CN206796554U - 一种用于挤出型3d打印机的线型扫描装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于挤出型3D打印机的线型扫描装置，包括出料件和挤料器，所述挤料器上设有将打印材料挤进出料件内的挤出端，所述出料件上设有截面为长条形的出料口，出料件连接有能使其绕出料口的中心轴线相对挤料器转动的驱动机构。本实用新型提供的用于挤出型3D打印机的线型扫描装置，可在保证原有打印精度的基础上成倍提高打印速度。

Description

一种用于挤出型3D打印机的线型扫描装置

技术领域

本实用新型涉及3D打印领域，尤其涉及一种出料口为长条形、且出料口能转动的用于挤出型3D打印机的线型扫描装置。

背景技术

“用于3D打印机的成型端线型扫描成型控制方法及装置”(申请号：201610257027.8)为已公开的专利申请。该申请中提出了两种形状的出料口，一种为通用型的长边平行短边外凸圆弧出料口，可用于所有类型的挤出成型式 3D打印机；另一种为专用型长方形出料口，仅用于打印花瓶或定制家具等大型且外形相对简单壁厚均匀的物件。例如打印一个壁厚12mm高1米的花瓶，可使用截面尺寸为12×3.2mm的长方形出料口喷嘴，并设置3mm的层高快速打印。因为是方条形出料层积，所以即使设置了高达3mm的层高，也可基本保证打印物件各层平滑过渡，特别是打印相对于平台垂直上升的物件(例如类圆柱形物件)可以得到平滑的外观。

打印时，出料口垂直于打印平面并相对打印平面水平移动。层高是与打印精度和打印完成时间直接相关的参数，大的层高可缩减打印完成时间。目前常用的普通正圆形出料口喷嘴也可用孔径为φ12mm的出料口，并设置3mm的层高进行打印，但层积层外边均为圆弧过渡，层纹明显影响外观，而且φ12mm孔径太大，很难时刻精确控制挤出料,会进一步影响打印外观和精度。要将φ12mm的圆柱形挤出料挤压成宽12mm、高3mm的扁条形层积料，需要挤出材料具有较高的粘度和柔软性。太软的挤出料相对于稍硬的挤出料需要更长的时间硬化，这样将严重限制打印头的运行速度，因为若打印头运行速度过快会导致前一层的层积料没有足够的时间硬化，在不够硬的前一层上挤压层积新层会将模型挤压变形，这样会严重影响打印精度和外观。但是将横向截面尺寸为12×3.2mm的方条形挤出料挤压成宽12mm、高3mm的层积层，对模型的挤压力度远小于将φ 12mm圆柱形挤出料挤压成宽12mm、高3mm的层积层对模型的挤压力度。可以这样理解：横向截面为12×3.2mm的方条形出料更容易挤压成宽12mm、高3mm的层积层，所以可以使用比φ12mm出料口喷嘴更硬的挤出料，这样可以缩短前一层层积料的硬化时间，就可以允许打印头的运行速度提高一点；由于挤压力度小，这样截面为12×3.2mm出料口喷嘴相对于φ12mm喷嘴，可以在更软的前一层层积层上层积用更短的时间来让模型硬化，从而允许打印头的运行速度进一步提高。在保证模型成功打印的前提下使用相同的材料设置3mm的层高，使用截面为12×3.2mm出料口喷嘴的打印头运行速度可以高于使用φ12mm出料口喷嘴的打印头，更快的打印头运行速度可以直接缩短打印时间。

为了使长条形出料口的打印宽度最大化，需要使其长边随时与出料口的移动轨迹相垂直，因此需要能使出料口转动的驱动机构。

专用型之所以是用横向截面为12×3.2mm的出料口出料挤压成宽12mm、高 3mm的层积层，而不是直接用横向截面为12×3mm的出料口挤出宽12mm、高3mm 的层积层，是考虑到层层叠加需要一定的压力来保证各层之间的粘合，而且模型路径很少是直线，基本上是弧线，直接挤出宽12mm、高3mm的层积容易导致圆弧路径凸起部分层积料不够。考虑到表面张力的原因，可能横向截面为12× 3.2mm的出料口挤出的层高3mm层积层外观也会稍带弧面，可以在专用型喷嘴制作时将3.2mm的直边制作成内凹的弧面来抵消误差，以保证宽12mm、高3mm的层积层更接近方形，以降低层纹对模型外观的影响。当然专用型长方形出料口并不限于12×3.2mm的口径。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于挤出型3D打印机的线型扫描装置，可在保证原有打印精度的基础上成倍提高打印速度。

