CN207630516U - 3d打印机喷头及打印机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种3D打印机喷头及打印机,涉及3D打印技术领域,为解决3D打印的成型时间较长,精准度较低的问题。所述3D打印机喷头包括:液化器、喷嘴和至少两个输送机构,液化器内设置有与输送机构的数量相同的液化管路,液化管路旁设置有加热装置,各液化管路的出料口均与喷嘴连通;输送机构包括抽送装置和散热装置,抽送装置的出料口与散热装置的入料口连通,散热装置的出料口与液化器内的对应的液化管路的进料口连通。所述3D打印机喷头应用于3D打印机,由于采用一个喷嘴输出不同种打印材料,节约了校准多个喷嘴位置的时间,因此打印时间短、精准度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及3D打印技术领域,尤其是涉及一种3D打印机喷头及打印机。
背景技术
3D打印技术(或快速成型技术)因其优异于现有减法加工工艺的诸多优势而得到快速发展。本专利涉及的是基于熔融沉积成形技术的3D打印领域,通过喷头将固态的3D打印耗材加热至熔融状态,加热温度根据材料的不同,设置的不同,一般在180摄氏度到300摄氏度,熔融态的材料经喷头挤出,层层堆积打印成型,最后形成打印模型。
常见的双喷头和各式新型的多喷头打印机,对于高稳定高精度的成型打印,无论是想实现双/多色打印还是想实现特殊支撑材料和模型材料的分项打印,喷头校准工作都是极其重要的。在一种双喷头打印机中,双喷头结构包含两个独立的喷头组件,为了能够配合使用,双喷头结构需要同时运动工作,但是存在相互之间的干涉影响,相互制约的弊端,所以双喷头的相对距离和工作时间的控制精度是十分重要的。
现有技术中,双喷头校准过程一般是人工校准配合软件控制校准,有时还需要喷头端固定配置相应校准元件,这些校准方法会出现误差,后续一般在软件控制程序中给予一个宽范围误差值或平均误差值作为补偿参数,而这里的宽范围误差值和平均误差值,都是经验值,达不到精准的定制要求,且较大程度增加了3D打印的成型时间,也降低了精准度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种3D打印机喷头,以解决现有技术中存在的3D打印的成型时间较长,精准度较低的技术问题。
本实用新型提供的3D打印机喷头,包括:液化器、喷嘴和至少两个输送机构;
所述液化器内设置有与所述输送机构的数量相同的液化管路,所述液化管路旁设置有加热装置,各所述液化管路的出料口汇集于一处且相互连通,各所述液化管路的连通区域与所述喷嘴连通;
所述输送机构包括抽送装置和散热装置,所述抽送装置的出料口与所述散热装置的入料口连通,所述散热装置的出料口与所述液化器内的对应的所述液化管路的进料口连通。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述液化管路的数量为两个,两个所述液化管路的中心轴线之间的角度为0°-120°。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述散热装置包括散热管路,所述散热管路的外围设置有第一散热片。
在上述任一技术方案中,进一步地,各所述液化管路上均设置有温度传感器。
在上述任一技术方案中,进一步地,各所述液化管路上均设置有散热组件。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述散热组件包括设置于所述液化管路上的第二散热片和设置于所述第二散热片旁的散热风扇。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述散热管路与所述抽送装置之间通过过渡结构连接,所述过渡结构包括与所述抽送装置的出料口连通的矫正弯管,以及与所述矫正弯管连接的柔性管,所述柔性管的另一端与所述液化器中对应的进料口连通。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述液化管路包括相互连通的第一段和第二段,所述第一段的直径大于或小于所述第二段的直径。
相对于现有技术,本实用新型所述的3D打印机喷头具有以下优势:
