CN208789093U - 用于3d打印机的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于3D打印机的冷却系统，所述冷却系统用于冷却打印机喷头，该冷却系统包括控制器、固定安装在打印平台的一侧的冷却液箱、围绕在所述打印机喷头的加热装置周围的第一管路以及安装在所述打印机喷头的一侧的冷却板，所述冷却液箱的出液口通过所述第一管路与所述冷却板的进液口相连接，所述冷却液箱的回液口通过第二管路与所述冷却板的出液口相连接，所述第一管路上设有冷却泵，所述第二管路上设有阀门，所述冷却泵和所述阀门分别与所述控制器电连接。本实用新型可以迅速有效地对打印机喷头进行散热，并且不会影响3D打印的成型质量，提高了3D打印机的使用寿命和工作稳定性；本实用新型结构简单，操作方便，环保无污染、无噪音。

Description

用于3D打印机的冷却系统

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种用于3D打印机的冷却系统。

背景技术

3D打印是一种在数字三维模型驱动下，采用粉末状金属、塑料等可粘合材料，按照增材制造原理通过逐层打印的方式来构造物体的技术。熔融挤压堆积成型技术(FDM)是3D打印技术中常用的一种技术工艺，原理是利用热塑性聚合物材料在熔融状态下，从喷头处挤压出来，凝固形成轮廓形状的薄层，再层层叠加最终形成产品。

3D打印机使用时喷头处会聚集大量的热量，若不及时进行散热处理，聚集的热量会加速3D打印机内部机械零部件和电子元器件的老化，降低3D打印机的使用寿命以及打印质量。

现有技术通常在打印机喷头处安装散热风扇来对喷头进行散热，但是在打印过程中，散热风扇运转产生的震动会严重影响3D打印机的成型质量，此外，风扇转动会产生较大噪音并且扇叶容易吸灰难以清洗。

实用新型内容

本实用新型的目的是至少解决上述缺陷与不足之一，该目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型提供了一种用于3D打印机的冷却系统，所述冷却系统用于冷却打印机喷头，该冷却系统包括控制器、固定安装在打印平台的一侧的冷却液箱、围绕在所述打印机喷头的加热装置周围的第一管路以及安装在所述打印机喷头的一侧的冷却板，所述冷却液箱的出液口通过所述第一管路与所述冷却板的进液口相连接，所述冷却液箱的回液口通过第二管路与所述冷却板的出液口相连接，所述第一管路上设有冷却泵，所述第二管路上设有阀门，所述冷却泵和所述阀门分别与所述控制器电连接。

进一步地，所述第一管路为冷却管路，所述第二管路为回液管路。

进一步地，所述冷却板的内部设有用于供冷却液流经的毛细管。

进一步地，所述冷却板的进液口与所述毛细管的一端连接，所述冷却板的出液口与所述毛细管的另一端连接。

进一步地，所述第一管路、所述毛细管以及所述第二管路组成冷却循环管路。

优选地，还包括与所述冷却板的散热面相连接的散热机构。

优选地，所述散热机构为一组规则排列的散热片。

优选地，所述冷却液箱的所述出液口处和所述冷却液箱的所述回液口处均设有密封圈。

优选地，所述第一管路和所述第二管路均为柔性导管。

优选地，还包括设置在所述打印机喷头附近的温度传感器，所述温度传感器与所述控制器电连接。

本实用新型的优点如下：

(1)本实用新型提供的冷却循环系统可以迅速有效地对打印机喷头进行散热，使喷头温度控制在一定的范围内，保护打印机部件，并且不会影响3D打印的成型质量，极大的提高了3D打印机的使用寿命和工作稳定性。

(2)本实用新型结构简单，操作方便，环保无污染、无噪音。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型实施例提供的用于3D打印机的冷却系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的用于3D打印机的冷却系统的打印机喷头的剖视图；

图3为本实用新型实施例提供的用于3D打印机的冷却系统的冷却板的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的用于3D打印机的冷却系统的冷却板的另一示意图；