为实现上述目的，本实用新型提供一种用于挤出型3D打印机的线型扫描装置，包括出料件和挤料器，所述挤料器上设有将打印材料挤进出料件内的挤出端，所述出料件上设有截面为长条形的出料口，出料件连接有能使其绕出料口的中心轴线相对挤料器转动的驱动机构。

作为本实用新型的进一步改进，所述出料件为出料旋转套件，其包括内侧为中空且呈锥体状的套碗，所述出料口设置在该套碗内侧截面较小的一端，所述挤出端的外侧壁设有与套碗的内侧相适配的锥面；该装置还包括固定座，所述固定座与出料旋转套件之间设有使套碗内侧与挤出端的锥面紧密贴合的弹性件。

作为本实用新型的更进一步改进，所述出料旋转套件包括与所述弹性件接触的受力环，所述套碗位于所述受力环的中部，两者之间通过镂空部连接，受力环与所述驱动机构连接。

作为本实用新型的更进一步改进，所述出料旋转套件位于挤料器与固定座之间，固定座上设有通孔，所述出料口穿过所述通孔。

作为本实用新型的更进一步改进，所述弹性件的数量为多个，其沿所述通孔一侧的四周均布。

作为本实用新型的更进一步改进，所述出料件为管状结构的内芯，所述出料口设置在内芯的输出端；该装置包括两端连通的固定套，该固定套内设有空腔，所述挤料器的挤出端与固定套的一端连接，内芯的输入端位于固定套的空腔内，出料口从固定套的另一端伸出，内芯外侧壁与固定套之间套设有轴承。

作为本实用新型的更进一步改进，所述内芯的输入端外侧壁为截面沿出料方向逐渐变小的锥体状结构，所述固定套的空腔内靠近出料口的端面为与内芯的锥体状外侧壁相适配的锥面。

作为本实用新型的更进一步改进，所述驱动机构包括电机，该电机的输出端设有齿轮，出料件上设有与所述齿轮相适配的齿盘，该齿盘设置在所述出料件上。

有益效果

与现有技术相比，本实用新型的用于挤出型3D打印机的线型扫描装置有以下优点：

1、使用专用型的长方形出料口喷嘴，能打印部分例如花瓶等外形简单圆滑的模型，相对于圆形的出料口，可保证打印物件各层平滑过渡，每层打印材料的层高能设置得很高而不会影响打印质量，能使用更硬的挤出料，缩短前一层层积料的硬化时间，从而提高打印速度；

2、通用型的长边平行短边外凸圆弧出料口相对于圆形出料口，可在保证同等精度的基础上一次扫描更大的面积，以此来提高打印速度；

3、出料件为出料旋转套件，固定座上的弹性件将出料旋转套件上的套碗内侧压向挤出端的锥面，两者紧密贴合，出料旋转套件可相对挤料器的挤出端转动，挤出的打印材料不会因两者之间存有缝隙而出现漏料；

4、采用出料旋转套件的结构为弹力外压式，适合FDM(熔融层积)型3D打印机，镂空部能减少套碗向受力环传导的热量；

5、出料件为管状结构的内芯，该结构为轴承自压式，更适用于常温挤出型型3D打印机，内芯输入端的锥体状结构与固定套空腔内的锥面相适配，挤料器将打印材料挤进固定套空腔内，打印材料进入内芯的同时使内芯输入端向固定套空腔的锥面压紧，防止内芯输入端与固定套空腔之间因存在空隙而出现漏料。

通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种用于挤出型3D打印机的线型扫描装置的结构示意图之一；

图2为出料旋转套件、齿盘和齿轮的俯视图；

图3为图1的A向视图；

图4为一种用于挤出型3D打印机的线型扫描装置的结构示意图之二；

图5为图4的B向视图。

图中，挤料器1；挤出端11；固定座2；通孔21；出料口3；出料旋转套件 4；套碗41；受力环42；镂空部43；电机5；齿盘6；齿轮7；轴承8；弹性件 9；内芯10；锥体状结构101；固定套12。

具体实施方式

现在参考附图描述本实用新型的实施例。

实施例1

本实用新型的具体实施方式如图1至图3所示，一种用于挤出型3D打印机的线型扫描装置，其为弹力外压式，更适用于FDM(熔融层积)型3D打印机。结构上包括出料件和挤料器1，所述挤料器1上设有将打印材料挤进出料件内的挤出端11，所述出料件上设有截面为长条形的出料口3，出料件连接有能使其绕出料口3的中心轴线相对挤料器1转动的驱动机构。使用长条形的出料口，相对于圆形的出料口，可在保证原有打印精度的基础上成倍提高打印速度。

