CN204076842U - 单电机双色喷头装置及具有该装置的桌面级3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单电机双色喷头装置及具有该装置的桌面级3D打印机，属于3D打印技术领域，所述单电机双色喷头装置包括一个挤出机电机，所述挤出机电机的下方设置有带有加热装置的第一喷头和第二喷头，所述挤出机电机的上方设置有与所述第一喷头相对应的第一颜色耗材输送装置和与所述第二喷头相对应的第二颜色耗材输送装置。本实用新型由于使用一个挤出机电机，因此该装置的体积与单挤出机单色3D打印装置的体积基本一致，适用于作为桌面级3D打印机的双色打印方案。且本装置的挤出机电机配备两个喷头，可以直接实现单电机双色打印，提高了工作效率。

Description

单电机双色喷头装置及具有该装置的桌面级3D打印机

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，特别是指一种单电机双色喷头装置及具有该装置的桌面级3D打印机。

背景技术

目前，3D打印技术概念比较火热，它是以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料的可粘合性，通过逐层堆叠累积的方式来构造物体的技术，属于快速成型的一种。在3D打印过程中，原材料被一层一层地叠加成型，不会受到机械加工位置的限制，对于传统机械加工技术难以完成的镂空和网状结构都能够很好地实现。与计算机辅助设计(CAD)的无缝对接，使得3D打印技术摆脱了传统的建模过程，通过计算机三维模型就能够立即打印获得实物，完全数字化控制，在未来的工业设计和产品原型开发等领域都有巨大的潜在应用。同时3D打印技术能够实现原材料的百分之百利用率，高效环保。目前市面上的3D打印机分为工业级和桌面级两种，具有不同的适应性。其中，桌面级3D打印机相比于工业级来说，具有体积小，价格低，使用方便/安全等特点。

熔融沉积成型技术(FDM)在目前的3D打印技术中应用最为广泛，它的工作原理为：由CAD生成实物数据，导入3D打印机的控制软件中，生成热喷头的运动路径。然后热喷头会根据计算机设计好的运动路径在打印平面上进行平面运动，同时热塑性丝状材料由供丝机构运送至热喷头，并在喷头中加热和熔化后变成半液态挤出，并喷涂在工作平台上。喷涂热塑性材料快速冷却后在平台上形成一层厚度约0.1mm的轮廓薄片，形成了一个3D打印截面。将这个作业过程不断循环，承载工作台高度随之不断降低，一层层的熔覆3D打印截面形成多层堆叠，最终获得所需的三维实物。目前最常用的3D打印热熔融耗材是聚乳酸(ABS)。

桌面级3D打印机使用的耗材是线材，正如碳粉是2D打印机所使用的耗材。但不幸的是，不像2D打印机那样，大多数基于FDM的3D打印机不能够在打印中随意生成所需要的颜色。因此，在3D打印之前需要提前选好所需要的颜色的耗材。一年之前，安德烈·蒂曼使用单螺杆挤出机打印机制作出多色彩浮雕设计。3D打印机通过将材料控制在一个层来创造神奇效果，安德烈使这种分层使用不同颜色，但是这种方法需要在分层时不得不用软件停止正在打印的机器，并且手动开关耗材线丝，同时还需要不停留意正在打印的作品，以避免错过颜色的变化。长久以来，多色3D打印也是3D打印领域研究的热点。为了实现多色3D打印，普通FDM成型的3D打印机可以同时配备多个挤出机电机。常用的上位机软件RepetierHost最多可以支持五色打印，但需要同时安装5个挤出机电机，而多个挤出机电机对于桌面级3D打印机来说是不利的，因为多挤出机电机所占空间较大，会降低打印产品的尺寸，同时多挤出机电机之间的调平也比较困难。

实用新型内容

本实用新型提供一种利用单挤出机电机实现双色打印、工作效率高的单电机双色喷头装置及具有该装置的桌面级3D打印机。

为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：

一种单电机双色喷头装置，包括一个挤出机电机，所述挤出机电机的下方设置有带有加热装置的第一喷头和第二喷头，所述挤出机电机的上方设置有与所述第一喷头相对应的第一颜色耗材输送装置和与所述第二喷头相对应的第二颜色耗材输送装置。

进一步的，所述第一颜色耗材输送装置包括第一舵机，所述第一舵机的下方连接有第一轴承，所述第一轴承的一侧连接有第一齿轮，所述第一轴承与第一齿轮之间设置有第一颜色耗材输送通道。

