CN208428680U - 一种螺旋管促材料快凝的多色3d打印笔 - Google Patents

Abstract

一种螺旋管促材料快凝的多色3D打印笔，涉及一种3D打印笔。为了解决现有的3D打印笔存在打印模型容易变形垮塌的问题。本实用新型上部外壳、中部外壳和下部外壳连接在一起构成打印笔外壳；中部外壳的上部设有若干加热组件散热口；上部外壳内部设有固态材料供料装置；中部外壳内部内部的隔热导向圈轴向上设有若干材料导向通孔，加热管的一端设有与材料导向通孔数量相等的槽孔，若干槽孔在加热管内部汇聚成一条轴向通孔；而且材料导向通孔和槽孔一一对齐；加热管的下方连接有供料笔芯；下部外壳内部设有螺旋管，螺旋管套在供料笔芯上，并与供料笔芯相互接触；螺旋管的两端穿过下部外壳壁与外界相连通。本实用新型适用3D打印笔的设计制造。

Description

一种螺旋管促材料快凝的多色3D打印笔

技术领域

本实用新型涉及3D打印设备，具体涉及一种3D打印笔。

背景技术

3D打印机设备已经得到急速发展和广泛应用，目前市面上已经出现3D打印笔，3D打印笔是具有3d打印功能的笔，利用PLA、ABS塑料，经过加热部件使塑料融化，然后在后端的塑料输送机构不断输送，同时将经过加热部件融化的塑料流体压出，从而实现在表面"书写"或者绘画，从而得到3D物体图形。它很紧凑，并且无需电脑或电脑软件支持。你只要把它插上电，等一等就可以开始你的奇妙创作。

虽然目前的3D打印笔已经能够完成3D打印，但是由于ABS的熔点温度一般是217～237℃，PLA的熔点一般是155-185℃，目前一般的加热部件仅仅是通过电加热，并没有电脑或者芯片控制使得温度过高或者不稳定，从而导致塑料流体的相应温度过高，在被挤出笔尖的时候仍然处于一个相对较高的温度，不利于遇到空气立刻冷凝，导致打印的3D模型经常会出现不能及时凝固而变形，甚至整体的打印模型整体变形或者垮塌。即使针对有温控电路或者温控芯片的加热部件，由于其一定要达到塑料的熔点才能进行3D打印或者作画，在3D紧凑的结构中，在塑料流体流出笔尖的时候也并没有降温过程，也会导致打印的3D模型经常出现整体的打印模型整体变形或者垮塌的现象，尤其是打印“塔”等较高的模型，随着模型的高度增加重力增大，由于材料没有完全凝固，变形、垮塌的现象十分普遍。

并且目前3D打印笔的加热部件一般装在3D打印笔内部，由于3D打印笔内部是一个相对封闭的空间，加热部件的温度在笔壳内部集聚，导致笔壳内部的温度升高，使得笔壳内部的塑料流体在一个相对高温的环境里，不能及时降温，其被挤出笔尖的时候仍然温度较高，不能及时凝固，加重了上述情况。这种情况还导致了使用3D打印笔时间稍长都会出现烫手的问题，甚至存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有的3D打印笔由于流体打印材料离开打印笔时温度较高不能及时冷却而存在的打印模型容易变形垮塌的问题。

一种螺旋管促材料快凝的多色3D打印笔，包括上部外壳(3)、中部外壳(2)和下部外壳(1)，上部外壳(3)、中部外壳(2)和下部外壳(1)连接在一起构成打印笔外壳；中部外壳(2)的上部设有若干加热组件散热口(23)；

上部外壳(3)内部设有固态材料供料装置；固态材料供料装置给送不同颜色的固态材料；

中部外壳(2)内部设有加热组件(20)、加热管(21)和隔热导向圈(22)，所述隔热导向圈(22)轴向上设有若干材料导向通孔(221)，加热管(21)的一端设有与材料导向通孔(221)数量相等的槽孔(211)，所述若干槽孔(211)在加热管(21)内部汇聚成一条轴向通孔(212)；而且材料导向通孔(221)和槽孔(211)一一对齐；

加热管(21)的下方连接有供料笔芯(10)；下部外壳(1)内部设有螺旋管(11)，螺旋管套在供料笔芯(10)上，并与供料笔芯(10)相互接触；螺旋管(11)的两端穿过下部外壳(1)壁与外界相连通。

进一步地，所述上部外壳(3)的底端设有锥形的热流导板(31)，且锥形热流导板(31)的锥口朝向中部外壳(2)，固态材料穿过锥形热流导板(31)的锥口深入中部外壳(2)的隔热导向圈(22)内。