所述出料件为出料旋转套件4，其包括内侧为中空且呈锥体状的套碗41，所述出料口3设置在该套碗41内侧截面较小的一端，所述挤出端11的外侧壁设有与套碗41的内侧相适配的锥面；该装置还包括固定座2，所述固定座2与出料旋转套件4之间设有使套碗41内侧与挤出端11的锥面紧密贴合的弹性件9。

所述出料旋转套件4包括与所述弹性件9接触的受力环42，所述套碗41位于所述受力环42的中部，两者之间通过镂空部43连接，受力环42与所述驱动机构连接。

所述出料旋转套件4位于挤料器1与固定座2之间，固定座2上设有通孔 21，所述出料口3穿过所述通孔21。

所述弹性件9的数量为六个，其沿所述通孔21一侧的四周均布。

所述驱动机构包括电机5，该电机5的输出端设有齿轮7，出料件上设有与所述齿轮7相适配的齿盘6，该齿盘6设置在受力环42的外侧壁上。

实施例2

如图4和图5所示，与实施例1的不同之处在于，其为轴承自压式，更适用于常温挤出型型3D打印机。所述出料件为管状结构的内芯10，所述出料口3 设置在内芯10的输出端；该装置包括两端连通的固定套12，该固定套12内设有空腔，挤料器1的挤出端11伸进固定套12的一端面内并与其螺纹连接，内芯10的输入端位于固定套12的空腔内，出料口3从固定套12的另一端面伸出，内芯10外侧壁与固定套12之间套设有轴承8。

所述内芯10的输入端外侧壁为截面沿出料方向逐渐变小的锥体状结构101，所述固定套12的空腔内靠近出料口3的端面为与内芯10的锥体状外侧壁相适配的锥面。

驱动机构包括电机5，该电机5的输出端设有齿轮7，出料件上设有与所述齿轮7相适配的齿盘6，该齿盘6设置在内芯10伸出固定套12的侧壁上。

以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。

Claims (8)

1.一种用于挤出型3D打印机的线型扫描装置，包括出料件和挤料器(1)，所述挤料器(1)上设有将打印材料挤进出料件内的挤出端(11)，其特征在于，所述出料件上设有截面为长条形的出料口(3)，出料件连接有能使其绕出料口(3)的中心轴线相对挤料器(1)转动的驱动机构。

2.根据权利要求1所述的一种用于挤出型3D打印机的线型扫描装置，其特征在于，所述出料件为出料旋转套件(4)，其包括内侧为中空且呈锥体状的套碗(41)，所述出料口(3)设置在该套碗(41)内侧截面较小的一端，所述挤出端(11)的外侧壁设有与套碗(41)的内侧相适配的锥面；该装置还包括固定座(2)，所述固定座(2)与出料旋转套件(4)之间设有使套碗(41)内侧与挤出端(11)的锥面紧密贴合的弹性件(9)。

3.根据权利要求2所述的一种用于挤出型3D打印机的线型扫描装置，其特征在于，所述出料旋转套件(4)包括与所述弹性件(9)接触的受力环(42)，所述套碗(41)位于所述受力环(42)的中部，两者之间通过镂空部(43)连接，受力环(42)与所述驱动机构连接。

4.根据权利要求2所述的一种用于挤出型3D打印机的线型扫描装置，其特征在于，所述出料旋转套件(4)位于挤料器(1)与固定座(2)之间，固定座(2)上设有通孔(21)，所述出料口(3)穿过所述通孔(21)。

5.根据权利要求4所述的一种用于挤出型3D打印机的线型扫描装置，其特征在于，所述弹性件(9)的数量为多个，其沿所述通孔(21)一侧的四周均布。

6.根据权利要求1所述的一种用于挤出型3D打印机的线型扫描装置，其特征在于，所述出料件为管状结构的内芯(10)，所述出料口(3)设置在内芯(10)的输出端；该装置包括两端连通的固定套(12)，该固定套(12)内设有空腔，所述挤料器(1)的挤出端(11)与固定套(12)的一端连接，内芯(10)的输入端位于固定套(12)的空腔内，出料口(3)从固定套(12)的另一端伸出，内芯(10)外侧壁与固定套(12)之间套设有轴承(8)。

7.根据权利要求6所述的一种用于挤出型3D打印机的线型扫描装置，其特征在于，所述内芯(10)的输入端外侧壁为截面沿出料方向逐渐变小的锥体状结构(101)，所述固定套(12)的空腔内靠近出料口(3)的端面为与内芯(10)的锥体状外侧壁相适配的锥面。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的一种用于挤出型3D打印机的线型扫描装置，其特征在于，所述驱动机构包括电机(5)，该电机(5)的输出端设有齿轮(7)，出料件上设有与所述齿轮(7)相适配的齿盘(6)，该齿盘(6)设置在所述出料件上。