其中：

100-打印机喷头 200-打印平台

101-加热装置 102-喷嘴

1-冷却液箱 11-冷却液箱的出液口

12-冷却液箱的回液口 2-第一管路

3-冷却板 31-冷却板的进液口

32-冷却板的出液口 33-毛细管

4-第二管路 5-冷却液泵

6-散热器 7-阀门

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1至图2示出了根据本实用新型的实施方式提供的用于3D打印机的冷却系统的结构示意图。如图1和图2所示，本实用新型提供的冷却系统用于冷却打印机喷头100，打印机喷头100包括加热装置101和喷嘴102，加热装置101用于熔化送入到打印头中的打印丝；喷嘴102用于输出熔化的打印丝，喷嘴102与加热装置101连接并与加热装置101连通；控制器控制加热装置101对打印丝进行加热熔化，熔化的打印丝接下来通过喷嘴102输出，通过层层打印形成3D物体。本实用新型提供的冷却系统对打印机喷头100的加热装置101进行冷却。

本冷却系统包括控制器(未示出)、固定安装在打印平台200的一侧的冷却液箱1、围绕在打印机喷头100的加热装置101周围的第一管路2以及安装在打印机喷头200的一侧的冷却板3。冷却液箱1的出液口11通过第一管路2与冷却板3的进液口31相连接，冷却液箱1的回液口12通过第二管路4与冷却板3的出液口32相连接。

第一管路2为冷却管路，在加热装置101的四周环绕设置，并通过卡接机构将第一管路2固定在加热装置101的周围。第一管路2上设有冷却液泵5，用于将冷却液箱1中的冷却液泵送至第一管路2中，对加热装置101进行冷却。

第二管路2为回液管路，用于将冷却后的冷却液循环回流至冷却液箱1，实现冷却液的循环使用，既环保又节约成本。

将冷却液箱1放置在打印平台200上，操作方便，当需要更换时无需拆卸打印机喷头100，直接向冷却液箱1中注入冷却液即可。

冷却板3包括吸热面和散热面，冷却板3的吸热面可以吸收来自第一管路2中的对打印机喷头100进行换热后变热的冷却液的热量。

图3示出了根据本实用新型的实施方式提供的用于3D打印机的冷却系统的冷却板的示意图。如图3所示，冷却板3的内部设有用于供冷却液流经的毛细管33，冷却板3的进液口31与毛细管33的一端连接，冷却板3的出液口32与毛细管33的另一端连接。第一管路2、毛细管33以及第二管路4组成冷却循环管路。

多个毛细管33相互连通，增大了冷却液的流通面积，使得冷却液汽化产生的蒸汽能够最大面积的与冷却板3接触实现快速换热，经冷却板3换热冷却后的冷却液经由第二管路4回流到冷却液箱1中继续循环使用。

如图3和图4所示，具体实施中，毛细管33可包括一路或多路液体循环回路，保证快速散热。

当打印机喷头100进行打印时，可通过冷却液泵5吸取冷却液箱1中的冷却液然后将其泵入第一管路2中，通过围绕在打印机喷头100四周的第一管路2对打印机喷头100进行换热冷却，使打印机喷头100进行降温，同时经换热后的冷却液会经由冷却板3中的毛细管33和第二管路4回流返回冷却液箱1中循环使用，对打印机喷头100进行连续换热。

为强化散热效果，打印机喷头100内还设有与冷却板3的散热面相连接的散热器6，在该部分处转移来自冷却板3内的冷却液的部分热量，由散热器6将冷却板3上多余的热量快速挥发，从而保证冷却液对打印机喷头100的制冷效果。