本实用新型所述的3D打印机喷头在使用过程中,输送机构中的抽送装置将打印材料输送到散热装置中,打印材料沿散热装置进入液化器内对应的液化管路中,加热装置对液化管路进行加热,以使得位于液化管路中的打印材料的温度达到熔融温度,从而使得打印材料在液化管路中转化为熔融状态并流入到喷嘴中,熔融状态的打印材料经喷嘴流出以进行3D打印成型。
由于在本实用新型的3D打印机喷头中,输送机构的数量至少两个,且液化管路与输送机构一一对应设置,每个液化管路都单独设置有加热装置,因此可通过控制各加热装置从而使得各液化管路达到不同种打印材料的熔融温度,因此可采用不同的输送机构输送不同种类或者不同颜色的打印材料;由于各输送机构对应的液化管路汇集于一处,且各液化管路的连通区域与喷嘴连通,因此各种打印材料最终均由同一个喷嘴流出,在不同材料交替的过程中,无需再次调整喷嘴的位置,打印成型精度高,时间短。
因此,与现有技术中通过多个不同的喷头交替打印不同打印材料的打印机相比,应用有本实用新型提供的3D打印机喷头的打印机在打印的过程中,不存在为了打印材料的交替连贯性而调整多个喷头的操作,因此也无需在更换打印材料后对喷头进行校准,节约了校准所需的时间,打印成型时间缩短;且由于不同打印材料经由同一个喷嘴流出,打印精准度较高。
本实用新型的另一目的在于提出一种打印机,以解决现有技术中存在的3D打印的成型时间较长,精准度较低的技术问题。
为达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:
一种打印机,包括:机架和安装于所述机架上、如上述技术方案所述的3D打印机喷头。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述3D打印机喷头通过移动机构与所述机架连接,所述移动机构带动所述3D打印机喷头在所述机架上移动。
所述打印机与上述3D打印机喷头相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式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,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,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为本实用新型实施例提供的3D打印机喷头的结构示意图一;
图2为本实用新型实施例提供的3D打印机喷头的结构示意图二;
图3为本实用新型实施例提供的3D打印机喷头中液化器处于第一视角的结构示意图;
图4为图3中A-A处的剖视图一;
图5为图3中A-A处的剖视图二;
图6为图3中A-A处的剖视图三;
图7为本实用新型实施例提供的3D打印机喷头中液化器处于第二视角的结构示意图;
图8为图7中B-B处的剖视图。
图中:10-抽送装置;11-驱动器;21-散热管路;22-第一散热片;23-过渡结构;30-液化器;31-液化管路;311-第一段;312-第二段;313-连接区域;314-连通区域;32-加热装置;33-温度传感器;40-喷嘴。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例一
如图1-图8所示,本实用新型实施例提供的3D打印机喷头,包括:液化器30、喷嘴40和至少两个输送机构;液化器30内设置有与输送机构的数量相同的液化管路31,液化管路31旁设置有加热装置32,各液化管路31的出料口汇集于一处且相互连通,各液化管路31的连通区域314与喷嘴40连通。如图8所示,在各液化管路31的下端具有连接区域313和连通区域314,各液化管路31的下端的连通区域314和连接区域313结构相同,大小相同。如此设置,各液化管路31中流出的打印材料均由同一出料口流出并流入喷嘴40中;输送机构包括抽送装置10和散热装置,抽送装置10的出料口与散热装置的入料口连通,散热装置的出料口与液化器30内的对应的液化管路31的进料口连通。
本实用新型实施例的3D打印机喷头在使用过程中,输送机构中的抽送装置10将打印材料输送到散热装置中,打印材料沿散热装置进入液化器30内对应的液化管路31中,加热装置32对液化管路31进行加热,以使得位于液化管路31中的打印材料的温度达到熔融温度,从而使得打印材料在液化管路31中转化为熔融状态并流入到喷嘴40中,熔融状态的打印材料经喷嘴40流出以进行3D打印成型。
