CN214820891U - 一种双喷头3d打印机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种双喷头3D打印机构，其通过三维移动机构来实现双喷头打印机构的运动，从而通过双喷头来实现对电路板的3D打印，为了方便调整喷头的开口大小，其进一步设置有开口大小可变的浆料喷头，进一步扩展调整功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种双喷头3D打印机构，具体涉及一种采用熔融沉积式3D打印技术制作电路板的3D打印机构。
背景技术
在现有技术中，传统的电路板制造是在覆铜板上进行整平、导电图形转印，腐蚀，钻孔，抛光，防腐等处理，工艺周期长，对于单件小批量产品制造成本高，另外腐蚀等工序产生的废水废渣容易污染环境。3D打印是一种以数字模型文件为基础，运用可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，具有快速成型的特点。利用低成本的熔融沉积式3D打印技术可以实现快速制造电路板。特别适合单件小批量生产，尤其是产品试验阶段，制造速度快，生产成本低，节省试验时间与制作成本。
实用新型内容
基于上述技术问题，本实用新型提供一种双喷头3D打印机构，双喷头3D打印机构包括机架、三维移动机构、供料机构、双喷头机构、打印台和控制系统；其中三维移动机构安装在机架内部上方，打印台安装在机架内部下方，双喷头机构安装在三维移动机构上，控制系统控制连接三维移动机构、双喷头机构和打印台；三维移动机构包括X方向运动控制部件、Y方向运动控制部件、Z方向运动控制部件和限位开关；供料机构包括远程送丝装置；双喷头机构包括喷头安装平台、绝缘丝材打印喷头和导电浆料打印喷头；打印台包括热床和热床固定平台；控制系统包括控制器和电源；机架包括有打印机框架和外侧护板。
优选地，导电浆料打印喷头包含伺服电机、齿轮齿条机构、导电浆料针筒状容器、注射输送结构和浆料喷头，伺服电机通过齿轮齿条机构传动连接到注射输送结构上，注射输送结构推动针筒状容器里的导电浆料从喷头口部挤出。
优选地，导电浆料针筒状容器的固定装置包括向下调节螺钉、向上调节螺钉、针筒固定卡板、针筒固定夹具，导电浆料针筒状容器上部外伸出筒体的部位卡在针筒固定卡板的凹槽内，导电浆料针筒状容器下部安装在喷头安装平台的凹槽内，加上针筒固定夹具对其进行固定，调节导电浆料打印喷头下端浆料喷头的高度时需要松开下部针筒固定夹具的固定螺钉，然后调节向下调节螺钉、向上调节螺钉，使得导电浆料针筒状容器保持垂直状态，并且浆料喷头到合适的高度后固定下部针筒固定夹具的固定螺钉。
优选地，绝缘丝材打印喷头包含入口、散热风扇、散热翅片、金属加热熔腔、加热棒和绝缘喷头。
优选地，浆料喷头呈中空结构，包含橡胶头、调节压板爪、分度套和调节螺母，橡胶头套在浆料喷头头部，包裹起调节压板爪的外伸部分；调节压板爪的其他部分镶嵌在分度套和调节螺母之间，并采用螺纹连接，当旋转调节螺母向远离喷头口的方向运动时，在分度套口部凸起部分的支点作用下，调节压板爪内部周向收缩，外伸部分翘起，从而撑起橡胶头，浆料喷头口部直径变大；当旋转调节螺母向靠近喷头口的方向运动时，在分度套口部凸起部分的支点作用下，调节压板爪内部周向扩张，外伸部分向轴线方向收缩，从而具有弹性的橡胶头收缩，浆料喷头口部直径变小。
本实用新型的实用新型点和有益的技术效果：
1、通过采用双喷头的方式实现电路板的3D打印，绝缘丝材打印喷头用于打印PLA等绝缘丝料实现电路板的绝缘部分，导电浆料打印喷头用于打印导电银浆、导电胶等导电浆料实现电路板的导电部分。
2、其进一步通过柔性的浆料喷头结构，并通过调整机构进行调整，有效地实现浆料喷头开口大小的可调，实现对不同线路粗细要求的打印。
3、导电浆料打印喷头通过手动的调节方式，有效调整其高度，防止打印过程中两个喷头干扰。
附图说明
图1-双喷头3D打印机构的整体示意图；
图2-双喷头3D打印机构的剖视图；