进一步地，所述加热管(21)为金属材质。

进一步地，所述中部外壳(2)的主体上还设有散热孔。

进一步地，所述隔热导向圈(22)轴向上设有三个材料导向通孔(221)。

进一步地，所述螺旋管(11)的两端各自设有一个橡胶塞。或者，所述螺旋管(11)下方一端连接供水装置；螺旋管(11)上方一端连接导管，通过导管排水。或者，所述连接螺旋管(11)上方一端连接一台负压设备，接螺旋管(11)下方一端接通空气。

本实用新型可以通过在螺旋管内注入冷水，或者在螺旋管内逆向通入冷却水，或者在螺旋管内逆向压入空气，降低供料笔芯的温度，从而实现流体材料的冷却。在长宽为0.3m×0.3m的范围内将“塔”状模型的高度打印到0.9m以上，且不垮塌。

由于本实用新型的上部外壳(3)和中部外壳(2)连接在一起时，锥形的扩口端边缘接触加热组件散热口(23)的上边缘；热流导板(31)将加热组件(20)的热量及时通过加热组件散热口(23)排掉，这个分腔结构和散热口不仅保证了3D打印笔内部的温度，避免了3D打印笔使用时间过长导致笔壳烫手的问题，也避免安全隐患。

而且本适用性新型还进行多色拼接打印，打印出的模型颜色也更加丰富。

附图说明

图1为打印笔局部的外部结构示意图；

图2为打印笔局部的剖视图。

图3为隔热导向圈的结构示意图；

图4为加热管的结构示意图；

图5为隔热导向圈和加热管连接时的剖视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图5说明本实施方式，

一种螺旋管促材料快凝的多色3D打印笔，包括上部外壳3、中部外壳2和下部外壳1，上部外壳3、中部外壳2和下部外壳1能够通过螺纹连接在一起构成打印笔外壳；中部外壳2的上部设有若干加热组件散热口23；

上部外壳3内部设有固态材料供料装置；固态材料供料装置能够给送不同颜色的固态材料；不同颜色的固态材料可以同时给送，由于后期供料笔芯10内的流态材料不能够在供料笔芯内部充分混合，实际打印出的模型是花色的，如蓝色、白色和黄色在一根打印材料上；不同颜色的固态材料也可以分时给送，实际打印出的模型是不同颜色拼接而且的，出口的打印材料是单色的，只不过在需要时可以通过控制不同颜色的固态材料的给送，得到单色与单色的拼接模型；

中部外壳2内部设有加热组件20、加热管21和隔热导向圈22，所述隔热导向圈22轴向上设有若干材料导向通孔221，加热管21的一端设有与材料导向通孔221数量相等的槽孔211，所述若干槽孔211在加热管21内部汇聚成一条轴向通孔212；而且材料导向通孔221和槽孔211一一对齐；所述加热组件20设置在加热管21外壁上；加热管21的下方设有供料笔芯10；在热组件20给加热管21加热使固态材料熔融时，由于隔热导向圈22的隔热作用，不仅能够保证固态材料的导向作用，而且还能够对加热管的热量起到隔离的作用，这样固态材料在给进处(材料导向通孔内)是固态而不是流态，就保证了固态材料的连续顺利给送，同时材料导向通孔内的固态材料也保证了加热管内的流体材料不至于从上方挤出；

加热管21的下方连接有供料笔芯10；下部外壳1内部设有螺旋管11，螺旋管能够套在供料笔芯10上，并与供料笔芯10相互接触；螺旋管11的两端穿过下部外壳1壁与外界相连通。

实际上可以通过在螺旋管内注入冷水，或者在螺旋管内逆向通入冷却水，或者在螺旋管内逆向压入空气，降低供料笔芯的温度，从而实现流体材料的冷却

具体实施方式二：

本实施方式所述上部外壳3的底端设有锥形的热流导板31，且锥形热流导板31的锥口朝向中部外壳2，固态材料能够穿过锥形热流导板31的锥口深入中部外壳2的隔热导向圈22内。

上部外壳3和中部外壳2连接在一起时，锥形的扩口端边缘接触加热组件散热口23的上边缘；热流导板31能够将加热组件20的热量及时通过加热组件散热口23排掉，这个分腔结构和散热口不仅保证了3D打印笔内部的温度，避免了3D打印笔使用时间过长导致笔壳烫手的问题，也能够避免安全隐患。

其他结构与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：

本实施方式所述加热管21为金属材质。

其他结构与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：

本实施方式所述中部外壳2的主体上还设有散热孔。

其他结构与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：

本实施方式所述隔热导向圈22轴向上设有三个材料导向通孔221。

其他结构与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：

本实施方式所述螺旋管11的两端各自设有一个橡胶塞。在使用3D打印笔时，安装螺旋管下方一端的橡胶塞；通过螺旋管上方一端注入冷水，如果螺旋管内有气体存在可以打开螺旋管下方一端的橡胶塞，待冷水流出后再安装上螺旋管下方一端的橡胶塞，待螺旋管内充满冷水后再安装上橡胶塞上方一端的橡胶塞。从而实现螺旋管与供料笔芯10及时热交换，降低供料笔芯的温度，从而实现流体材料的冷却。本实用新型能够在长宽为0.3m×0.3m的范围内将“塔”状模型的高度打印到1.0m以上，且不垮塌。若果进行较长时间的3D打印，此种方式需要定时更换螺旋管中的冷水。

