CN209738290U - 3d打印机喷头以及3d打印机 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及3D打印机喷头以及3D打印机。所述3D打印机喷头包括至少两根进料管、输料装置、喉管和喷嘴。输料装置包括缓冲段和导出段，至少两根进料管的出口与缓冲段连通，导出段贯穿喉管并与喷嘴连通。喉管靠近喷嘴那一端的外围设置加热块。本申请中的3D打印机喷头在输料装置的上端设置有缓冲段，缓冲段在耗材进入时对其进行缓冲，随后耗材在重力的作用下以合适的流速流经导出段并进入喷嘴。同时，本申请中输料装置的导出段直接贯穿于喉管上并与喷嘴连通，从而缩短整个输料装置的长度，进而缩短耗材进入喷嘴的行程，避免喷头堵丝问题的出现。
Description
技术领域
本申请涉及3D打印机领域，具体而言，涉及3D打印机喷头以及3D打印机。
背景技术
3D打印机，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。
现有的3D打印机输料进程过长，耗材从输料装置进入喷嘴的行程中，容易发生堵丝。随着3D打印机应用的领域越来越广，用户对3D打印机的要求越来越高，3D打印机喷头的堵塞问题愈加突出，如何解决3D打印机喷头堵塞问题成为本技术领域人员迫切需要解决的问题。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于提供3D打印机喷头以及使用该喷头的打印机，用以提供一体成型的输料装置，减少耗材由于管道连接处形成的阻尼面而造成喷头堵丝的问题。
根据本申请的一个方面，本申请实施例提供了一种3D打印机喷头包括至少两根进料管、输料装置、喉管和喷嘴；所述输料装置包括缓冲段和导出段，至少两根所述进料管的出口与所述缓冲段连通，所述导出段贯穿所述喉管并与所述喷嘴连通；所述喉管靠近所述喷嘴那一端的外围设置加热块，所述加热块上设置有加热棒与热敏电阻。
通常情况下，3D打印机喷头中的进料管与输料装置相对倾斜设置，耗材由进料管进入输料装置时，输送的路径发生偏转，进料管与输料装置的交接处就易发生耗材的拥堵。本申请中的3D打印机喷头，在输料装置的上端设置有缓冲段，耗材通过进料管进入输料装置时，首先在缓冲段进行缓冲，随后在压力的作用下以合适的流速流经导出段并进入喷嘴。
与相比于现有技术中，导出段直接与喉管连接，连接处容易形成阻尼面，耗材在经过连接处时，容易造成堆积堵塞相比，本申请中输料装置的导出段直接贯穿于喉管上并与喷嘴连通，省略了导出段与喉管的连接处以及喉管与喷嘴的连接处，减少了耗材堵丝的风险。
在一种可能实现的方式中，所述缓冲段为上端口大，下端口小的中空管段，所述进料管与所述缓冲段的上端口连通。
缓冲段的上端口大有利于多个进料管与缓冲段相连通；缓冲段的下端口小是为了缓冲段与导出段相连通；另外上端口、下端口小的缓冲段设计有利于耗材在压力的作用下顺利的导入喷嘴，避免堵丝。
在一种可能实现的方式中，所述中空管段的纵向中心截面为上下两边为直线段、两侧边为光滑曲线围成的四边形。
缓冲段的中空管段的纵向中心截面的两侧边为光滑曲线，即中空管段的侧面为平滑的曲面，曲面的设计有利于耗材无残留的顺利的导入导出段，起到较好的缓冲作用，并且可以通过调节曲面弯曲的角度与形状来调节耗材进入喷嘴的流速。缓冲段的中空管段的纵向中心截面的上下两边为直线段，即缓冲段的上下端口为直径不同的圆，圆形的上端口有利于进料管与缓冲段更好的连通。
在一种可能实现的方式中，所述中空管段的纵向中心截面为倒梯形。
进一步地所述倒梯形的侧边与所述中空管段中心轴的夹角范围为10°～90°。
中空管段的纵向中心截面为倒梯形，即中空管段的形状为倒圆台形，倒圆台形中空管段类似于漏斗，由于内表面光滑且自入口至出口呈渐缩式变化，耗材在中空管段内可匀速流动，在倒梯形的侧边与中空管段中心轴的夹角为10°～90°的范围内，耗材在中空管段内均具有较佳的缓冲效果。
