CN212472426U - 一种超小型被动散热式3d打印头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超小型被动散热式3D打印头，用于3D打印机，其内部填充打印耗材，所述小型被动散热式3D打印头包括电机、转动轮、固定基座、从动轮、导料装置、定位垫圈、隔热垫圈、加热装置、连接件和喷嘴，所述电机的转动轴上套有所述转动轮，所述固定基座上装有所述从动轮，所述导料装置的上部嵌套于所述固定基座的下端，所述导料装置的下部嵌套于所述加热装置的上部，所述导料装置内部填充所述打印耗材，所述加热铝块对所述导料装置下端出口的打印耗材加热融化。本发明提供的超小型被动散热式3D打印头无需散热风扇与散热块，使得打印头体积超小，使用无噪音且稳定，大幅度降低了3D打印头的能耗与体积，进而降低了3D打印机的体积。

Description

一种超小型被动散热式3D打印头

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种超小型被动散热式3D打印头。

背景技术

3D打印机又称三维打印机，是一种利用增材制造技术进行打印的机器。3D打印机是以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印逐层粘合材料来构造三维物体。

在3D打印机中，3D打印头是其最主要的部件之一，3D打印机在打印过程中，3D打印头长时间处于高速运动当中，故3D打印头的重量直接制约着3D打印成品的精度及打印过程的稳定性，3D打印头的体积的大小也制约着3D打印机的体积，且打印头体积过大会造成打印机内部空间浪费，可打印区域变小，可见，3D打印头直接关系到3D打印机的品质，目前的3D打印机因其体积较大难以普及到普通家庭中。

3D打印过程中经常出现堵头现象，其原因之一是因为加热装置的热量以热传导的形式传递到导料装置，导致导料装置的温度较高，打印耗材在导料管等位置就过早发生软化，以致耗材硬度不够，难以继续推进，造成喷头堵塞，使得3D打印机无法继续工作。

目前的3D打印头都是在导料装置上采用散热风扇搭配散热块的主动散热方式来快速散热，在加热装置与导料装置之间形成较大的温度差来避免堵头现象。这种方式将导致其体积庞大，重量重，能效低，这使得3D打印机的体积难以做小，且使得3D打印过程风扇噪音大，打印头振动，3D打印的过程不稳定，从而减少其寿命，同时也使得所3D打印头的成本大大地提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超小型被动散热式3D打印头，用以解决现有3D打印头体积庞大、重量重、能效低的问题。

为实现上述目的，本发明提供的超小型被动散热式3D打印头，用于3D打印机，其内部填充打印耗材，所述超小型被动散热式3D打印头包括电机、转动轮、固定基座、从动轮、导料装置、定位垫圈、隔热垫圈、加热装置、连接件和喷嘴，所述电机的转动轴上嵌套有所述转动轮，所述电机与所述固定基座通过螺栓固定连接。

在所述固定基座上靠近所述转动轮处装有所述从动轮，所述固定基座上设有进料孔和嵌套孔，且所述打印耗材通过所述进料孔后，所述转动轮和所述从动轮对所述打印耗材进行挤压。

所述导料装置包括设置于所述导料装置内部的导料管和中部的导料固定件以及外部的压力弹簧，所述导料装置上端嵌套于所述嵌套孔内，所述压力弹簧置于所述导料固定件外部并向上挤压所述固定基座，所述导料管置于所述导料固定件内部，所述转动轮挤压并带动所述打印耗材并使其由所述导料装置的上端持续进入导料管内部。

所述导料管下端套有所述定位垫圈，所述压力弹簧对所述定位垫圈向下挤压，所述定位垫圈下方置有所述隔热垫圈。

所述定位垫圈和所述隔热垫圈嵌套于所述加热装置上方，所述加热装置对所述导料装置下端出口的打印耗材加热融化，所述喷嘴置于所述加热装置下方，所述加热装置通过连接件连接至所述固定基座。

优选地，所述导料固定件上端呈半封闭状，所述导料固定件上端设有仅能通过打印耗材的小孔，所述导料固定件中部呈凸起状圆柱，所述凸起状圆柱半径略小于所述压力弹簧内径，并对压力弹簧起定位作用。