由于在本实用新型实施例的3D打印机喷头中,输送机构的数量至少两个,且液化管路31与输送机构一一对应设置,每个液化管路31都单独设置有加热装置32,因此可通过控制各加热装置32从而使得各液化管路31达到不同种打印材料的熔融温度,因此可采用不同的输送机构输送不同种类或者不同颜色的打印材料;由于各输送机构对应的液化管路31汇集于一处,且各液化管路31的连通区域314与喷嘴40连通,因此各种打印材料最终均由同一个喷嘴40流出,在不同材料交替的过程中,无需再次调整喷嘴40的位置,打印成型精度高,时间短。
因此,与现有技术中通过多个不同的喷头交替打印不同打印材料的打印机相比,应用有本实用新型实施例提供的3D打印机喷头的打印机在打印的过程中,不存在为了打印材料的交替连贯性而调整多个喷头的操作,因此也无需在更换打印材料后对喷头进行校准,节约了校准所需的时间,打印成型时间缩短;且由于不同打印材料经由同一个喷嘴40流出,打印精准度较高。
具体实施时,打印材料可以为打印丝材,抽送装置10包括壳体,壳体内设置有丝材通道,壳体中还设置有驱动器11和移送组件,将打印丝材从丝材通道的入料口处送入丝材通道后,移送组件用于固定并带动打印丝材移动,驱动器11驱动移送组件带动打印丝材沿丝材通道移动,以使得打印丝材进入散热装置或者从散热装置中抽出。
具体地,移送组件包括齿轮和压轮,齿轮与驱动器11连接,驱动器11驱动齿轮转动,压轮安装于丝材通道内,且压轮的轴心与齿轮的轴心平行。打印丝材位于齿轮与压轮之间形成的间隙中,驱动器11驱动齿轮转动,齿轮带动打印丝材沿丝材通道移动,打印丝材带动压轮转动,压轮为打印丝材提供一定的夹紧力,使得在齿轮不转动时,齿轮与压轮共同夹紧打印丝材以固定打印丝材,在齿轮转动时,压轮转动,以使得打印丝材可沿丝材通道移动。当驱动器11为电机时,齿轮套装于电机的输出轴上。
在本实施例中,输送机构的数量为两个或两个以上,为便于描述,在本文中均以输送机构的数量为两个为例对本实施例提供的3D打印机喷头的结构进行具体描述。当输送机构的数量大于两个时,各输送机构的结构均与当输送机构为两个时的结构相同,且各输送机构的连接关系与当输送机构为两个时各输送机构的连接关系相似。
如图1所示,两个液化管路31的中心轴线呈一定角度连接,两个液化管路31的中心轴线之间的角度可为0°-120°。液化管路31的上端为进料口,与对应的抽送装置10中的丝材通道连通,液化管路31的下端为出料口,两个液化管路31的下端汇集到一处且连通,两个液化管路31的下端汇集形成的出料口与喷嘴40的进料口连通。
在本实施例的其中一种具体实施方式中,散热装置包括散热管路21,散热管路21的外围设置有第一散热片22。如图1和图2所示,第一散热片22呈螺旋状设置于对应的散热管路21的外壁上。当然,第一散热片22也可为平板状、弧形板状或者环形板状,且在同一散热管路21上沿轴向设置有多个第一散热片22。在本实施例提供的3D打印机喷头中,第一散热片22优选为平板状,在散热管路21的外壁上间隔且均匀设置有多个第一散热片22。
为了便于控制液化管路31的温度,在上述任一技术方案中,进一步地,各液化管路31上均设置有温度传感器33。温度传感器33检测对应的液化管路31上的温度,当液化管路31的温度处于打印材料的熔融温度范围内后,保持液化管路31的温度在熔融温度范围内。具体地,在进行打印过程中,先开启加热装置32,使得液化管路31的温度升高,温度传感器33检测液化管路31的温度,当液化管路31的温度到达打印材料的熔融温度范围内后,再开启抽送装置10,以将打印材料送入丝材通道,并使得打印材料进入液化管路31。
当各液化管路31的温度不同时,由于各液化管路31的下端汇聚为一处,为了分别控制各液化管路31的温度值,需要减小相互之间的温度影响,控制各液化管路31的连接区域313的面积小于100平方毫米,如此设置,液化管路31之间的温度差值0至80摄氏度;为了进一步实现和保证各液化管路31之间的温度差值,在上述任一技术方案中,进一步地,各液化管路31上均设置有散热组件。当各液化管路31之间的温度差值超出所需温度差值,开启散热组件,从而使得下端温度高于所需温度的液化管路31的下端温度降低。
散热组件包括设置于液化管路31上的第二散热片和设置于第二散热片旁的散热风扇,散热风扇可直接向第二散热片处送风,或者,还可设置散热风道,散热风道的出风口朝向第二散热片,散热风扇向散热风道内送风,风经由散热风道的出风口吹出,并吹向第二散热片。出风口的数量可以为多个,从而可同时向散热片的多个不同区域送风。