在一种可能实现的方式中，所述喉管穿入所述导出段的入口端部设有倒圆台形卡口。
进一步地所述缓冲段的下部设有与所述倒圆台形卡口适配的倾斜表面以及使所述缓冲段卡合在所述喉管上部的卡合凸台。
缓冲段下端的倾斜表面与卡合凸台卡合于喉管上，两者之间不会发生相对运动，方便输料装置与喉管之间的安装，并且使得整体的安装的稳定性得到保障，间接的保障了打印机的打印精度。
在一种可能实现的方式中，所述缓冲段与所述导出段的长度比例为1:1～1:5。
缓冲段与导出段的长度比例小于1:5时，导出段长度较长，减弱输出装置的缓冲效果，当缓冲段与导出段的长度比例大于1:1时，由于导出段过短，通过导出段的耗材流速不稳定，影响打印设备的打印质量。
在一种可能实现的方式中，所述喉管、所述输料装置的缓冲段和导出段的中心线在同一条直线上。
缓冲段和导出段的中心线在同一条直线上，有利于耗材均匀的进入喷嘴，避免堵丝；喉管与缓冲段以及导出段的中心线在同一条直线上，避免喉管与输料装置之间水平方向发生相对移动。
在一种可能实现的方式中，所述进料管的数量为两根，两根所述进料管相对所述输料装置的中心线对称倾斜设置。
需要说明的是，本实施例中进料管的数量为两根只是示例性地，进料管的根数还可包括但不限于三根、四根或五根等，进料管的根数可根据实际打印需求确定。当进料管的数量为两根时，两根进料管相对输料装置的中心线对称倾斜设置。当进料管的数量大于两根时，多根进料管相对输料装置的中心线周向阵列布置。两根进料管的设计可使打印机进行双色或者支撑打印；多根进料管的设计可使打印机进行多色或者支撑打印。
在一种可能实现的方式中，还包括散热装置，所述散热装置包裹所述喉管上部和所述进料管的中下部。
散热装置的设置能够降低打印机喷头的温度，延长打印机喷头的寿命，提高打印机的打印精度。同时，散热装置包裹喉管上部和进料管的中下部，散热装置起到固定进料管与输料装置的作用，散热装置通过喉管与加热块连接。
根据本申请的另一方面，本申请实施例还提供了一种包括上述3D打印机喷头的3D打印机。该打印机在进行打印时，堵丝风险小，打印精度高，打印机的寿命较长。
本申请实施例提供一种3D打印机喷头及使用该喷头的3D打印机，3D打印机喷头在输料装置的上端设置有缓冲段，缓冲段在耗材进入时对其进行缓冲，随后耗材在压力的作用下以合适的流速流经导出段并进入喷嘴。同时，本申请中输料装置的导出段直接贯穿于喉管上并与喷嘴连通，从而缩短整个输料装置的长度，进而缩短耗材进入喷嘴的行程，避免喷头堵丝问题的出现。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种3D打印机喷头的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种输料装置结构示意图。
图标：100-进料管，200-输料装置，210-缓冲段，211-中空管段，212-倾斜表面，213-卡合凸台，220-导出段，300-喉管，400-喷嘴，500-加热块，600-散热装置。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
参照图1，图1为本申请实施例提供的一种3D打印机喷头的结构示意图。如图1所示，该实施例中的3D打印机包括两根进料管100、输料装置200、喉管300和喷嘴400。图2为图1所示3D打印机喷头中输料装置200的结构示意图，如图2所示，输料装置200包括缓冲段210和导出段220。结合图1和图2，两根进料管100的出口与缓冲段210连通，导出段220贯穿喉管300并与喷嘴400连通；喉管300靠近喷嘴400那一端的外围设置加热块500，加热块的上面设置有加热棒与热敏电阻。
