CN210047080U - 3d打印喷头以及3d打印装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种3D打印喷头以及3D打印装置，涉及以及3D打印设备技术领域。该3D打印喷头包括具有气室的喷头框、滑动连接于气室的推力组件以及与喷头框连接的料筒。料筒具有料腔，且料腔内滑动设置有第一活塞，推力组件能够带动第一活塞在料腔内滑动。推力组件具有中空的活塞杆，且活塞杆伸入料腔的一端可拆卸设置有堵头；堵头拆卸后，活塞杆能够连通气室和料腔的位于第一活塞一侧的空间，以缓解现有技术中喷头压力调节困难，且对产生压力的装置要求较高，制作成本昂贵等技术问题。

Description

3D打印喷头以及3D打印装置

技术领域

本实用新型涉及3D打印设备技术领域，尤其涉及一种3D打印喷头以及3D打印装置。

背景技术

3D打印技术为快速成型技术的一种，以数字建模文件为基础，运用粉末状的金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式构造物体。在进行3D打印时，物料通过喷头挤出，喷头的结构类型有多种，故而挤出材料的方式也多种多样。在实际应用中，由于气体压力输入的稳定性较高，故而大多数3D打印机均是采用气压技术材料这种方式。然而，气体挤出材料时，随着气体的压缩气压的增加，对容器的强度、密封性能以及制造成本等各方面的要求也会逐渐提升。

在目前市场上，气体压缩的压力装置主要为压缩机和气瓶，虽然这些装置能够提供高压气源，但是随着对气体压力需求的增加，装置本身的体积、重量以及价格也会大幅度提高，故而对3D打印技术的发展以及应用范围造成限制。

鉴于此，迫切需要一种3D打印喷头以及3D打印装置,能够解决上述问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种3D打印喷头，以缓解现有技术中喷头压力调节困难，且对产生压力的装置要求较高，制作成本昂贵等技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供的一种3D打印喷头，包括具有气室的喷头框、滑动连接于所述气室的推力组件以及与所述喷头框连接的料筒；

所述料筒具有料腔，且所述料腔内滑动设置有第一活塞，所述推力组件能够带动所述第一活塞在所述料腔内滑动；

所述推力组件具有中空的活塞杆，且所述活塞杆伸入所述料腔的一端可拆卸设置有堵头；所述堵头拆卸后，所述活塞杆能够连通所述气室和所述料腔的位于所述第一活塞一侧的空间。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一活塞将所述料腔分为挤压腔和推动腔，且所述活塞杆延伸至所述推动腔内；

所述料筒的出料端位于所述挤压腔远离所述推动腔的一端，且所述料筒的出料端呈缩口设置。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述推力组件还包括与所述活塞杆固接的第二活塞，且所述第二活塞与所述气室滑动连接并密封设置；

所述第二活塞将所述气室分为第一气室和第二气室，且所述第一气室具有至少一个进气孔；所述堵头拆卸后，从所述进气孔进入所述第一气室的气体经过所述活塞杆进入所述推动腔，用于挤压所述第一活塞向所述挤压腔方向移动。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述推力组件还包括连接于所述活塞杆的紧固件；

所述活塞杆具有与所述第二活塞抵接的抵接面，所述紧固件位于所述第二活塞远离所述抵接面的一端。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述喷头框朝向所述料筒的一端固设有用于固装所述料筒的安装座，且所述安装座套设于所述活塞杆。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述3D打印喷头还包括套设于所述料筒外侧的第一护套以及套设于所述第一护套外侧的连接套，且所述连接套用于连接所述安装座。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述连接套与所述安装座螺纹连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述3D打印喷头还包括位于所述料筒的出料端的第二护套，且所述第二护套固定连接于所述第一护套的端部。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述3D打印喷头还包括固设于所述喷头框的第一对接板，所述第一对接板上设置有用于连接喷头库的吸合磁铁以及第一触点。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述3D打印喷头还包括固设于所述喷头框的第二对接板，所述第二对接板上设置有用于连接机械臂的球锁轴套和第二触点。

