CN204414595U - 一种新型熔融沉积成型3d打印机真空喷头 - Google Patents

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Abstract

一种新型熔融沉积成型3D打印机真空喷头，包括内置加热体的导热块、内置前端喉管的绝热连接管、与所述绝热连接管的后端相连接的后端喉管以及位于前端喉管顶端的喷头。所述前端喉管和后端喉管相连通，打印耗材在挤出电机的作用下从后端喉管中通过，到达前端喉管和喷头的首端，其特征在于，所述后端喉管中内置一个以上的柔性密封环，柔性密封环内径与通过其孔径的杆状或丝状材料相配合，使其两者在相对运动或相对静止时都可形成紧配合密封。本实用新型有效地控制在打印过程中执行停止出丝指令时，在喷头中熔融状打印材料在重力作用下的吐出现象，提高熔融沉积成型3D打印机的打印效果。

Description

一种新型熔融沉积成型3D打印机真空喷头
技术领域
本发明涉及一种新型熔融沉积成型3D打印机，特别是涉及一种新型熔融沉积成型3D打印机真空喷头。它是熔融沉积成型3D打印机的重要组成部分。
背景技术
现有技术提供的熔融沉积成型3D打印机的喷头具有将3D打印耗材通过加热熔融，并在挤出设备的支持下，执行3D打印机的控制命令，将融化后的打印材料吐出或者停止吐出，最终实现3D打印机的打印成型效果。而市面上现有的熔融沉积成型3D打印机的喷头在材料打印的过程中都会存在计算机控制挤出设备停止挤出打印材料的时候，由于喷头部分的材料处于熔融状态，在重力的作用下由喷头吐出的现象。
虽然成果最终可以成功的打印出来，但是由于在打印过程中不该挤出材料的时候依旧有部分材料通过喷头流出，会在一个平面内形成细丝状的固体，最终在整个打印成品中的打印间隙空间形成一层不连续且粗糙的类似薄膜状固体，造成获得的打印产品的外表面粗糙不平，影响打印产品的打印效果。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供了一种新型熔融沉积成型3D打印机真空喷头，有效地控制在打印过程中执行停止出丝指令时，在喷头中熔融状打印材料在重力作用下的吐出现象，提高熔融沉积成型3D打印机的打印效果。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种新型熔融沉积成型3D打印机真空喷头，包括内置加热体的导热块、内置前端喉管的绝热连接管、与所述绝热连接管的后端相连接的后端喉管以及位于前端喉管顶端的喷头。所述前端喉管和后端喉管相连通，打印耗材在挤出电机的作用下从后端喉管中通过，到达前端喉管和喷头的首端，其特征在于，所述后端喉管中内置一个以上的柔性密封部件。所述柔性密封部件优选为柔性密封环。
打印喷头尾部加装了柔性密封部件，使尾部进入的打印耗材线材与柔性密封部件形成紧配合，阻止空气从打印喷头尾部进入打印喷头加热腔内，起到密封作 用。每当打印机收到停止吐丝指令时，配合挤出电机的回抽指令，喷头尾部未成熔融态的打印耗材就如针管活塞般使喷头腔内密闭空间形成真空负压，从而阻止熔融态的打印耗材在重力的作用下从喷头中吐出。
打印耗材初次由导向管经挤出电机挤出进入打印机喷头尾部时将打印喷头空腔内的空气缓慢向前挤出，耗材在打印喷头中部预热后到达喷头首部，并被加热至熔融态，由喷头吐出成丝。在程序的控制下，挤出电机对送丝、停止指令进行积极响应。当电机停止送丝时，由于打印喷头腔内形成真空环境，在外界大气压强的作用下，配合挤出电机的回抽动作及加热体的停止指令，有效地控制在打印过程中执行停止出丝指令时，在喷头中熔融状打印材料在重力作用下的吐出现象。本发明通过针管的抽真空原理，在打印喷头腔内形成真空或者负压环境，通过大气压强的作用来配合挤出电机精确控制打印耗材的出料。提高了3D打印效果，减少3D打印的二次加工作业，使3D打印产品的快速成型工序进一步减少，成本也进一步减少。