通常情况下，3D打印机喷头中的进料管100与输料装置200相对倾斜设置，耗材由进料管100进入输料装置200时，输送的路径发生偏转，进料管100与输料装置200的交接处就易发生耗材的拥堵。本申请中的3D打印机喷头，在输料装置的上端设置有缓冲段210，耗材通过进料管100进入输料装置200时，首先在缓冲段210进行缓冲，随后在压力的作用下以合适的流速流经导出段220并进入喷嘴400。同时，相比于现有技术中，导出段220直接与喉管300连接，连接处容易形成阻尼面，耗材在经过连接处时，容易造成堆积堵塞，本申请中输料装置200的导出段220直接贯穿于喉管300上并与喷嘴400连通，省略了导出段220与喉管300的连接处以及喉管300与喷嘴400的连接处，减少了耗材堵丝的风险。
在一种可能的实现方式中，缓冲段210为一段中空管段211，其上端口大，下端口小，并且进料管100与缓冲段210的上端口连通。
在上述实现过程中，缓冲段210的上端口大有利于多个进料管100与缓冲段210相连通；缓冲段210的下端口小是为了缓冲段210与导出段220相连通；另外上端口、下端口小的缓冲段210设计有利于耗材在压力的作用下顺利的导入喷嘴400，避免堵丝。
在一种可能的实现方式中，缓冲段210的中空管段211的纵向中心截面为上下两边为直线段、两侧边为光滑曲线围成的四边形。
在上述实现过程中，缓冲段210的中空管段211的纵向中心截面的两侧边为光滑曲线，即中空管段211的侧面为平滑的曲面，曲面的设计有利于耗材无残留的顺利的导入导出段220，起到较好的缓冲作用，并且可以通过调节曲面弯曲的角度与形状来调节耗材进入喷嘴400的流速。
作为各实施例中的其中一种实施例，缓冲段210的中空管段211的纵向中心截面的上下两边为直线段，即缓冲段210的上下端口为直径不同的圆，圆形的上端口有利于进料管100与缓冲段210更好的连通。
在一种可能的实现方式中，中空管段211的纵向中心截面为倒梯形，倒梯形的侧边与中空管段211中心轴的夹角范围为10°～90°，即中空管段211的形状为倒圆台形，倒圆台形中空管段211类似于漏斗，由于内表面光滑且自入口至出口呈渐缩式变化，耗材在中空管段211内可匀速流动，在倒梯形的侧边与中空管段211中心轴的夹角为10°～90°的范围内，耗材在中空管段211内均具有较佳的缓冲效果。
在一种可能的实现方式中，喉管300用于穿入导出段220的入口端部设有倒圆台形卡口，缓冲段210的下部设有与倒圆台形卡口适配的倾斜表面212以及使缓冲段210卡合在喉管300上部的卡合凸台213，如图2所示。
在上述实现过程中，缓冲段210下端的倾斜表面212与卡合凸台213卡合于喉管300上，两者之间不会发生相对运动，方便输料装置200与喉管300之间的安装，并且使得整体的安装的稳定性得到保障，间接的保障了打印机的打印精度。
在一种可能的实现方式中，缓冲段210与导出段220的长度比例选为1:5～1:1，结合实际操作可知，本申请中缓冲段210与导出段220的长度比例小于1:5时，导出段220长度较长，减弱输出装置的缓冲效果，当缓冲段210与导出段220的长度比例大于1:1时，由于导出段220过短，通过导出段220的耗材流速不稳定，影响打印设备的打印质量。
在一种可能的实现方式中，喉管300、输料装置200的缓冲段210和导出段220的中心线在同一条直线上。缓冲段210和导出段220的中心线在同一条直线上，有利于耗材均匀的进入喷嘴400，避免堵丝；喉管300与缓冲段210以及导出段220的中心线在同一条直线上，避免喉管300与输料装置200之间水平方向发生相对移动。
需要说明的是，本实施例中进料管100的数量为两根只是示例性地，进料管100的根数还可包括但不限于三根、四根或五根等，进料管100的根数可根据实际打印需求确定。当进料管100的数量为两根时，两根进料管100相对输料装置200的中心线对称倾斜设置。当进料管100的数量大于两根时，多根进料管100相对输料装置200的中心线周向阵列布置。两根进料管100的设计可使打印机进行双色或者支撑打印；多根进料管100的设计可使打印机进行多色或者支撑打印。