优选地，所述压力弹簧上端套于所述导料固定件中部。

优选地，所述导料管上端卡套于所述导料固定件的小孔下方，所述打印耗材通过所述导料固定件的小孔进入所述导料管上端。

优选地，所述导料管的高度大于所述导料固定件的高度，故所述导料管的下端伸出所述导料固定件的下端，并暴露在空气中。

优选地，所述加热装置上方设有圆柱孔，所述圆柱孔深度与所述定位垫圈与隔热垫圈厚度之和相等，所述加热装置设有加热孔和测温孔，所述加热孔内放置加热棒，所述测温孔内放置测温装置。

优选地，所述隔热垫圈和定位垫圈为低导热系数的绝热材料。

优选地，所述加热孔和测温孔为圆柱形贯通孔。

本发明具有如下优点：

本发明提供的超小型被动散热式3D打印头，其包括电机、转动轮、固定基座、从动轮、导料装置、定位垫圈、隔热垫圈、加热装置、和喷嘴。其中加热装置与固定基座的连接不接触导料装置，使得加热装置的热量不会通过连接件传导到导料装置，且加热装置与导料装置之间使用隔热垫圈隔离，在隔热垫圈上下形成一个较大的温度差，而加热装置温度恒定，从而降低了导料装置的温度，进而减少了3D打印头堵头的概率，同时也不必对连接件进行散热，从而避免了散热块与散热风扇的使用，极大地减小了3D打印头的体积与重量。

同时，使用隔热垫圈降低热传导效率的被动散热方案相比于传统的主动散热方案，其热量耗散在空气中慢，故能效高，更适合对功耗敏感的小型设备。

3D打印头体积的减小，降低了3D打印机的体积，使得3D打印机更快的普及，同时也使得同等大小的3D打印机有了大的打印空间。

另外，由于去除了传统的散热风扇和散热块，导料装置变的更短，本发明提供的超小型被动散热式3D打印头使得打印耗材被转动轮挤出后经过最短的路径直接被送至加热装置，进而使得3D打印头的堵头现象得到了很好地解决，也避免了打印耗材的形变，提高了3D打印机打印柔性耗材的能力。

附图说明

图1是本发明提供的超小型被动散热式3D打印头的结构示意图。

图2本发明提供的超小型被动散热式3D打印头的结构分解示意图。

图3本发明提供的超小型被动散热式3D打印头另一种角度的结构分解示意图。

图中，1-电机，2-转动轮，3-固定基座，31-基座第一螺栓，32-基座第二螺栓，33-进料孔，34-嵌套孔，4-从动轮，41-从动轮螺栓，5-导料装置，51-导料固定件，52-导料管，53-压力弹簧，6-定位垫圈，7-隔热垫圈，8-加热装置，9-连接件，91-第一长螺栓，92-第二长螺栓，10-喷嘴。

具体实施方式

以下实施例仅用于说明本发明。

如图1所示，结合图2和图3，本实施例提供一种超小型被动散热式3D打印头，其内部填充打印耗材，该超小型被动散热式3D打印头用于3D打印机。在本实施例中，包括电机1、转动轮2、固定基座3、从动轮4、导料装置5、定位垫圈6、隔热垫圈7、加热装置8、连接件9和喷嘴10。

具体地，在电机1的转动轴上嵌套有转动轮2，电机1与固定基座3通过基座第一螺栓31和基座第二螺栓32固定连接，在固定基座3上靠近转动轮2处装有从动轮4，固定基座3上设有进料孔33和嵌套孔34，且打印耗材通过进料孔33后，转动轮2和从动轮4对打印耗材进行挤压。

在本实施例中，导料装置5包括设置于导料装置5内部的导料管52和中部的导料固定件51以及外部的压力弹簧53，导料固定件51上端嵌套于嵌套孔34内，压力弹簧53置于导料固定件51外部并向上挤压固定基座3，导料管52置于导料固定件51内部，转动轮2挤压并带动打印耗材并使其由导料装置5的上端持续进入导料管52内部。

