CN212285866U - 一种激光熔丝式金属3d打印装置的送丝喷头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头，属于3D打印设备技术领域。为了解决在3D打印的过程中，存在冷却效果差、使成型加工的精度低，影响加工产品的模型形状和质量等问题。设置了一种激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头，包括固定座，固定座上安装有喷头，喷头的上方设有供丝材输送的送丝机，喷头的下方设置有成型基座，所述成型基座内部中空，成型基座的两端连通有冷却水道，所述喷头的一侧设置有支架，支架上安装有散热风扇，散热风扇连通有散热风道，散热风道的通风口指向成型基座处。此设计使熔融的金属材料通过散热风扇的散热以及冷却水道的冷却，快速成型，提高了成型加工模型的质量和精度，进而提高产品的品质。
Description
技术领域
本实用新型涉及3D打印设备技术领域,尤其涉及一种激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头。
背景技术
3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合性材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件，该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。相对于传统的切削加工技术，是一种自下而上的材料累加制造方法。零件直接打印成形已成为快速制造领域的重要方法，而金属零件直接3D打印技术是其中最重要的发展方向。
目前，3D打印机在进行金属零件成型加工的过程中，其工作过程主要是首先用供丝机构把丝状热塑性材料送进喷头，在喷头中把丝状热塑性材料通过激光高温辐射到熔融态，之后熔融态的丝状材料从喷头中挤压出来，之后随着喷头的运动，熔融态的丝状材料根据计算机给出的截面轮廓信息选择性地涂覆在工作台的制件基座上，并快速冷却固化，一层完成之后喷头上升一个层高，再进行下一层的涂覆，以此循环，最终形成三维产品。在整个成型加工的过程中，快速冷却固化是保证成形质量的关键技术步骤，现有技术中，存在一些冷却效果差，影响加工产品的模型形状和质量等问题。
因此需要提出一种新的技术方案来解决上述问题。
实用新型内容
针对现有技术中，在3D打印过程中，存在的熔融状态的金属粉末冷却效果差，影响成型加工产品的质量和精度的问题，本实用新型的目的在于提供一种激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头，该激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头使熔融的金属材料通过散热风扇的散热以及冷却水道的冷却，快速成型，提高了成型加工模型的质量和精度，进而提高3D打印产品的品质。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头，包括固定座，固定座上安装有喷头，喷头的上方设有供丝材输送到喷头的送丝机，喷头的下方设置有成型基座，所述成型基座内部中空，成型基座的两端连通有冷却水道，所述喷头的一侧设置有支架，支架上安装有散热风扇，散热风扇连通有散热风道，散热风道的通风口指向成型基座处。
通过采用上述技术方案，3D打印机在使用的过程中，首先送丝机处进行投料，材料通过送丝机输送到喷头处，通过激光高温辐射，使金属粉末融化，进行挤出在成型基座上，然后冷却成型，开启散热风扇，通过散热风道对成型基座上的熔融物进行吹风散热，而且冷却水道中的水通过成型基座对熔融的金属进行快速冷却成型，此设计使金属融状物的冷却效果更好，提高了加工成型模型的质量和精度，进而提高产品的品质。
本实用新型进一步设置为：所述冷却水道包括冷冻箱，冷冻箱上连接有抽水泵，抽水泵在远离冷冻箱的一端连通成型基座。
通过采用上述技术方案，金属粉末在激光的高温作用下，快速熔融，为了使加工成型效果好，开启冷冻箱和抽水泵，使低温的水流通过成型基座对材料进行冷却，便于快速冷却成型，提高加工成型模型的质量和精度。
本实用新型进一步设置为：所述成型基座在远离抽水泵的一端与冷冻箱连通。
通过采用上述技术方案，利用冷却水对熔融的材料进行冷却，设置这样一个冷却水道，冷却过熔融材料的水流，温度会有所升高，再次通过成型基座流入到冷冻箱中进行降温，然后重复利用水源对熔融材料进行冷却，使熔融材料快速冷却成型效果好，又节约了水资源，实用性强。
本实用新型进一步设置为：所述送丝机包括丝速检测机构，丝速检测机构下方连接有送丝机构，送丝机构连接减速箱。