优选实施中，散热器6为多个规则排列的散热片，散热片可以是采用高导热材料制作。由于散热片为薄片，提高了热传导效率，进一步增强了冷却液对打印机喷头100的制冷效果。

第一管路2和第二管路4均采用柔性导管，例如金属软管，既方便布置又能够快速散热。

冷却液箱1的出液口11处、冷却液箱1的回液口12处、冷却板3的进液口31处以及冷却板3的出液口32处均设有密封圈，防止进液口和出液口处液体泄漏，保证冷却液对打印机喷头100的散热作用。

具体实施中，冷却液为水、液氨、液氮、水性冷却液或油性冷却液等液体。3D打印机可根据不同的打印材料变换不同的冷却液，满足各种不同打印温度要求的3D打印材料的使用。

此外，冷却液箱1中的冷却流体不仅可以是液体，还可以是任意适当类型的流体以吸收来自冷却流体的热，并将吸收的热运输走，例如空气，本实用新型不具体限定。

控制器与冷却液泵5电连接，用于控制第一管路2中的冷却液流速，以维持加热装置101在预定温度范围内。

打印机喷头100上还设有与控制器电连接的温度传感器，温度传感器实时监测打印机喷头100的温度，并将温度信息传输至控制器，控制器可根据温度传感器传递的温度信息控制控制管路中的流速，进而控制整个冷却系统的运行。

当温度偏离预定温度时，控制器便会控制开启冷却液泵5，将冷却液箱1中的冷却液泵送至打印机喷头附近进行冷却，冷却液依次流经第一管路2、冷却板3的毛细管33、第二管路4返回至冷却液箱1中，形成冷却循环系统对打印机喷头100进行循环冷却。

第二管路4上设有与控制器电连接的阀门7，用于控制第二管路4中回流的冷却液，当冷却液的温度降到设定的温度时，开启阀门7使冷却液回流到冷却液箱1中。优选实施中，阀门7采用比例阀，可以控制第二管路4中冷却液的流量。

本实用新型将3D打印机的打印机喷头100设计为封闭结构，并且引入了冷却循环系统，可以迅速有效地对打印机喷头进行散热，使喷头温度控制在一定的范围内，保护打印机部件，并且不会影响3D打印的成型质量，极大的提高了3D打印机的使用寿命和工作稳定性。此外，整个工作过程简单，环保无污染、无噪音。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种用于3D打印机的冷却系统，所述冷却系统用于冷却打印机喷头，其特征在于，所述冷却系统包括控制器、固定安装在打印平台的一侧的冷却液箱、围绕在所述打印机喷头的加热装置周围的第一管路以及安装在所述打印机喷头的一侧的冷却板，所述冷却液箱的出液口通过所述第一管路与所述冷却板的进液口相连接，所述冷却液箱的回液口通过第二管路与所述冷却板的出液口相连接，所述冷却板的内部设有用于供冷却液流经的毛细管，所述第一管路、所述毛细管以及所述第二管路组成冷却循环管路，所述第一管路上设有冷却泵，所述第二管路上设有阀门，所述冷却泵和所述阀门分别与所述控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的用于3D打印机的冷却系统，其特征在于，所述第一管路为冷却管路，所述第二管路为回液管路。

3.根据权利要求1所述的用于3D打印机的冷却系统，其特征在于，所述冷却板的进液口与所述毛细管的一端连接，所述冷却板的出液口与所述毛细管的另一端连接。

4.根据权利要求1所述的用于3D打印机的冷却系统，其特征在于，还包括与所述冷却板的散热面相连接的散热机构。

5.根据权利要求4所述的用于3D打印机的冷却系统，其特征在于，所述散热机构为一组规则排列的散热片。

6.根据权利要求1所述的用于3D打印机的冷却系统，其特征在于，所述冷却液箱的所述出液口处和所述冷却液箱的所述回液口处均设有密封圈。

7.根据权利要求1所述的用于3D打印机的冷却系统，其特征在于，所述第一管路和所述第二管路均为柔性导管。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于3D打印机的冷却系统，其特征在于，还包括设置在所述打印机喷头附近的温度传感器，所述温度传感器与所述控制器电连接。