本实用新型的第二目的在于提供一种3D打印装置，以缓解现有技术中喷头压力调节困难，且对产生压力的装置要求较高，制作成本昂贵等技术问题。

本实用新型还提供一种3D打印装置，包括上述的3D打印喷头，还包括3D打印机；

所述3D打印喷头安装于所述3D打印机。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的一种3D打印喷头，包括具有气室的喷头框、与气室滑动连接的推力组件以及与喷头框连接的料筒，料筒具有存入物料的料腔，且料腔内设置有与料腔滑动连接的第一活塞，推力组件中的活塞杆朝向料筒的一端伸入至料腔内，且作用于第一活塞。同时，活塞杆为中空杆，能够连通气室和料腔的位于第一活塞一侧的空间，且在活塞杆朝向第一活塞的一端可拆卸连接有堵头。堵头安装在活塞杆时，进而将活塞杆朝向第一活塞的一端封堵。

在实际使用时，气室内充入一定压强的气体：若堵头安装在活塞杆上，该气体直接作用于位于气室内的推力组件，推力组件承受的压力能够通过堵头传递至第一活塞，使得第一活塞的受力与推力组件的受力相同。故而为使第一活塞处于平衡状态(匀速移动或静止，此处可以理解为匀速推挤物料)，第一活塞上表面与下表面所承受的作用力需相同，即，堵头对第一活塞上表面的作用力等于物料对第一活塞下表面的作用力。根据牛顿第三定律可知，第一活塞下表面对物料的作用力与上表面所承受的作用力相等，由于第一活塞的受力面积和作用面积均小于推力组件的受力面积，使得第一活塞对物料的压强大于推力组件受到的压强，实现了低压输入，高压输出。若堵头从活塞杆上拆卸，充入气室的气体经过中空的活塞杆直接作用于第一活塞，故而第一活塞直接承受气体充入的压强，以通过第一活塞将料筒内的物料挤出，实现常压挤出物料的目的。

该3D打印喷头通过在活塞杆上可拆卸安装的堵头，进而通过堵头是否安装在活塞杆，以调节作用于第一活塞的推动力，进而实现能够可选择性的在增压和常压环境中工作，增加该喷头的使用灵活性，使得材料的粘度范围扩宽。同时通过活塞杆上设置堵头以能够实现低压输入、高压输出，降低对喷头框的制造要求。另外，压力的调节仅仅通过堵头的安装与拆卸即可实现，调节方式简易、方便，且降低了喷头的制作成本。

本实用新型提供的一种3D打印装置，包括上述的3D打印喷头，还包括3D打印机；3D打印喷头安装于所述3D打印机。

需要注意的是，3D打印喷头的结构和产生的有益效果在上述已经详细阐述，故而在此不再赘述。

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打印喷头的内部结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的3D打印喷头中喷头框与推力组件的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的3D打印喷头中料筒安装的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的3D打印喷头的第一示意图；

图5为本实用新型实施例提供的3D打印喷头的第二示意图。

图标：10-喷头框；20-料筒；21-第一活塞；22-第一护套；23-连接套；24-第二护套；30-活塞杆；31-第二活塞；32-紧固件；40-堵头；50-安装座；60-第一对接板；61-第二对接板；101-第一气室；102-第二气室；201-挤压腔；202-推动腔；203-出料端；301-抵接面；63-吸合磁铁；64-第一触点；65-第三触点；66-球锁轴套；67-第二触点；68-第四触点；1011-进气孔。

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“第一”、“第二”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

如图1和图2所示，本实施例提供的3D打印喷头包括具有气室的喷头框10、滑动连接于气室的推力组件以及与喷头框10连接的料筒20。料筒20具有料腔，且料腔内滑动设置有第一活塞21，推力组件能够带动第一活塞21在料腔内滑动。推力组件具有中空的活塞杆30，且活塞杆30伸入料腔的一端可拆卸设置有堵头40；堵头40拆卸后，活塞杆30能够连通气室和料腔的位于第一活塞21一侧的空间。