通过采用上述技术方案，在整个3D打印的过程中，丝材首先通过丝速检测机构来检测丝材在输送过程中的中断问题，以免影响后续的喷头挤出以及冷却成型的进行，然后通过送丝机构进行传送，丝材再通过减速箱减速，来进行控制，然后传送到喷头处，经过激光高温照射丝材，丝材成熔融状态，进行挤出到成型基座上，开启散热风扇对熔融状的丝材进行散热，然后通过冷却水道对成型基座上的熔融材料进行冷却，并快速成型。
本实用新型进一步设置为：所述送丝机构的出料口对准喷头的上端开口处。
通过采用上述技术方案，使从送丝机构输出的丝材顺利地传输到喷头的上端开口处，方向不偏移，便于丝材顺利挤出，使3D打印能够正常顺利进行。
本实用新型进一步设置为：所述喷头在离送丝机较近的一端设置有进料斗。
通过采用上述技术方案，丝材在进行传送的过程中，在喷头处设置一个进料斗，使丝材顺利进入到喷头处进行挤出，避免丝材在向喷头处传输的过程中，洒落到喷头外，影响成型加工的顺利进行。
本实用新型进一步设置为：所述喷头外壁在沿喷头的长度方向上套设有隔热套。
通过采用上述技术方案，在3D材料打印的过程中，喷头会产生很高的温度，丝材极易提前融化，而粘连在喷头上，无法从喷头处挤出，影响冷却加工的进行，通过在喷头上套设隔热套，降低喷头的温度，减少丝材在喷头上传输的过程中提前软化的现象，使成型加工顺利进行。
本实用新型进一步设置为：所述喷头内壁沿喷头的长度方向上套设有聚四氟乙烯内衬层。
通过采用上述技术方案，金属粉末在喷头中传送的过程中，以及从喷头的出丝口进行挤出的过程中，金属粉末极易粘连在喷头内壁上，影响金属粉末的挤出量，进而影响成型加工模型的形状和精度，在喷头内壁上设置聚四氟乙烯内衬层，聚四氟乙烯是一种光滑的防粘连的材料，避免了金属粉末粘连在喷头内壁上，提高成型加工产品的精度和质量。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的一种激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头，结构简单，设计合理，一种激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头，包括固定座，固定座上安装有喷头，喷头的上方设有供丝材输送到喷头的送丝机，喷头的下方设置有成型基座，所述成型基座内部中空，成型基座的两端连通有冷却水道，所述喷头的一侧设置有支架，支架上安装有散热风扇，散热风扇连通有散热风道，散热风道的通风口指向成型基座处。该激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头使熔融的金属材料通过散热风扇的散热以及冷却水道的冷却，快速冷却成型，提高了成型加工模型的质量和精度，进而提高产品的品质。
附图说明
图1是本实用新型一种激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头的示意图。
附图标记为：
1、喷头；2、固定座；3、丝材；4、支架；5、散热风扇；6、散热风道；7、冷冻箱；8、抽水泵；10、丝速检测机构；11、送丝机构；12、减速箱；13、隔热套；14、进料斗；15、聚四氟乙烯内衬层；16、成型基座。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。以下实施例仅在于提供一种可能的方案，并非是对本实用新型的限定。
一种激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头，如图1所示，包括喷头1和用于安装喷头1的固定座2，喷头1的上方设有供丝材3输送到喷头1的送丝机，喷头1的下方设置有成型基座16，而且，成型基座16内部中空，成型基座16的两端连通有冷却水道，喷头1的一侧设置有支架4，支架4上安装有用于对金属熔融物进行散热的散热风扇5，散热风扇5连通有散热风道6，散热风道6延伸至成型基座16处，并且，散热风道6的通风口指向与喷头1相对应的成型基座16处。在整个3D打印的过程中，送丝机将丝材3输送到喷头1处，喷头1将丝材3按计算机的数据从出丝口挤出在成型基座16上，激光高温辐射，使丝材3变为熔融状态，然后经过散热风扇5对熔状物进行散热，冷却水道中的水流通到成型基座16对其进行冷却，使熔状物快速冷却成型。