在一种可能的实现方式中，3D打印机还包括散热装置600，并且散热装置600包裹喉管300上部和进料管100的中下部。散热装置600的设置能够降低打印机喷头的温度，延长打印机喷头的寿命，提高打印机的打印精度。同时，散热装置600包裹喉管300上部和进料管100的中下部，散热装置600起到固定进料管100与输料装置200的作用，散热装置600通过喉管300与加热块500连接。
根据本申请的另一方面，还提供了一种包括上述3D打印机喷头的3D打印机，该打印机在进行打印时，堵丝风险小，打印精度高，打印机的寿命较长。
在一种可能的实现方式中，3D打印机采用熔融挤出成型(FDM)技术，FDM技术的材料一般为热塑性材料，以丝状供料，材料在喷头内被加热熔化，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化形成一层截面，一层成型完成后，机器工作台下降一个高度(即分层厚度)再成型下一层，直至形成整个实体造型。运用FDM技术进行3D打印，成型速度较快且后处理简单，仅需要几分钟到一刻钟的时间剥离支撑后，原型即可使用。另外与其他使用粉末和液态材料的工艺相比，丝材更加清洁，易于更换、保存，不会在设备中或附近形成粉末或液体污染。
综上所述，本申请实施例提供一种3D打印机喷头及使用该喷头的3D打印机，3D打印机喷头在输料装置的上端设置有缓冲段，缓冲段在耗材进入时对其进行缓冲，随后耗材在压力的作用下以合适的流速流经导出段并进入喷嘴。同时，本申请中输料装置的导出段直接贯穿于喉管上并与喷嘴连通，从而缩短整个输料装置的长度，进而缩短耗材进入喷嘴的行程，避免喷头堵丝问题的出现。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (10)
1.一种3D打印机喷头，包括至少两根进料管、输料装置、喉管和喷嘴，其特征在于，所述输料装置包括缓冲段和导出段，至少两根所述进料管的出口与所述缓冲段连通，所述导出段贯穿所述喉管并与所述喷嘴连通；所述喉管靠近所述喷嘴那一端的外围设置加热块。
2.根据权利要求1所述的3D打印机喷头，其特征在于，所述缓冲段为上端口大，下端口小的中空管段，所述进料管与所述缓冲段的上端口连通。
3.根据权利要求2所述的3D打印机喷头，其特征在于，所述中空管段的纵向中心截面为上下两边为直线段、两侧边为光滑曲线围成的四边形。
4.根据权利要求3所述的3D打印机喷头，其特征在于，所述中空管段的纵向中心截面为倒梯形；
所述倒梯形的侧边与所述中空管段中心轴的夹角范围为10°～90°。
5.根据权利要求1至4中任一所述的3D打印机喷头，其特征在于，所述喉管穿入所述导出段的入口端部设有倒圆台形卡口；
所述缓冲段的下部设有与所述倒圆台形卡口适配的倾斜表面以及使所述缓冲段卡合在所述喉管上部的卡合凸台。
6.根据权利要求5所述的3D打印机喷头，其特征在于，所述缓冲段与所述导出段的长度比例为1:1～1:5。
7.根据权利要求5所述的3D打印机喷头，其特征在于，所述喉管、所述输料装置的缓冲段和导出段的中心线在同一条直线上。
8.根据权利要求7所述的3D打印机喷头，其特征在于，所述进料管的数量为两根，两根所述进料管相对所述输料装置的中心线对称倾斜设置。
9.根据权利要求8所述的3D打印机喷头，其特征在于，还包括散热装置，所述散热装置包裹所述喉管上部和所述进料管的中下部。
10.一种3D打印机，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的3D打印机喷头。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20191206 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |