CN213919617U - 一种增材制造高温水冷打印头及3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种增材制造高温水冷打印头及3D打印机，涉及3D打印技术领域，解决了现有技术中打印头散热风扇对散热片的散热能力有限的技术问题。该打印头包括冷却水箱、散热片、喉管及打印头连接件，打印头连接件密封连接在冷却水箱的顶部使冷却水箱内部形成密封的冷却水循环腔，冷却水箱内部设有支撑柱，散热片套设在支撑柱上并置于冷却水循环腔内，喉管穿过支撑柱上下连通的通孔向下延伸设置。本实用新型利用冷却水箱内循环流动的冷却水将散热片和位于高温加热块上方的喉管的热量吸收并及时散出至打印头外部，保证打印头除了高温加热块和喷嘴之外的部分处于低温环境中，达到有效调节内部环境温度的目的，使打印头的进丝过程保持顺畅。

Description

一种增材制造高温水冷打印头及3D打印机

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，尤其是涉及一种增材制造高温水冷打印头及3D打印机。

背景技术

随着3D打印技术的不断发展，3D打印技术广泛应用在航空航天、医疗等领域。因此，打印机也需要适应各式各样新型材料的加工，一些高温材料例如：ABS、PEEK、尼龙、碳纤维等的打印需要打印仓内恒温，且恒定温度相对较高。

然而，本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：现有的打印头主要采用在打印头上加装散热风扇的方式对散热片进行散热，其散热能力受打印仓内的环境温度影响，随着打印的进行，打印仓内的温度上升，打印头散热能力急剧下降。因此，针对需要相对较高恒温的打印材料来说，如果采用现有的打印头加装散热风扇的方式抽取打印仓内较高温度的空气以对打印头散热片进行散热，则无法达到散热的效果，导致耗材会在打印头喉管的中部位置变软融化，造成打印头堵塞，无法完成打印。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种增材制造高温水冷打印头及3D打印机，以解决现有技术中存在的打印头散热风扇对散热片的散热能力有限的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种增材制造高温水冷打印头，包括冷却水箱、散热片、喉管以及打印头连接件，其中，所述打印头连接件密封连接在所述冷却水箱的顶部使所述冷却水箱内部形成密封的冷却水循环腔，所述冷却水箱内部设有支撑柱，所述散热片套设在所述支撑柱上并置于所述冷却水循环腔内，所述喉管穿过所述支撑柱上下连通的通孔向下延伸设置。

根据一种优选实施方式，所述冷却水箱和所述支撑柱一体成型。

根据一种优选实施方式，在所述冷却水箱上分别设有进液口和出液口，其中，所述进液口靠近所述冷却水箱底部设置。

根据一种优选实施方式，在所述进液口和所述出液口上分别安装有能够与进液管和出液管相连接的宝塔接头。

根据一种优选实施方式，与所述进液口相连接的进液管的另一端连接至散热冷排的出口；与所述出液口相连接的出液管的另一端连接至所述散热冷排的进口，且在所述散热冷排的出口与所述进液口之间的进液管上设有水泵。

根据一种优选实施方式，在所述喉管穿过所述冷却水箱的通孔向下延伸的部分且位于所述冷却水箱的下方固定有高温加热块。

根据一种优选实施方式，在所述喉管的底部且位于所述高温加热块的下方设有喷嘴。

根据一种优选实施方式，在所述冷却水箱的左右两侧设有涡轮风扇，在所述涡轮风扇上设有涡轮风扇导风外罩。

根据一种优选实施方式，所述涡轮风扇导风外罩的导风口朝向喷嘴的方向设置。

本实用新型还提供了一种3D打印机，包括前述的增材制造高温水冷打印头。

基于上述技术方案，本实用新型的增材制造高温水冷打印头至少具有如下技术效果：

本实用新型的增材制造高温水冷打印头通过设置冷却水箱，并使打印头连接件密封连接在冷却水箱的顶部使冷却水箱内部形成密封的冷却水循环腔，冷却水箱内部设有支撑柱，其中，散热片套设在支撑柱上并置于冷却水循环腔内，喉管穿过支撑柱上下连通的通孔向下延伸设置。从而利用冷却水箱内循环流动的冷却水将散热片和位于高温加热块上方的喉管的热量吸收并及时散出至打印头外部，保证打印头除了高温加热块和喷嘴之外的部分处于低温环境中，达到有效调节内部环境温度的目的，使打印头的进丝过程保持顺畅。