如图1所示，冷却水道包括冷冻箱7，冷冻箱7上连接有用于对冷冻箱7中的水进行抽取的抽水泵8，抽水泵8在远离冷冻箱7的输出端连通成型基座16。成型基座16在远离抽水泵8的一端与冷冻箱7连通。在整个3D打印的过程中，冷却成型这一步尤为重要，直接影响成型加工产品的模型形状和精度，进而直接影响产品的品质，通过设计此冷却水道，水流在冷冻箱7中降温后，抽水泵8抽出冷冻箱7中的水，水流通过成型基座16，对成型基座16上的融状物进行冷却，交换热量，对融状物进行冷却的较高温度的水再次进入冷冻箱7进行降温，便于再次对融状物进行冷却，使融状物快速成型，此设计不但对金属熔融物的冷却效果好，使融状物快速冷却成型，提高成型加工的精度和质量，进而提高产品的质量，而且水源得到循环利用，节约了资源，保护自然环境。
如图1所示，送丝机包括丝速检测机构10，丝速检测机构10连接送丝机构11，送丝机构11连接减速箱12。其中，送丝机构11的出料口对准喷头1的上端开口处，而且，喷头1在离送丝机较近的一端设置有进料斗14，在送丝机进行送丝的过程中，首先丝速检测机构10对送丝中断问题进行检测，然后丝材3通过送丝机构11进行传送，丝材3通过减速箱12进行速度控制，以免速度控制不合理，导致丝材3通过送丝机输送到喷头1处，不能及时进行激光扫射或冷却成型，影响整个产品的效果，在速度合理的情况下，将丝材3输送至喷头1处，进行熔融、挤出，便于快速冷却成型。
如图1所示，由于在喷头1的出丝口下方进行激光扫射时，高温使丝材处于熔融状态，喷头1的温度也会随之升高，为了避免丝材3在喷头1的传送过程中提前软化，喷头1外壁在沿喷头1的长度方向上套设有隔热套13，使喷头1能够隔绝激光的高温，丝材3顺利从喷头1的出丝口处挤出，而不会出现提前软化的现象。而且，喷头1内壁沿喷头1的长度方向上固设有聚四氟乙烯内衬层15，聚四氟乙烯是一种光滑的防粘连的高分子材料，避免丝材3粘连在喷头1内壁上，使丝材3完全从喷头1的出丝口挤出，提高成型加工的精度和质量。
以上仅为本实用新型的优选实施方式，旨在体现本实用新型的突出技术效果和优势，并非是对本实用新型的技术方案的限制。本领域技术人员应当了解的是，一切基于本实用新型技术内容所做出的修改、变化或者替代技术特征，皆应涵盖于本实用新型所附权利要求主张的技术范畴内。
Claims (8)
1.一种激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头，包括固定座(2)，固定座(2)上安装有喷头(1)，喷头(1)的上方设有供丝材(3)输送到喷头(1)的送丝机，喷头(1)的下方设置有成型基座(16)，其特征在于：所述成型基座(16)内部中空，成型基座(16)的两端连通有冷却水道，所述喷头(1)的一侧设置有支架(4)，支架(4)上安装有散热风扇(5)，散热风扇(5)连通有散热风道(6)，散热风道(6)的通风口指向成型基座(16)处。
2.根据权利要求1所述的一种激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头，其特征在于：所述冷却水道包括冷冻箱(7)，冷冻箱(7)上连接有抽水泵(8)，抽水泵(8)在远离冷冻箱(7)的一端连通成型基座(16)。
3.根据权利要求2所述的一种激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头，其特征在于：所述成型基座(16)在远离抽水泵(8)的一端与冷冻箱(7)连通。
4.根据权利要求1所述的一种激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头，其特征在于：所述送丝机包括丝速检测机构(10)，丝速检测机构(10)下方连接有送丝机构(11)，送丝机构(11)连接减速箱(12)。
5.根据权利要求4所述的一种激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头，其特征在于：所述送丝机构(11)的出料口对准喷头(1)的上端开口处。
6.根据权利要求1所述的一种激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头，其特征在于：所述喷头(1)在离送丝机较近的一端设置有进料斗(14)。
7.根据权利要求1所述的一种激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头，其特征在于：所述喷头(1)外壁在沿喷头(1)的长度方向上套设有隔热套(13)。
8.根据权利要求1所述的一种激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头，其特征在于：所述喷头(1)内壁沿喷头(1)的长度方向上固设有聚四氟乙烯内衬层(15)。
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