块2中，固定，打开第二温控器加热到55度。

（2）在热熔块1的熔料孔9加入线材原料或者剪成小段的线材，打开第一温控器，设置加热到210度，用扁平隔片13没有孔洞的一边隔开熔料孔9和下料孔11。

（3）线材熔融后，移到扁平隔片13有空洞的一边对准熔料孔9，用杵棒3把材料从熔料孔9往下挤，再迅速推到下料孔11和定型孔10中。

（4）关闭加热器，冷却后取出。

（5）重复（1）到（4）的工作，继续连接不同颜色的PLA。

情况二：

（1）把不同颜色或相同颜色的PLA和TPU放置到定型块2中，固定，打开第二温控器加热到55度。

（2）在热熔块1的前段加入线材原料或者剪成小段的线材，打开第一温控器，设置加热到230度，用扁平隔片13没有孔洞的一边隔开熔料孔9和下料孔11。

（3）线线材熔融后，移到扁平隔片13有孔洞的一边对准熔料孔9，用杵棒3把材料从熔料孔9往下挤，再迅速推到下料孔11和定型孔10中。

（4）关闭加热器，冷却后取出。

以上依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (10)

1.一种3D打印线材自由连接器，包括：上下压靠在一起的热熔块（1）和定型块（2），以及杵棒（3），其特征在于，所述定型块（2）分为上半部（21）和下半部（22），所述上半部（21）和所述下半部（22）的相对面均设有至少一条形状吻合、一一对应的半槽（23），上下一一对应的所述半槽（23）边缘密封的组成定型孔（10），所述上半部（21）设有与所述半槽（23）一一对应的竖直方向贯穿的下料孔（11），所述热熔块（1）设有至少一个熔料孔（9），所述熔料孔（9）与所述下料孔（11）一一对应的连通，所述熔料孔（9）和所述定型孔（10）侧周分别设有第一温控器和第二温控器。

2.根据权利要求1所述的3D打印线材自由连接器，其特征在于：每个所述熔料孔（9）为旋转90°后的T字形，所述熔料孔（9）分为竖部（91）和横部（92），所述竖部（91）同轴的与对应的所述下料孔（11）连通，所述横部（92）水平或倾斜的连通所述竖部（91）的中间。

3.根据权利要求2所述的3D打印线材自由连接器，其特征在于：半圆隔片（12）能够紧贴所述竖部（91）内壁插入所述竖部（91）将所述竖部（91）和所述横部（92）密封分隔开。

4.根据权利要求2所述的3D打印线材自由连接器，其特征在于：所述竖部（91）上端周向的所述热熔块（1）上设有与所述熔料孔（9）同轴的环形垫圈（5），所述竖部（91）为圆柱形或倒截锥形。

5.根据权利要求1所述的3D打印线材自由连接器，其特征在于：每个所述熔料孔（9）竖直同轴的与对应的所述下料孔（11）连通，所述熔料孔（9）上端周向的所述热熔块（1）上设有与所述熔料孔（9）同轴的环形垫圈（5），所述熔料孔（9）为圆柱形或倒截锥形。

6.根据权利要求5所述的3D打印线材自由连接器，其特征在于：所述热熔块（1）上还设有水平方向延展的扁平插槽（14），将扁平隔片（13）插入所述扁平插槽（14）能够密封的将所述熔料孔（9）隔断成上下两段，所述扁平隔片（13）上还设有通孔。

7.根据权利要求1或2或5所述的3D打印线材自由连接器，其特征在于：所述热熔块（1）和所述定型块（2）之间还设有隔热片（4），所述热熔块（1）和所述定型块（2）两侧还各设有一个能够形状匹配的将所述热熔块（1）和所述上半部（21）固定在一起的固定装置（6）。

8.根据权利要求1或2或5所述的3D打印线材自由连接器，其特征在于：所述杵棒（3）能够横截面形状匹配的插入所述熔料孔（9），所述杵棒（3）一端还设有套管（31）。

9.根据权利要求1或2或5所述的3D打印线材自由连接器，其特征在于：每条所述定型孔（10）的至少一端还设有柔性的定位线材的定位装置，所述定位装置两端固定在所述定型块（2）或所述固定装置（6）上，所述定位装置中间设有与所述线材横截面形状匹配的箍套（61）。

10.根据权利要求1或2或5所述的3D打印线材自由连接器，其特征在于：所述第一温控器（7）和所述第二温控器（8）均电连接有电源和温度传感器。