作为本发明的一种改进，柔性密封部件内径与通过其孔径的杆状或丝状材料相配合，使其两者在相对运动或相对静止时都可形成紧配合密封。通过大气压强的作用更好地控制在打印过程中执行停止出丝指令时，在喷头中熔融状打印材料在重力作用下喷头的吐出现象。
作为本发明的一种改进，打印喷头的首尾两端由绝热连接管的绝热材料隔开。采用的材料优选为PEEK(聚醚醚酮)材料。作用是阻止喷头温度升高后的高温传导到喷头尾端，防止柔性密封部件因高温改变性质而影响密封部件的密封效果。喷头首尾两端之间由绝热材料隔开，保证尾端的柔性密封材料和首端的升温加热设备都可互不干扰，正常运行。
作为本发明的又一种改进，增加多种与打印耗材熔融态性质相适应的喷嘴。提高3D打印机的打印效果，延长3D打印机的使用寿命。
作为本发明的再一种改进，打印过程中喷头控制作用在回抽指令和温控指令配合下完成。通过这些指令的执行，更好地控制喷头的打印操作。
作为本发明更进一步改进，喷头的首端孔径应与通过其孔径的耗材材料性质相配合，保证最小负压下的熔融态的耗材无法通过喷头首端孔径在重力作用下流出。在本发明的基础上提高3D打印机的技术效果。
附图说明
图1示意了现有技术提供的喷头结构，其中，1是喷头、2是导热块、3是加热体、4是喉管；
图2示意了本发明的真空喷头结构，其中，1是喷头、2是导热块、3是加热体、4是前端喉管、5是绝热连接管、6是后端喉管、7是柔性密封环；
图3示意了本发明的真空喷头结构，其中，1是喷头、2是导热块、3是加热体、4是前端喉管、5是绝热连接管、6是后端喉管、7是柔性密封环。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。
图1示出了现有技术提供的喷头结构。使用3D打印机时，打印耗材通过导向管及挤出电机后直接进入打印喷头的尾端，当打印耗材由导向管及挤出电机推动进入喷头尾端时，首先耗材可以进行预热，在挤出电机的推动下耗材由喷头尾端移动到喷头首部，打印耗材也由固态加热到熔融态，最后在挤出电机的作用下，被后方的耗材挤出喷头，在打印平台或者前一层已固化的材料上冷却成型，生成打印成果。
图2至3示出了本发明柔性密封部件为柔性密封环(7)的具体实施方式。本发明涉及的熔融沉积成型3D打印机与图1的现有技术相同，区别之处在于，本发明包括内置加热体(3)的导热块(2)、内置前端喉管(4)的绝热连接管(5)、与所述绝热连接管(5)的后端相连接的后端喉管(6)以及位于前端喉管(4)顶端的喷头(1)。所述前端喉管(4)和后端喉管(6)相连通，打印耗材在挤出电机的作用下从后端喉管(6)中通过，到达前端喉管(4)和喷头(1)的首端，所述后端喉管(6)中内置三个为柔性密封环(7)。柔性密封环(7)，使尾部进入的打印耗材线材与柔性密封环(7)形成紧配合，阻止空气从打印喷头尾部进入打印喷头加热腔内，起到密封作用。每当打印机收到停止吐丝指令时，配合挤出电机的回抽指令，喷头尾部未成熔融态的打印耗材就如针管活塞般使喷头腔内密闭空间形成真空负压，从而阻止熔融态的打印耗材在重力的作用下从喷头吐出。

Claims (4)

1.一种新型熔融沉积成型3D打印机真空喷头，包括内置加热体的导热块、内置前端喉管的绝热连接管、与所述绝热连接管的后端相连接的后端喉管以及位于前端喉管顶端的喷头，所述前端喉管和后端喉管相连通，打印耗材在挤出电机的作用下从后端喉管中通过，到达前端喉管和喷头的首端，其特征在于，所述后端喉管中内置一个以上的柔性密封环，柔性密封环内径与通过其孔径的杆状或丝状材料相配合，使其两者在相对运动或相对静止时都可形成紧配合密封。
2.根据权利要求1所述的新型熔融沉积成型3D打印机真空喷头，其特征在于，喷头的首尾两端由绝热连接管的绝热材料隔开。
3.根据权利要求2所述的新型熔融沉积成型3D打印机真空喷头，其特征在于，.所述绝热材料为聚醚醚酮材料。
4.根据权利要求1所述的新型熔融沉积成型3D打印机真空喷头，其特征在于，包括多种与打印耗材熔融态性质相适应的喷嘴。
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