具体的，喷头框10具有腔体，该腔体作为空气压缩的气室，在喷头框10的腔体开口处可拆卸连接有料筒20，料筒20具有料腔，物料存入在料腔内。同时，在气室内安装有推力组件，推力组件能够沿气室的长度方向往复滑动。料腔内设置有第一活塞21，且第一活塞21能够沿料腔的长度方向滑动。推力组件具有活塞杆30，活塞杆30为中空杆，即具有沿活塞杆30的长度方向贯穿活塞杆30的通孔。活塞杆30朝向料筒20的一端伸入至料腔内，以便于推动第一活塞21沿料筒20的长度方向滑动。在活塞杆30朝向第一活塞21的一端还可拆卸设置有堵头40，堵头40能够封堵住活塞杆30朝向第一活塞21的一端。

其中，在活塞杆30与堵头40的连接处还设置有第一密封圈，以增加堵头40与活塞杆30连接处的密封性，以防止漏气等情况的发生。第一密封圈可以采用O型圈。

当堵头40安装在活塞杆30时，堵头40朝向第一活塞21的一端与第一活塞21抵接。气室内充入气体，使得气体作用于推力组件，进而推动推力组件沿朝向料筒20的方向滑动。推力组件相对气室的运动能够通过活塞杆30与堵头作用于料筒20内的第一活塞21，进而推动第一活塞21沿料筒20的长度方向移动，以将料筒20内的物料从料筒20的出口端挤出。当堵头从活塞杆30上拆除后，因为活塞杆30为中空结构，故而充入气室内的气体能够穿过活塞杆30的中空结构直接作用于第一活塞21，进而推动第一活塞21相对料筒20滑动。

在实际使用时，若气室内充入相同压强的气体：当堵头安装于活塞杆30时，充入的气体直接作用于气室内的推力组件，推力组件承受的压力能够通过堵头40传递至第一活塞21，使得第一活塞21的受力与推力组件的受力相同。故而，为使第一活塞21处于平衡状态(匀速移动或静止，此处可以理解为匀速推挤物料)，第一活塞21上表面与下表面所承受的作用力需相同，即，堵头40对第一活塞21上表面的作用力等于物料对第一活塞21下表面的作用力。根据牛顿第三定律可知，第一活塞21下表面对物料的作用力与上表面所承受的作用力相等，由于第一活塞21的受力面积和作用面积均小于推力组件的受力面积，使得第一活塞21对物料的压强大于推力组件受到的压强，实现了低压输入，高压输出。当堵头从活塞杆30上拆卸，充入气室的气体经过中空的活塞杆30直接作用于第一活塞21，故而第一活塞21直接承受气体充入的压强，以通过第一活塞21将料筒20内的物料挤出，实现常压挤出物料的目的。

该3D打印喷头通过在活塞杆30上可拆卸安装的堵头40，进而通过堵头40是否安装在活塞杆30，以调节作用于第一活塞21的推动力，进而实现能够可选择性的在增压和常压环境中工作，增加该喷头的使用灵活性，使得材料的粘度范围扩宽。同时通过活塞杆30上设置堵头40以能够实现低压输入、高压输出，降低对喷头框10的制造要求。另外，压力的调节仅仅通过堵头40的安装与拆卸即可实现，调节方式简易、方便，且降低了喷头的制作成本。

其中，当料筒20内的物料使用完后，将料筒20拆下，通过手动将伸入的活塞杆30推动至初始位置，然后更换新的料筒20，进而继续物料的挤出。

请继续参考图3，优选的，第一活塞21将料腔分为挤压腔201和推动腔202，且活塞杆30延伸至推动腔202内。料筒20的出料端203位于挤压腔201远离推动腔202的一端，且料筒20的出料端203呈缩口设置。

具体的，物料存入在挤压腔201内，活塞杆30伸入推动腔202并作用于第一活塞21上，进而对第一活塞21施加推动力。第一活塞21沿料腔的长度方向滑动，使得挤压腔201的体积逐渐减小，推动腔202的体积逐渐增大，进而将位于挤压腔201内的物料挤出。

同时，在料筒20的出料端203设置为缩口结构，以通过对出料端203口径的缩小进一步增加作用于物料的压强，以挤出粘度较高、直径较细的物料。另外，缩口结构还能够防止第一活塞21直接从料筒20的出料端203挤出。

