CN206614795U - 一种3d打印机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种3D打印机，包括接收装置、移动台、计算机、精密微量注射泵、高压静电发生器、门型支架、横梁以及3D打印喷头；3D打印喷头包括连接底座、转盘及设于转盘下端的多个通道内径大小不同的挤料喷嘴，连接底座固定在输料管的下端，转盘安装在连接底座的下端，输料管、连接底座、转盘和其中一挤料喷嘴内部形成物料传输通道，每个挤料喷嘴的下端设有针头；左右移动装置上设有原料压装机构，原料压装机构包括挤压头、螺杆、伺服马达、主动齿轮和从动齿轮，螺杆配合于从动齿轮的内螺纹轴孔，主动齿轮与伺服马达的输出轴同轴固连并与从动齿轮啮合。本实用新型可以控制打印的速度和精度，在确保精度要求的情况下，提升整体打印速度。
Description
技术领域
本实用新型涉及3D打印领域，具体涉及到一种3D打印机。
背景技术
3D打印即“快速成型技术”是一种只需根据实体的三维模型数据，就能通过成型设备以材料累加的方式精确地制成实物模型的技术，并且在生产过程中几乎不会产生任何废弃物。3D打印的耗材为一些可以固化的材料，如金属、塑料、陶瓷。随着技术的成熟，3D打印技术将能在医疗、食品、饰品、建筑、个性化产品、文物保护、航空、汽车、电子制造等行业得到广泛应用。然而目前已经应用于3D打印的材料种类有限，打印精度约为0.1mm。
常见的3D打印技术有熔丝沉积技术，它是将丝状热熔性材料加热融化，通过带有一个微细通道的喷头挤喷出来，从喷嘴喷出后，沉积在工作台上，温度低于固化温度后开始固化，通过材料的层层堆积最终形成成品。喷头是其一个核心部件，但是，现有3D打印机打印喷头的挤料喷嘴内径截面形状只有固定的圆形。由于喷嘴内径截面面积的不可调，无法通过控制喷嘴截面面积对3D打印机的打印精度和速度进行调整。然而，现实中，针对不同的打印目的和不同的打印区域，需要不同的打印精度和速度。即使是同一模型，模型内部和边缘也有不同的精度要求。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种3D打印机，可以调节打印速度和精度。
为达上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：提供一种3D打印机，包括接收装置、移动台、计算机、精密微量注射泵、高压静电发生器、门型支架、横梁以及3D 打印喷头；横梁通过上下升降装置设于门型支架上，3D 打印喷头通过左右移动装置设于横梁上；3D打印喷头包括连接底座、转盘及设于转盘下端的多个通道内径大小不同的挤料喷嘴，连接底座固定在输料管的下端，转盘安装在连接底座的下端，同时转盘可绕连接底座转动，输料管、连接底座、转盘和其中一挤料喷嘴内部形成物料传输通道，每个挤料喷嘴的下端设有针头，针头连接高压静电发生器的正极，接收装置接地；位于输料管顶部的左右移动装置上设置有将料筒内材质向下压的原料压装机构，原料压装机构包括挤压头、螺杆、伺服马达、主动齿轮和从动齿轮，挤压头设于螺杆底部，螺杆配合于从动齿轮的内螺纹轴孔，主动齿轮与伺服马达的输出轴同轴固连并与从动齿轮啮合。
优选的，多个通道内径大小不同的挤料喷嘴为挤料喷嘴A、挤料喷嘴B和挤料喷嘴C。
优选的，连接底座中设有电机，可带动转盘转动。
优选的，连接底座与转盘的连接处设有与输料管内通道内径大小相同的圆柱槽；处于工作位的挤料喷嘴的内通道与输料管内通道共同形成一个无阻碍的物料通道。
优选的，挤料喷嘴的内通道截面形状的重心与输料管内通道截面形状的重心位于垂直于挤料喷嘴的内通道和输料管内通道截面的同一轴上。
优选的，连接底座内部含有加热元件，加热输料管传输的物料，使其为熔融状态。
优选的，挤压头的圆周尺寸匹配于料筒的内腔尺寸，螺杆的有效挤压行程对应于输料管的深度。
综上所述，本实用新型具有以下优点：
本实用新型通过控制电机的转动，进而控制挤料喷嘴相对于输料管的旋转角度；从而实现对喷嘴实际喷丝截面积的控制；以控制打印机的打印精度和速度。可针对不同的打印目的和不同的打印区域，调整不同的打印精度和速度。
附图说明
图1为本实用新型3D打印机的示意图；
图2为本实用新型3D 打印喷头及原料压装机构的示意图；
其中，1、移动台；2、接收装置；3、门型支架；4、横梁；5、原料压装机构；6、输料管；7、连接底座；8、转盘；9、高压静电发生器；10、针头；11、精密微量注射泵；12、计算机；13、挤料喷嘴A；14、挤料喷嘴B；15、挤料喷嘴C；16、螺杆；17、主动齿轮；18、从动齿轮；19、伺服马达；20、挤压头；21、料筒；22、输料管内通道；23、内通道。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
本实用新型的一个实施例中，如图1、2所示，提供了一种3D打印机，包括接收装置2、移动台1、计算机12、精密微量注射泵11、高压静电发生器9、门型支架3、横梁4以及3D 打印喷头；横梁4通过上下升降装置设于门型支架3上，3D 打印喷头通过左右移动装置设于横梁4上；3D 打印喷头包括连接底座7、转盘8及设于转盘8下端的多个通道内径大小不同的挤料喷嘴，连接底座7固定在输料管6的下端，转盘8安装在连接底座7的下端，同时转盘8可绕连接底座7转动，输料管6、连接底座7、转盘8和其中一挤料喷嘴内部形成物料传输通道，每个挤料喷嘴的下端设有针头10，针头10连接高压静电发生器9的正极，接收装置2接地；位于输料管6顶部的左右移动装置上设置有将料筒21内材质向下压的原料压装机构5，原料压装机构5包括挤压头20、螺杆16、伺服马达19、主动齿轮17和从动齿轮18，挤压头20设于螺杆16底部，螺杆16配合于从动齿轮18的内螺纹轴孔，主动齿轮17与伺服马达19的输出轴同轴固连并与从动齿轮18啮合。
本实用新型的优化实施例，多个通道内径大小不同的挤料喷嘴为挤料喷嘴A13、挤料喷嘴B14和挤料喷嘴C15；连接底座7中设有电机，可带动转盘8转动；连接底座7与转盘8的连接处设有与输料管内通道22内径大小相同的圆柱槽；处于工作位的挤料喷嘴的内通道23与输料管内通道22共同形成一个无阻碍的物料通道；挤料喷嘴的内通道23截面形状的重心与输料管内通道22截面形状的重心位于垂直于挤料喷嘴的内通道23和输料管内通道22截面的同一轴上；连接底座7内部含有加热元件，加热输料管传输6的物料，使其为熔融状态；挤压头20的圆周尺寸匹配于料筒21的内腔尺寸，螺杆16的有效挤压行程对应于输料管6的深度。
调节高压静电发生器9在针头10和接收装置2之间产生高压静电场，计算机12调节移动台1在X-Y方向移动，同时根据需要控制横梁4利用上下升降装置在Z方向移动，熔体或溶液从针头10喷出形成喷射流在接收装置2上沉积，从而打印出预设产品；关闭高压静电发生器，计算机12控制移动台1和横梁4静止，计算机12控制电机工作带动转盘8来选择具体大小内径通道的挤料喷嘴。
主动齿轮17的旋转带动从动齿轮18，从动齿轮18的旋转带动螺杆16下行，当伺服马达19驱动主动齿轮17带动螺杆16下行时，挤压头20进入料筒21内将材质逐渐向加热器内挤压，螺杆16下行至挤压最低位，料筒21内的材质全部挤进加热器。主动齿轮17的逆向旋转带动从动齿轮18反向，从动齿轮18的反向旋转带动螺杆16上行。
本实用新型通过精确控制电机的旋转，来选择具体大小内径的挤料喷嘴处于工作位。由于喷头的工作移动速度大小不变，为确保每层Z轴成型高度不变，要实时地调控输料管的进料速度，该进料速度与处于工作位的挤料喷嘴的通道内径大小成正比。针对不同打印精度需求的应用，可以旋转相应大小内径的挤料喷嘴处于工作位。
虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
Claims (7)
1.一种3D打印机，其特征在于：包括接收装置（2）、移动台（1）、计算机（12）、精密微量注射泵（11）、高压静电发生器（9）、门型支架（3）、横梁（4）以及3D 打印喷头；所述横梁（4）通过上下升降装置设于门型支架（3）上，所述3D 打印喷头通过左右移动装置设于横梁（4）上；所述3D 打印喷头包括连接底座（7）、转盘（8）及设于转盘下端的多个通道内径大小不同的挤料喷嘴，连接底座（7）固定在输料管（6）的下端，转盘（8）安装在连接底座（7）的下端，同时转盘（8）可绕连接底座（7）转动，所述输料管（6）、连接底座（7）、转盘（8）和其中一挤料喷嘴内部形成物料传输通道，每个挤料喷嘴的下端设有针头（10），针头（10）连接高压静电发生器（9）的正极，接收装置（2）接地；位于输料管（6）顶部的左右移动装置上设置有将料筒（21）内材质向下压的原料压装机构（5），原料压装机构（5）包括挤压头（20）、螺杆（16）、伺服马达（19）、主动齿轮（17）和从动齿轮（18），所述挤压头（20）设于螺杆（16）底部，所述螺杆（16）配合于从动齿轮（18）的内螺纹轴孔，所述主动齿轮（17）与伺服马达（19）的输出轴同轴固连并与从动齿轮（18）啮合。
2.如权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：多个通道内径大小不同的挤料喷嘴为挤料喷嘴A（13）、挤料喷嘴B（14）和挤料喷嘴C（15）。
3.如权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述连接底座（7）中设有电机，可带动转盘（8）转动。
4.如权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述连接底座（7）与转盘（8）的连接处设有与输料管内通道（22）内径大小相同的圆柱槽；处于工作位的挤料喷嘴的内通道（23）与输料管内通道（22）共同形成一个无阻碍的物料通道。
5.如权利要求4所述的3D打印机，其特征在于：所述挤料喷嘴的内通道（23）截面形状的重心与输料管内通道（22）截面形状的重心位于垂直于挤料喷嘴的内通道（23）和输料管内通道（22）截面的同一轴上。
6.如权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述连接底座（7）内部含有加热元件，加热输料管（6）传输的物料，使其为熔融状态。
7.如权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述挤压头（20）的圆周尺寸匹配于料筒（21）的内腔尺寸，所述螺杆（16）的有效挤压行程对应于输料管（6）的深度。
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