另一方面，本实用新型实施例的增材制造高温水冷打印头的冷却水箱与支撑柱为一体成型，通过在冷却水箱的顶部与打印头连接件密封即可在冷却水箱内部形成冷却水循环腔，因此密封位置位于远离高温加热块的冷却水箱的顶部，能够有效的避免密封位置距离高温加热块位置太近而导致密封胶熔化进而发生漏液的问题。

另一方面，本实用新型实施例的增材制造高温水冷打印头中冷却水箱的进液口靠近冷却水箱底部设置，由于冷却水箱底部更接近高温加热块，底部的散热片温度更高，因此将进液口靠近冷却水箱的底部使温度较低的冷却水优先对底部的散热片进行冷却散热，极大可能的阻止了高温温度在喉管上的上行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型的增材制造高温水冷打印头的主视图；

图2是本实用新型的增材制造高温水冷打印头的立体结构示意图；

图3是本实用新型的增材制造高温水冷打印头中冷却水箱的结构示意图；

图4是本实用新型的增材制造高温水冷打印头中冷却水箱另一视角的结构示意图；

图5是本实用新型的增材制造高温水冷打印头的右视图；

图6是沿图5中A-A面的剖面图。

图中：1-冷却水箱；2-打印头连接件；3-涡轮风扇；4-涡轮风扇导风外罩；5-高温加热块；6-喷嘴；7-喉管；8-散热片；11-进液口；12-出液口；13-支撑柱；14-通孔；15-冷却水循环腔。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，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，还需要说明的是，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。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合说明书附图1至图6对本实用新型的技术方案进行详细说明。

如图1、图2和图6所示，本实用新型提供了一种增材制造高温水冷打印头，包括冷却水箱1、散热片8、喉管7以及打印头连接件2，其中，打印头连接件2密封连接在冷却水箱1的顶部使冷却水箱1内部形成密封的冷却水循环腔15，冷却水箱1内部设有支撑柱13，其中，散热片8套设在支撑柱13上并置于冷却水循环腔15内，喉管7穿过支撑柱13上下连通的通孔14向下延伸设置。本实用新型采用冷却水箱内循环流动的冷却水将散热片和位于高温加热块上方的喉管的热量吸收并及时散出至打印头外部，保证打印头除了高温加热块和喷嘴之外的部分处于低温环境中，达到有效调节内部环境温度的目的，使打印头的进丝过程保持顺畅。

本实用新型通过使散热片8套设在支撑柱13上并置于冷却水循环腔15内，使散热片与冷却水箱形成嵌套式结构，极大的降低了加工难度和加工成本。

优选的，如图3和图4所示，冷却水箱1和支撑柱13一体成型。使得在冷却水箱1内部形成的冷却水循环腔15无缝隙，不易出现漏液问题，提高了密封性能。通过打印头连接件2在冷却水箱1的顶部密封使得密封位置处于远离高温加热块的位置，有效的避免了密封位置距离高温加热块位置太近而导致密封胶熔化进而发生漏液的问题。

优选的，如图1、图3和图4所示，在冷却水箱1上分别设有进液口11和出液口12。优选的，进液口11靠近冷却水箱1底部设置。由于冷却水箱底部更接近高温加热块，底部的散热片温度更高，因此将进液口靠近冷却水箱的底部使温度较低的冷却水优先对底部的散热片进行冷却散热，极大的阻止了高温温度在喉管上的上行。

优选的，在进液口11和出液口12上分别安装有能够与进液管和出液管相连接的宝塔接头。优选的，宝塔接头可以为N6宝塔接头。优选的，与进液口11相连接的进液管的另一端连接至散热冷排的出口；与出液口12相连接的出液管的另一端连接至散热冷排的进口，进而形成进液口、冷却水箱、出液口、出液管、散热冷排、进液管、进液口的冷却水循环回路，达到将散热片和喉管上多余的热量排出到打印头外部的作用。优选的，在散热冷排的出口与进液口11之间的进液管上设有水泵。用于将散热冷排中的冷却水返回至冷却水箱。优选的，本实用新型的散热冷排的型号为260D散热冷排，是现有技术中常用于散热的标准配件。