请继续参考图2，在实际使用时，推力组件还包括与活塞杆30固接的第二活塞31，且第二活塞31与气室滑动连接并密封设置。第二活塞31将气室分为第一气室101和第二气室102，且第一气室101具有至少一个进气孔1011。堵头40拆卸后，从进气孔1011进入第一气室101的气体经过活塞杆30进入推动腔202，用于挤压第一活塞21挤压腔201方向移动。

具体的，在气室内还设置有第二活塞31，活塞杆30远离第一活塞21的一端与第二活塞31固接，第二活塞31能够沿气室的长度方向做往复运动，且第二活塞31与气室的室壁紧密配合，以防止漏气等情况的发生。

在实际使用时，第二活塞31能够将气室分为第一气室101和第二气室102，且在第一气室101具有至少一个进气孔1011，以向第一气室101内通入空气，第二气室102能够与大气连通。当第一气室101内充入空气以挤压第二活塞31时，因为位于第二活塞31另一端的第二气室102与大气连通，进而第一气室101的气压能够推动第二活塞31朝向第二气室102的方向运动，进而挤压第二气室102内的气体排出至大气中，进而实现第二活塞31相对气室的滑动。第二活塞31的移动能够带动活塞杆30，并通过活塞杆30推动第一活塞21相对料筒20滑动，实现对物料的挤压。

请继续参考图2，在实际使用时，推力组件还包括连接于活塞杆30的紧固件32；活塞杆30具有与第二活塞31抵接的抵接面301，紧固件32位于第二活塞31远离抵接面301的一端。

具体的，活塞杆30上设置有与第二活塞31朝向第一活塞21一端抵接的抵接面301，且在第二活塞31远离第一活塞21的一端设置有紧固件32，紧固件32套设在活塞杆30上，且与活塞杆30螺纹配合，同时活塞杆30与第二活塞31还通过第二密封圈密封连接，以增加连接处的密封性，确保不会漏气。

其中，紧固件32采用螺母，螺母拧紧能够加固第二活塞31与活塞杆30的连接。

请继续参考图2，优选的，喷头框10朝向料筒20的一端固设有用于固装料筒20的安装座50，且安装座50套设于活塞杆30。

具体的，安装座50固设在喷头框10的开口处，以便于安装料筒20。安装座50与喷头框10的连接处还设置有第三密封圈，进而增加连接处的密封性。

在本实施例可选的方案中，如3所示，3D打印喷头还包括套设于料筒20外侧的第一护套22以及套设于第一护套22外侧的连接套23，且连接套23用于连接安装座50。

在实际使用时，连接套23与安装座50螺纹连接。

具体的，在料筒20的外侧上套设有第一护套22，进而通过第一护套22增加料筒20的强度。在第一护套22的外侧还设置有连接套23，连接套23位于第一护套22朝向安装座50的一端，连接套23用于与安装座50可拆卸连接，进而实现料筒20相对喷头框10的安装。

其中，在第一护套22与连接套23的连接处还设置有第四密封圈，以增加二者连接处的密封性。在连接套23与安装座50的连接处还设置有第五密封圈，以增加密封性。同时，连接套23与安装座50还螺纹配合，以便于连接套23相对于安装座50的安装和拆卸，进而便于调整活塞杆30上堵头40的安装。

请继续参考图3，优选的，3D打印喷头还包括位于料筒20的出料端203的第二护套24，且第二护套24固定连接于第一护套22的端部。

具体的，在料筒20远离连接套23的一端还设置有第二护套24，且第二护套24与第一护套22固接，进而通过第二护套24增加料筒20的出料端203的强度。

请继续参考图4，在实际使用时，3D打印喷头还包括固设于喷头框10的第一对接板60，第一对接板60上设置有用于连接喷头库的吸合磁铁63以及第一触点64。

请继续参考图5，在实际使用时，3D打印喷头还包括固设于喷头框10的第二对接板61，第二对接板61上设置有用于连接机械臂的球锁轴套66和第二触点67。

具体的，在喷头框10的外侧通过螺钉等紧固件32固设有第一对接板60和第二对接板61。其中，在第一对接板60上设置有吸合磁铁63，吸合磁铁63用于与打印机上的喷头库定位安装，以将该打印喷头固设在喷头库上的圆柱形电磁铁上。同时，通过设置在第一对接板60上的第一触点64和第三触点65与喷头库上的金属触点压紧，以实现电路的导通。