如图2所示,在上述任一技术方案中,进一步地,散热管路21与抽送装置10之间通过过渡结构23连接,过渡结构23包括与抽送装置10的出料口连通的矫正弯管,以及与矫正弯管连接的柔性管,柔性管的另一端与液化器30中对应的进料口连通。如此设置,散热管路21的轴向与抽送装置10的送料方向可以不同轴设置,例如,散热管路21倾斜设置,而抽送装置10的送料方向沿竖直方向设置,从而可以减小3D打印喷头的宽度,使得3D打印喷头整体更细。具体地,当散热管路21的轴向与抽送装置10的送料方向不同时,例如,在图2所示方向中,抽送装置10沿竖直方向设置且送料方向为竖直方向,散热管路21倾斜设置,抽送装置10沿竖直方向将打印材料送入矫正弯管,矫正弯管为硬质材料(例如金属材料),从而将打印材料输送方向改变,打印材料在矫正弯管中改变移动方向后进入柔性管,并经由柔性管进入散热管路21。由于柔性管具有弹性,因此在打印材料进入散热管路21时,可随打印材料的移动方向改变而出现形变,以使得打印材料顺利进入散热管路21。
为便于连接柔性管与矫正弯管,在矫正弯管与柔性管连接的一端的端面上设置有环形凸台,将柔性管的一端套设于环形凸台外侧,并使用卡箍对柔性管与环形凸台进行固定,从而将柔性管与矫正弯管连接。柔性管与液化管路31之间的连接方式也可采用上述连接方式。
在本实施例中液化管路31与散热管路21之间可为螺纹连接,具体地,在液化管路31和散热管路21中的其中一个的连接端设置外螺纹,另一个的连接端设置相匹配的内螺纹,从而将液化管路31与散热管路21通过螺纹连接。或者,液化管路31和散热管路21可焊接或者在制作过程中一体成型。
在上述任一技术方案中,进一步地,液化管路31可以为直管或者阶梯式直径管路,当液化管路31为直管时,如图4所示,液化管路31中各处的直径相等;当液化管路31为阶梯式直径管路时,根据不同类别材料的性能参数,在加热段下方将通道直径减小或是增大,限制熔融态材料的流量,以兼容多类别性能参数的熔融态材料,液化管路31包括相互连通的第一段311和第二段312,第一段311的直径大于或小于第二段312的直径。如图5所示,第一段311的直径小于第二段312的直径;如图6所示,第二段312的直径小于第一段311的直径。
在液化器30中,各液化管路31的结构可相同或不同,在图4-图6中,各液化管路31的结构均相同。当各液化管路31的结构不同时,在一个液化器30中,可同时存在直管的液化管路31和阶梯式直径管路的液化管路31,或者,其中部分液化管路31的第一段311的直径小于第二段312的直径,另一部分液化管路31的第二段312的直径小于第一段311的直径。
在本实施例中,多个液化管路31为一体结构,且该结构的出料口与喷嘴40螺纹连接,喷嘴40包括过料通道,过料通道的外侧罩设有外罩,从而使得喷嘴40更为美观。进一步地,液化器30也包含外壳,液化管路31、加热装置32、温度传感器33等均位于外壳中。在本实施例中,液化管路31由金属材质制成。
实施例二
本实用新型实施例提供一种打印机,包括:机架和安装于机架上、如上述技术方案的3D打印机喷头。
本实施例二提供的打印机与上述实施例一提供的3D打印机喷头相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。
进一步地,3D打印机喷头通过移动机构与机架连接,移动机构带动3D打印机喷头沿一定轨迹机架上移动。从而使得由3D打印机喷头挤出的打印材料沿一定轨迹堆叠并成型。
本实用新型同时还提供一种打印方法,应用于上述打印机中,打印方法包括:
加热装置加热与第一个输送机构对应的液化管路,以使得液化管路到达第一种打印材料的熔融温度,第一个输送机构中的抽送装置将第一种打印材料送入连通的散热装置,第一种打印材料经由散热装置进入对应的液化管路中,第一种打印材料在液化管路中融化并从喷头的出料口流出;
在需使用第二种打印材料时,第一个输送机构的抽送装置带动第一种打印材料反向移动,以将第一种打印材料抽回并停止继续向对应的液化管路输送第一种打印材料,并关闭对应的加热装置;
另一个加热装置加热与第二个输送机构连通的液化管路,以使得液化管路到达第二种打印材料的熔融温度,第二个输送机构中的抽送装置将第二种打印材料送入连通的散热装置,第二种打印材料经由散热装置进入对应的液化管路中,从而使得第二种打印材料在液化管路中融化并从喷头的出料口流出。