图3-双喷头3D打印机构的主视图；
图4-双喷头结构的示意图；
图5-导电浆料喷头及其调节结构剖视图；
图6-导电浆料喷头示意图；
图7-导电浆料喷头的剖视图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参照图1至图3所示的一种双喷头3D打印机构，双喷头3D打印机构包括机架、三维移动机构、供料机构、双喷头机构、打印台和控制系统；其中三维移动机构安装在机架内部上方，打印台安装在机架内部下方，双喷头机构安装在三维移动机构上，控制系统控制连接三维移动机构、双喷头机构和打印台；三维移动机构包括X方向运动控制部件1、Y方向运动控制部件2、Z方向运动控制部件3和限位开关；供料机构包括远程送丝装置4；双喷头机构包括喷头安装平台5、绝缘丝材打印喷头6和导电浆料打印喷头7；打印台包括热床9和热床固定平台8；控制系统包括控制器和电源；机架包括有打印机框架和外侧护板。
X方向运动控制部件1包括第一伺服步进电机101、第一同步轮、第一V型同步带、两根第一平行导向光轴、安装在喷头安装平台5内的第一导向直线轴承，当喷头安装平台5需要在X方向运动时，第一伺服步进电机101带动第一同步轮转动，第一同步轮驱动第一V型同步带转动，由于第一V型同步带固定在喷头安装平台5上，带动喷头安装平台5移动，两根第一平行导向光轴固定在X运动方向上，进行导向作用。
Y方向运动控制部件2包括第二伺服步进电机201、第二同步轮、第二V型同步带、两根第二平行导向光轴、安装在喷头安装平台5内的第二导向直线轴承，当喷头安装平台5需要在Y方向运动时，第二伺服步进电机201带动第二同步轮转动，第二同步轮驱动第二V型同步带转动，由于第二V型同步带固定在喷头安装平台5上，带动喷头安装平台5移动，两根第二平行导向光轴固定在Y运动方向上，进行导向作用。
Z方向运动控制部件3包括第三伺服步进电机301、联轴器、滚珠丝杠、第三平行导向光轴、第三导向直线轴承，当热床9及其固定平台8需要在Z方向运动时，第三伺服步进电机301带动联轴器转动，联轴器带动滚珠丝杠转动，由于滚珠丝杠传动固定在热床固定平台8上，从而带动热床固定平台8移动，两根第三平行导向光轴固定在Z运动方向上，进行导向作用。
三个方向的限位开关起保护作用，当喷头安装平台5或者热床9及其固定平台8运动到X或Y或Z方向的两端的极限位置时触碰限位开关，限位开关触发后控制器停止X或Y或Z方向驱动的转动。
远程送丝装置4安装在机架背部外侧，为绝缘丝材打印喷头6远程提供常见的PLA、ABS等绝缘属性丝材。
喷头安装平台5上固定有安装绝缘丝材打印喷头6和导电浆料打印喷头7，且位于热床9及其固定平台8正上方，当双喷头机构移动并打印材料时，相关材料可以落在热床上进行固化成型。
热床9靠四个边角处的螺钉及弹簧，弹性固定在平台8上方，热床9提供加热功能，为相关材料固化过程提供一定的温度。
绝缘丝材打印喷头6包含入口601、散热风扇602、散热翅片、金属加热熔腔603、加热棒605、绝缘喷头604，主要打印电路板的绝缘材料，将绝缘属性的PLA或ABS等丝材靠远程送丝装置4的推送，穿过软管，到达绝缘丝材打印喷头6正上方的入口601，从上往下穿入，经过散热翅片，达到金属加热熔腔603，金属加热熔腔603在加热棒605作用下温度超过绝缘丝材的熔点，丝材变成流体，在远程送丝装置4持续的送丝过程中，前期熔融的流体被挤出绝缘喷头604落到热床9上，进行固化成型，同时为防止丝材未到达金属加热熔腔603提前被融化以及落在热床9上的绝缘材料快速冷却成型，散热风扇602进行强制风冷降温。
导电浆料打印喷头7包含伺服电机701、齿轮齿条机构702、导电浆料针筒状容器703、浆料喷头704，主要打印电路板的导电材料，将具有导电金属颗粒的导电胶或导电银浆等流体浆料提前盛放入针筒状容器703，伺服电机701带动齿轮齿条机构702连接到注射输送结构上，注射输送结构推动针筒状容器703里的导电浆料从喷头704口部挤出导电流体浆料，落到热床9上，进行固化成型。