其中，在第二对接板61上设置有球锁轴套66，球锁轴套66用于与打印机上的机械臂的气动抓取装置配合连接，进而实现机械臂与打印喷头的连接。同时，还通过设置在第二对接板61上的第二触点67和第四触点68与打印机上的金属触点压紧，实现电路的导通。

其中，第一触点64、第二触点67、第三触点65以及第四触点68均具有弹性伸缩性。

本实施例还提供了一种3D打印装置，包括上述的3D打印喷头，还包括3D打印机；3D打印喷头安装于所述3D打印机。

具体的，通过第一对接板60和第二对接板61将该3D打印喷头安装在3D打印机上，以实现设备的一体化，便于打印操作。

需要注意的是，3D打印喷头的结构和产生的有益效果在上述中已经详细阐述，故而在此不再赘述。

最后应说明的是：以上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实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种3D打印喷头，其特征在于，包括具有气室的喷头框(10)、滑动连接于所述气室的推力组件以及与所述喷头框(10)连接的料筒(20)；

所述料筒(20)具有料腔，且所述料腔内滑动设置有第一活塞(21)，所述推力组件能够带动所述第一活塞(21)在所述料腔内滑动；

所述推力组件具有中空的活塞杆(30)，且所述活塞杆(30)伸入所述料腔的一端可拆卸设置有堵头(40)；所述堵头(40)拆卸后，所述活塞杆(30)能够连通所述气室和所述料腔的位于所述第一活塞(21)一侧的空间。

2.根据权利要求1所述的3D打印喷头,其特征在于，所述第一活塞(21)将所述料腔分为挤压腔(201)和推动腔(202)，且所述活塞杆(30)延伸至所述推动腔(202)内；

所述料筒(20)的出料端(203)位于所述挤压腔(201)远离所述推动腔(202)的一端，且所述料筒(20)的出料端(203)呈缩口设置。

3.根据权利要求2所述的3D打印喷头,其特征在于，所述推力组件还包括与所述活塞杆(30)固接的第二活塞(31)，且所述第二活塞(31)与所述气室滑动连接并密封设置；

所述第二活塞(31)将所述气室分为第一气室(101)和第二气室(102)，且所述第一气室(101)具有至少一个进气孔(1011)；所述堵头(40)拆卸后，从所述进气孔(1011)进入所述第一气室(101)的气体经过所述活塞杆(30)进入所述推动腔(202)，用于挤压所述第一活塞(21)向所述挤压腔(201)方向移动。

4.根据权利要求3所述的3D打印喷头,其特征在于，所述推力组件还包括连接于所述活塞杆(30)的紧固件(32)；

所述活塞杆(30)具有与所述第二活塞(31)抵接的抵接面(301)，所述紧固件(32)位于所述第二活塞(31)远离所述抵接面(301)的一端。

5.根据权利要求1所述的3D打印喷头,其特征在于，所述喷头框(10)朝向所述料筒(20)的一端固设有用于固装所述料筒(20)的安装座(50)，且所述安装座(50)套设于所述活塞杆(30)。

6.根据权利要求5所述的3D打印喷头,其特征在于，还包括套设于所述料筒(20)外侧的第一护套(22)以及套设于所述第一护套(22)外侧的连接套(23)，且所述连接套(23)用于连接所述安装座(50)。

7.根据权利要求6所述的3D打印喷头,其特征在于，还包括位于所述料筒(20)的出料端(203)的第二护套(24)，且所述第二护套(24)固定连接于所述第一护套(22)的端部。

8.根据权利要求1-7任一项所述的3D打印喷头,其特征在于，还包括固设于所述喷头框(10)的第一对接板(60)，所述第一对接板(60)上设置有用于连接喷头库的吸合磁铁(63)以及第一触点(64)。

9.根据权利要求1-7任一项所述的3D打印喷头,其特征在于，还包括固设于所述喷头框(10)的第二对接板(61)，所述第二对接板(61)上设置有用于连接机械臂的球锁轴套(66)和第二触点(67)。

10.一种3D打印装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的3D打印喷头，还包括3D打印机；

所述3D打印喷头安装于所述3D打印机。

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