进一步的，所述第二颜色耗材输送装置包括第二舵机，所述第二舵机的下方连接有第二轴承，所述第二轴承的一侧连接有第二齿轮，所述第二轴承与第二齿轮之间设置有第二颜色耗材输送通道。

进一步的，所述第一齿轮与第二齿轮为同一齿轮，并位于所述第一轴承和第二轴承之间。

进一步的，所述第一舵机通过皮带控制连接所述第一轴承，所述第二舵机通过皮带控制连接所述第二轴承。

进一步的，所述第一喷头的末端和第二喷头的末端处于同一水平面。

进一步的，所述第一轴承和第二轴承上设置有盖板。

一种桌面级3D打印机，包括上述单电机双色喷头装置。

本实用新型具有以下有益效果：

与现有技术相比，本实用新型的单挤出机电机双色喷头装置及具有该装置的桌面级3D打印机，在打印第一颜色时，控制第一颜色耗材输送装置将第一颜色的耗材输送至第一喷头，随后加热装置将该颜色耗材加热至熔融温度，该颜色的耗材变成熔融态喷出，就可以实现该种颜色的打印。当打印第二颜色时，控制第二颜色耗材输送装将这种颜色的耗材输送至第二喷头，随后加热装置将该种颜色的耗材加热至熔融温度，待该颜色的耗材变成熔融态喷出，就可以实现第二颜色的打印。

本实用新型由于使用一个挤出机电机，因此该装置的体积与单挤出机单色3D打印装置的体积基本一致，适用于作为桌面级3D打印机的双色打印方案。且本装置的挤出机电机配备两个喷头，可以直接实现单电机双色打印，提高了工作效率。

附图说明

图1为本实用新型的单挤出电机双色喷头装置的整体结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型提供一种单电机双色喷头装置10，如图1所示，包括一个挤出机电机13，挤出机电机13的下方设置有带有加热装置(未示出)的第一喷头6和第二喷头7，挤出机电机13的上方设置有与第一喷头6相对应的第一颜色耗材输送装置11和与第二喷头7相对应的第二颜色耗材输送装置12。

打印时，在需要打印第一颜色时，控制第一颜色耗材输送装置11将第一颜色的耗材输送至第一喷头6，随后加热装置将该颜色耗材加热至熔融温度，该颜色的耗材变成熔融态喷出，就可以实现第一颜色的打印。当打印第二颜色时，控制第二颜色耗材输送装置12将这种颜色的耗材输送至第二喷头7，随后加热装置将该种颜色的耗材加热至熔融温度，待该颜色的耗材变成熔融态喷出，就可以实现第二颜色的打印。

该单电机双色喷头装置由于使用一个挤出机电机13，因此该装置的体积与单挤出机单色3D打印装置的体积基本一致，节省了占用的空间。且本装置的挤出机电机配备两个喷头，可以直接实现单电机双色打印，提高了工作效率。

作为本实用新型的一种改进，第一颜色耗材输送装置11包括第一舵机1，第一舵机1的下方连接有第一轴承3，第一轴承3的一侧连接有第一齿轮5，第一轴承3与第一齿轮5之间设置有第一颜色耗材输送通道8。这样在打印第一颜色时，第一舵机1通过运动来控制第一轴承3和第一齿轮5之间的咬合，第一齿轮5会压紧第一颜色耗材并给第一颜色耗材一个向下的摩擦力并向下推送第一颜色耗材。第一颜色打印完毕，第一舵机1通过运动控制第一轴承3和第一齿轮5松开，第一颜色耗材回到初始位置。

作为本实用新型的另一种改进，第二颜色耗材输送装置12包括第二舵机2，第二舵机2的下方连接有第二轴承4，第二轴承4的一侧连接有第二齿轮5，第二轴承4与第二齿轮5之间设置有第二颜色耗材输送通道9。这样在打印第二颜色时，第二舵机2通过运动来控制第二轴承4和第二齿轮5之间的咬合，第二齿轮5会压紧第二颜色耗材并给第二颜色耗材一个向下的摩擦力并向下推送第二颜色耗材。第二颜色打印完毕，第二舵机2通过运动控制第二轴承4和第二齿轮5松开，第二颜色耗材回到初始位置。