导电浆料针筒状容器703的固定装置包括向下调节螺钉703a、向上调节螺钉703b、针筒固定卡板703c、针筒固定夹具703d，导电浆料针筒状容器703上部外伸出筒体的部位卡在针筒固定卡板703c的凹槽内，导电浆料针筒状容器703下部安装在喷头安装平台5的凹槽内，加上针筒固定夹具703d对其进行固定。当需要调节导电浆料打印喷头7下端浆料喷头704的高度时需要松开下部针筒固定夹具703d的固定螺钉，然后调节向下调节螺钉703a、向上调节螺钉703b，使得导电浆料针筒状容器703保持垂直状态，并且浆料喷头704到合适的高度后固定下部针筒固定夹具703d的固定螺钉。
浆料喷头704呈中空结构，用于输送导电浆料，包含橡胶头704a、调节压板爪704b、分度套704c、调节螺母704d，橡胶头704a具有一定的弹性，套在浆料喷头704头部，刚好包裹起调节压板爪704b的外伸部分，调节压板爪704b的其他部分镶嵌在分度套704c和调节螺母704d之间，他们之间靠螺纹进行接触，当旋转调节螺母704d向远离喷头口的方向运动时，在分度套704c口部凸起部分的支点作用下，调节压板爪704b内部周向收缩，外伸部分翘起，从而撑起橡胶头704a，实现了浆料喷头704口部直径变大；当旋转调节螺母704d向靠近喷头口的方向运动时，在分度套704c口部凸起部分的支点作用下，调节压板爪704b内部周向扩张，外伸部分向轴线方向收缩，从而具有弹性的橡胶头704a收缩，实现了浆料喷头704口部直径变小。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种双喷头3D打印机构，双喷头3D打印机构包括机架、三维移动机构、供料机构、双喷头机构、打印台和控制系统；其中三维移动机构安装在机架内部上方，打印台安装在机架内部下方，双喷头机构安装在三维移动机构上，控制系统控制连接三维移动机构、双喷头机构和打印台；三维移动机构包括X方向运动控制部件、Y方向运动控制部件、Z方向运动控制部件和限位开关；供料机构包括远程送丝装置；双喷头机构包括喷头安装平台、绝缘丝材打印喷头和导电浆料打印喷头；打印台包括热床和热床固定平台；控制系统包括控制器和电源；机架包括有打印机框架和外侧护板；
其特征在于：导电浆料打印喷头包含伺服电机、齿轮齿条机构、导电浆料针筒状容器、注射输送结构和浆料喷头，伺服电机通过齿轮齿条机构传动连接到注射输送结构上，注射输送结构推动导电浆料针筒状容器里的导电浆料从浆料喷头挤出。
2.根据权利要求1所述的双喷头3D打印机构，其特征在于：导电浆料针筒状容器的固定装置包括向下调节螺钉、向上调节螺钉、针筒固定卡板、针筒固定夹具，导电浆料针筒状容器上部外伸出筒体的部位卡在针筒固定卡板的凹槽内，导电浆料针筒状容器下部安装在喷头安装平台的凹槽内，加上针筒固定夹具对其进行固定，调节导电浆料打印喷头下端浆料喷头的高度时需要松开下部针筒固定夹具的固定螺钉，然后调节向下调节螺钉、向上调节螺钉，使得导电浆料针筒状容器保持垂直状态，并且浆料喷头到合适的高度后固定下部针筒固定夹具的固定螺钉。
3.根据权利要求2所述的双喷头3D打印机构，其特征在于：绝缘丝材打印喷头包含入口、散热风扇、散热翅片、金属加热熔腔、加热棒和绝缘喷头。
4.根据权利要求3所述的双喷头3D打印机构，其特征在于：浆料喷头呈中空结构，包含橡胶头、调节压板爪、分度套和调节螺母，橡胶头套在浆料喷头头部，包裹起调节压板爪的外伸部分；调节压板爪的其他部分镶嵌在分度套和调节螺母之间，并采用螺纹连接，当旋转调节螺母向远离喷头口的方向运动时，在分度套口部凸起部分的支点作用下，调节压板爪内部周向收缩，外伸部分翘起，从而撑起橡胶头，浆料喷头口部直径变大；当旋转调节螺母向靠近喷头口的方向运动时，在分度套口部凸起部分的支点作用下，调节压板爪内部周向扩张，外伸部分向轴线方向收缩，从而具有弹性的橡胶头收缩，浆料喷头口部直径变小。
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