优选的，在喉管7穿过冷却水箱1的通孔14向下延伸的部分且位于冷却水箱1的下方固定有高温加热块5。优选的，在喉管7的底部且位于高温加热块5的下方设有喷嘴6。高温加热块5用于对进入喷嘴的耗材进行高温熔融。

优选的，如图1和图5所示，在冷却水箱1的左右两侧设有涡轮风扇3，在涡轮风扇3上设有涡轮风扇导风外罩4。优选的，涡轮风扇导风外罩4的导风口朝向喷嘴6的方向设置。使得喷嘴处流出的成型的打印件更好更快的冷却，以提高打印质量。

本实用新型还提供了一种3D打印机，包括前述的增材制造高温水冷打印头。

本实用新型的增材制造高温水冷打印头通过使冷却水箱与打印头连接件密封形成一个冷却水循环腔，在运行时，该冷却水循环腔内充满冷却水，通过在进液口和出液口安装N6宝塔接头，并分别接入进液管和出液管，低温冷却水由进液口不断的进入冷却水箱内，内部散热片吸收由高温加热块传递至喉管的热量，并与冷却水进行热交换，使得喉管在高温加热块以上部位保持低温状态，同时吸收热量后温度较高的冷却水通过出液口和出液管导出至外部用于冷却水降温的散热冷排上，通过该散热冷排将较高温度的冷却水进行降温，被降温后的冷却水再通过水泵经进液管流回至进液口进入冷却水箱中形成一条冷却水回路，达到将打印仓内较高温度环境下多余热量排出打印仓外的作用，保证高温水冷打印头的喉管部件保持在一定的低温环境下(一般稳定在40-60度之间)，从而使打印头的进丝过程保持顺畅。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，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 (10)

1.一种增材制造高温水冷打印头，其特征在于，包括冷却水箱(1)、散热片(8)、喉管(7)以及打印头连接件(2)，其中，所述打印头连接件(2)密封连接在所述冷却水箱(1)的顶部使所述冷却水箱(1)内部形成密封的冷却水循环腔(15)，所述冷却水箱(1)内部设有支撑柱(13)，所述散热片(8)套设在所述支撑柱(13)上并置于所述冷却水循环腔(15)内，所述喉管(7)穿过所述支撑柱(13)上下连通的通孔(14)向下延伸设置。

2.根据权利要求1所述的增材制造高温水冷打印头，其特征在于，所述冷却水箱(1)和所述支撑柱(13)一体成型。

3.根据权利要求1所述的增材制造高温水冷打印头，其特征在于，在所述冷却水箱(1)上分别设有进液口(11)和出液口(12)，其中，所述进液口(11)靠近所述冷却水箱(1)底部设置。

4.根据权利要求3所述的增材制造高温水冷打印头，其特征在于，在所述进液口(11)和所述出液口(12)上分别安装有能够与进液管和出液管相连接的宝塔接头。

5.根据权利要求4所述的增材制造高温水冷打印头，其特征在于，与所述进液口(11)相连接的进液管的另一端连接至散热冷排的出口；与所述出液口(12)相连接的出液管的另一端连接至所述散热冷排的进口，且在所述散热冷排的出口与所述进液口(11)之间的进液管上设有水泵。

6.根据权利要求1所述的增材制造高温水冷打印头，其特征在于，在所述喉管(7)穿过所述冷却水箱(1)的通孔(14)向下延伸的部分且位于所述冷却水箱(1)的下方固定有高温加热块(5)。

7.根据权利要求6所述的增材制造高温水冷打印头，其特征在于，在所述喉管(7)的底部且位于所述高温加热块(5)的下方设有喷嘴(6)。

8.根据权利要求1所述的增材制造高温水冷打印头，其特征在于，在所述冷却水箱(1)的左右两侧设有涡轮风扇(3)，在所述涡轮风扇(3)上设有涡轮风扇导风外罩(4)。

9.根据权利要求8所述的增材制造高温水冷打印头，其特征在于，所述涡轮风扇导风外罩(4)的导风口朝向喷嘴(6)的方向设置。

10.一种3D打印机，其特征在于，包括前述权利要求1至9任一项所述的增材制造高温水冷打印头。

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