其他结构与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：

本实施方式所述螺旋管11下方一端(朝向供料笔芯出料口的一端)连接供水装置；螺旋管11上方一端(朝向中部外壳的一端)连接导管，通过导管排水。供水设备通过接螺旋管下方一端供水，使水流从螺旋管上方一端流出，从而实现螺旋管与供料笔芯10及时热交换，降低供料笔芯的温度，从而实现流体材料的冷却。本实用新型能够在长宽为0.3m×0.3m的范围内将“塔”状模型的高度打印到1.3m以上，且不垮塌。

其他结构与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式八：

本实施方式所述连接螺旋管11上方一端(朝向中部外壳的一端)连接一台负压设备(小型抽风机或排风扇)，接螺旋管11下方一端(朝向供料笔芯出料口的一端)接通空气。小型的负压设备可设置在打印笔的上部外壳内部通过导管与接螺旋管11上方一端连接，小型的负压设备也可以设置在打印笔外壳外壁上；或者小型的负压设备并不是设置在打印笔上的，是额外附加设备，通过抽真空实现。通过负压将螺旋管内部的空气抽出，从而保证对螺旋管内部的热量及时散发，以便与供料笔芯10及时进行热交换，降低供料笔芯的温度，从而实现流体材料的冷却。实际上风冷的效果能够实现流体材料的降温，从而保证打印模型不易变形垮塌，从而提升打印模型的空间结构和质量；但是这种效果没有水冷的效果明显，本实用新型能够在长宽为0.3m×0.3m的范围内将“塔”状模型的高度打印到0.9m以上，且不垮塌。

其他结构与具体实施方式一至五之一相同。

Claims (8)

1.一种螺旋管促材料快凝的多色3D打印笔，其特征在于，包括上部外壳(3)、中部外壳(2)和下部外壳(1)，上部外壳(3)、中部外壳(2)和下部外壳(1)连接在一起构成打印笔外壳；中部外壳(2)的上部设有若干加热组件散热口(23)；

上部外壳(3)内部设有固态材料供料装置；固态材料供料装置给送不同颜色的固态材料；

中部外壳(2)内部设有加热组件(20)、加热管(21)和隔热导向圈(22)，所述隔热导向圈(22)轴向上设有若干材料导向通孔(221)，加热管(21)的一端设有与材料导向通孔(221)数量相等的槽孔(211)，所述若干槽孔(211)在加热管(21)内部汇聚成一条轴向通孔(212)；而且材料导向通孔(221)和槽孔(211)一一对齐；

加热管(21)的下方连接有供料笔芯(10)；下部外壳(1)内部设有螺旋管(11)，螺旋管套在供料笔芯(10)上，并与供料笔芯(10)相互接触；螺旋管(11)的两端穿过下部外壳(1)壁与外界相连通。

2.根据权利要求1所述的一种螺旋管促材料快凝的多色3D打印笔，其特征在于，所述上部外壳(3)的底端设有锥形的热流导板(31)，且锥形热流导板(31)的锥口朝向中部外壳(2)，固态材料穿过锥形热流导板(31)的锥口深入中部外壳(2)的隔热导向圈(22)内。

3.根据权利要求2所述的一种螺旋管促材料快凝的多色3D打印笔，其特征在于，所述加热管(21)为金属材质。

4.根据权利要求3所述的一种螺旋管促材料快凝的多色3D打印笔，其特征在于，所述中部外壳(2)的主体上还设有散热孔。

5.根据权利要求1至4之一所述的一种螺旋管促材料快凝的多色3D打印笔，其特征在于，所述隔热导向圈(22)轴向上设有三个材料导向通孔(221)。

6.根据权利要求1至4之一所述的一种螺旋管促材料快凝的多色3D打印笔，其特征在于，所述螺旋管(11)的两端各自设有一个橡胶塞。

7.根据权利要求1至4之一所述的一种螺旋管促材料快凝的多色3D打印笔，其特征在于，所述螺旋管(11)下方一端连接供水装置；螺旋管(11)上方一端连接导管，通过导管排水。

8.根据权利要求1至4之一所述的一种螺旋管促材料快凝的多色3D打印笔，其特征在于，所述螺旋管(11)上方一端连接一台负压设备，接螺旋管(11)下方一端接通空气。