应当理解的是，第一颜色耗材输送装置11和第二颜色耗材输送装置12还可以采用本领域技术人员容易想到的其他结构形式来实现，此处不再赘述。

为了节省材料，简化本装置的结构，上述第一齿轮5与第二齿轮5优选为同一齿轮，并位于第一轴承3和第二轴承4之间。这样在需要第一颜色耗材时，第二轴承4保持放松状态，从而保证第二颜色耗材无压力和向下的摩擦力，第一舵机1通过驱动第一轴承3从而带动第一齿轮旋转5，然后通过第一齿轮5和第一轴承3之间的摩擦力向下推送第一颜色耗材。在需要第二颜色耗材时，第一轴承3呈放松状态，从而保证第一颜色耗材无压力和向下的摩擦力，第二舵机2通过驱动第二轴承4从而带动第一齿轮5旋转，然后通过第一齿轮5和第二轴承4之间的摩擦力向下推送第二颜色耗材。

本实用新型中，优选的，第一舵机1通过皮带控制连接第一轴承3，第二舵机2通过皮带控制连接第二轴承4。该连接结方式结构简单、能量消耗少并且维修方便。当然，第一舵机1与第一轴承3、第二舵机2与第二轴承4之间还可以有其他的连接方式，如通过链条连接等。

并且，本实用新型中优选通过机械设计来控制第一喷头6和第二喷头7的末端处于同一水平面上。另外，为了避免第一轴承3和第二轴承4上进入异物，并且考虑到设备的安全和美观性，还可以在第一轴承3和第二轴承4上设置有盖板14。

另一方面，本实用新型还提供一种桌面级3D打印机，包括上述的单电机双色喷头装置10，由于结构与上相同，此处不再赘述。

在打印第一颜色时，第一舵机1通过运动来带动第一皮带张紧，从而控制第一轴承3和第一齿轮5之间的咬合，第一齿轮5会压紧第一颜色耗材并给第一颜色耗材一个向下的摩擦力并向下推送第一颜色耗材。第二舵机2保持不动，这样第二齿轮5对第二颜色耗材无压力和向下的摩擦力，第二颜色耗材保持不动。第一颜色打印完毕，第一舵机1通过运动控制第一轴承3和第一齿轮5松开，第一颜色耗材回到初始位置。打印第二颜色时，第二舵机2通过运动来带动第二皮带张紧，从而控制第二轴承4和第二齿轮5之间的咬合，第二齿轮5会压紧第二颜色耗材并给第二颜色耗材一个向下的摩擦力并向下推送第二颜色耗材。第一舵机1保持不动，这样第一齿轮5对第一颜色耗材无压力和向下的摩擦力，第一颜色耗材保持不动。第二颜色打印完毕，第二舵机2通过运动控制第二轴承4和第二齿轮5松开，第二颜色耗材回到初始位置。

由于本单电机双色喷头装置的3D打印机两个喷头安装在同一个挤出机电机上，因此该装置的体积与单挤出机电机单色3D打印机装置的体积基本一致，适用于作为桌面级3D打印机的双色打印方案。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种单电机双色喷头装置，其特征在于，包括一个挤出机电机，所述挤出机电机的下方设置有带有加热装置的第一喷头和第二喷头，所述挤出机电机的上方设置有与所述第一喷头相对应的第一颜色耗材输送装置和与所述第二喷头相对应的第二颜色耗材输送装置。 

2.根据权利要求1所述的单电机双色喷头装置，其特征在于，所述第一颜色耗材输送装置包括第一舵机，所述第一舵机的下方连接有第一轴承，所述第一轴承的一侧连接有第一齿轮，所述第一轴承与第一齿轮之间设置有第一颜色耗材输送通道。 

3.根据权利要求2所述的单电机双色喷头装置，其特征在于，所述第二颜色耗材输送装置包括第二舵机，所述第二舵机的下方连接有第二轴承，所述第二轴承的一侧连接有第二齿轮，所述第二轴承与第二齿轮之间设置有第二颜色耗材输送通道。 

4.根据权利要求3所述的单电机双色喷头装置，其特征在于，所述第一齿轮与第二齿轮为同一齿轮，并位于所述第一轴承和第二轴承之间。 

5.根据权利要求3所述的单电机双色喷头装置，其特征在于，所述第一舵机通过皮带控制连接所述第一轴承，所述第二舵机通过皮带控制连接所述第二轴承。 

6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的单电机双色喷头装置，其特征在于，所述第一喷头的末端和第二喷头的末端处于同一水平面。 

7.根据权利要求3至5中任一权利要求所述的单电机双色喷头装置，其特征在于，所述第一轴承和第二轴承上设置有盖板。 

8.一种桌面级3D打印机，其特征在于，包括权利要求1至7中任一权利要求所述的单电机双色喷头装置。