导料管52下端套有定位垫圈6，压力弹簧53对定位垫圈6向下挤压，定位垫圈6下方置有隔热垫圈7。

定位垫圈6和隔热垫圈7嵌套于加热装置8上方，加热装置8对导料装置5下端出口的打印耗材加热融化，喷嘴10置于加热装置8下方，加热装置8通过连接件9连接至固定基座3。

本实施例提供的超小型被动散热式3D打印头，加热装置8与固定基座3的连接不接触导料装置5，使得加热装置8的热量不会通过连接件9传导到导料装置5，且加热装置8与导料装置5之间使用隔热垫圈6隔离，在隔热垫圈6上下形成一个较大的温度差，而加热装置8温度恒定，从而降低了导料装置5的温度，进而减少了3D打印头堵头的概率，同时也不必对连接件进行散热，从而避免了散热块与散热风扇的使用，极大地减小了3D打印头的体积与重量。

同时，使用隔热垫圈降低热传导效率的被动散热方案相比于传统的主动散热方案，其热量耗散在空气中慢，故能效高，更适合对功耗敏感的小型设备。

3D打印头体积的减小，降低了3D打印机的体积，使得3D打印机更快的普及，同时也使得同等大小的3D打印机有了大的打印空间。

另外，由于去除了传统的散热风扇和散热块，导料装置8变的更短，本实施例提供的超小型被动散热式3D打印头使得打印耗材被转动轮2挤出后经过最短的路径直接被送至加热装置8，避免了打印耗材的形变，使得3D打印头的堵头现象得到了很好地解决，也提高了3D打印机打印柔性耗材的能力。

Claims (6)

1.一种超小型被动散热式3D打印头，用于3D打印机，其内部填充打印耗材，其特征在于，所述小型被动散热式3D打印头包括电机、转动轮、固定基座、从动轮、导料装置、定位垫圈、隔热垫圈、加热装置、连接件和喷嘴，所述电机的转动轴上嵌套有所述转动轮，所述电机与所述固定基座通过螺栓固定连接；

在所述固定基座上靠近所述转动轮处装有所述从动轮，所述固定基座上设有进料孔和嵌套孔，且所述打印耗材通过所述进料孔后，所述转动轮和所述从动轮对所述打印耗材进行挤压；

所述导料装置包括设置于所述导料装置内部的导料管和中部的导料固定件以及外部的压力弹簧，所述导料装置上端嵌套于所述嵌套孔内，所述压力弹簧置于所述导料固定件外部并向上挤压所述固定基座，所述导料管置于所述导料固定件内部，所述转动轮挤压并带动所述打印耗材并使其由所述导料装置的上端持续进入导料管内部；

所述导料管下端套有所述定位垫圈，所述压力弹簧对所述定位垫圈向下挤压，所述定位垫圈下方置有所述隔热垫圈；

所述定位垫圈和所述隔热垫圈嵌套于所述加热装置上方，所述加热装置对所述导料装置下端出口的打印耗材加热融化，所述喷嘴置于所述加热装置下方，所述加热装置通过连接件连接至所述固定基座。

2.如权利要求1所述的超小型被动散热式3D打印头，其特征在于，所述导料固定件上端呈半封闭状，所述导料固定件上端设有仅能通过打印耗材的小孔，所述导料固定件中部呈凸起状圆柱，所述凸起状圆柱半径略小于所述压力弹簧内径，并对压力弹簧起定位作用。

3.如权利要求1所述的超小型被动散热式3D打印头，其特征在于，所述压力弹簧上端套于所述导料固定件中部。

4.如权利要求1所述的超小型被动散热式3D打印头，其特征在于，所述导料管上端卡套于所述导料固定件的小孔下方，所述打印耗材通过所述导料固定件的小孔进入所述导料管上端。

5.如权利要求4所述的超小型被动散热式3D打印头，其特征在于，所述导料管的高度大于所述导料固定件的高度，故所述导料管的下端伸出所述导料固定件的下端。

6.如权利要求1所述的超小型被动散热式3D打印头，其特征在于，所述加热装置上方设有圆柱孔，所述圆柱孔深度与所述定位垫圈与隔热垫圈厚度之和相等，所述加热装置设有加热孔和测温孔，所述加热孔内放置加热棒，所述测温孔内放置测温装置。

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