为便于说明,将第一个输送机构中的抽送装置称为第一抽送装置,散热管路称为第一散热管路,与之相连的液化管路称为第一液化管路,对应的加热装置称为第一加热装置;将第二个输送机构中的抽送装置称为第二抽送装置,散热管路称为第二散热管路,与之相连的液化管路称为第二液化管路,对应的加热装置称为第二加热装置。
在工作过程中,第一加热装置加热第一液化管路,以使得第一液化管路到达第一种打印材料的熔融温度,第一抽送装置将第一种打印材料送入第一散热装置,第一种打印材料经由第一散热装置进入第一液化管路中,第一种打印材料在第一液化管路内融化为熔融状态并从喷头的出料口流出;
在需将第一种打印材料更换为第二种打印材料进行打印时,在第二种打印材料进入第二液化管路的出料口之前的一段设定时间内,第一抽送装置带动第一种打印材料反向移动,以将第一种打印材料抽回并停止继续向第一液化管路输送第一种打印材料,从而减轻流涎效应。同时,关闭第一加热装置,停止为第一液化管路加热。
第二加热装置加热第二液化管路,以使得第二液化管路到达第二种打印材料的熔融温度,第二抽送装置将第二种打印材料送入第二散热装置,第二种打印材料经由第二散热装置进入第二液化管路内融化并从喷头的出料口流出。
由于在第一种打印材料经由喷嘴挤出时,可能有少量第一种打印材料进入第二液化管路,因此在第二种打印材料进入第二液化管路时,会先将第二液化管路内的第一种打印材料挤出,在该部分混杂有第二种打印材料和第一种打印材料的打印材料经由喷嘴挤出时,应将该部分打印材料剐蹭除去,然后再继续进行打印工作。或者,在各液化管路中均设置清理装置,在第二种打印材料进入第二液化管路之前,先启动清理装置,将第二液化管路中混杂的第一种打印材料清除。
进一步地,在3D打印机喷嘴工作的过程中,移动机构带动3D打印机喷嘴移动,从而使得经由3D打印机喷嘴挤出的打印材料沿一定轨迹移动并堆叠以成型。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种3D打印机喷头,其特征在于,包括:液化器、喷嘴和至少两个输送机构;
所述液化器内设置有与所述输送机构的数量相同的液化管路,所述液化管路旁设置有加热装置,各所述液化管路的出料口汇集于一处且相互连通,各所述液化管路的连通区域与所述喷嘴连通;
所述输送机构包括抽送装置和散热装置,所述抽送装置的出料口与所述散热装置的入料口连通,所述散热装置的出料口与所述液化器内的对应的所述液化管路的进料口连通。
2.根据权利要求1所述的3D打印机喷头,其特征在于,所述液化管路的数量为两个,两个所述液化管路的中心轴线之间的角度为0°-120°。
3.根据权利要求1所述的3D打印机喷头,其特征在于,所述散热装置包括散热管路,所述散热管路的外围设置有第一散热片。
4.根据权利要求1所述的3D打印机喷头,其特征在于,各所述液化管路上均设置有温度传感器。
5.根据权利要求4所述的3D打印机喷头,其特征在于,各所述液化管路上均设置有散热组件。
6.根据权利要求5所述的3D打印机喷头,其特征在于,所述散热组件包括设置于所述液化管路上的第二散热片和设置于所述第二散热片旁的散热风扇。
7.根据权利要求3所述的3D打印机喷头,其特征在于,所述散热管路与所述抽送装置之间通过过渡结构连接,所述过渡结构包括与所述抽送装置的出料口连通的矫正弯管,以及与所述矫正弯管连接的柔性管,所述柔性管的另一端与所述液化器中对应的进料口连通。
8.根据权利要求1所述的3D打印机喷头,其特征在于,所述液化管路包括相互连通的第一段和第二段,所述第一段的直径大于或小于所述第二段的直径。
9.一种打印机,其特征在于,包括:机架和安装于所述机架上、如权利要求1-8任一项所述的3D打印机喷头。
10.根据权利要求9所述的打印机,其特征在于,所述3D打印机喷头通过移动机构与所述机架连接,所述移动机构带动所述3D打印机喷头在所述机架上移动。
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2017
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
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