CN218489130U - 用于3d打印机的检测装置和3d打印机 - Google Patents

用于3d打印机的检测装置和3d打印机 Download PDF

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Abstract

提供用于3D打印机的检测装置和3D打印机。检测装置设置在3D打印机的导料管路中以检测打印线料的料头在导料管路中的位置，包括：壳体，限定至少一个进料口、出料口、进料通道、出料通道，进料通道和出料通道形成内部腔体，壳体的壁中设置有与内部腔体连通的至少一个孔；至少一个磁体，分别布置在孔中，每个磁体沿孔的轴线方向可移动地插入内部腔体，磁体插入内部腔体中的一端被成形为具有与送料方向成角度的端面，以使当打印线料在内部腔体内沿送料方向被输送至磁体所在位置时，打印线料的线头挤压该端面，推动磁体移动至预定位置；至少一个霍尔传感器，被布置为与一个相应的磁体相配合，以使当该相应的磁体移动至预定位置时，霍尔传感器被触发。

Description

用于3D打印机的检测装置和3D打印机
技术领域
本实用新型涉及3D打印技术领域，具体涉及用于3D打印机的检测装置和3D打印机。
背景技术
3D打印技术，又称为增材制造技术，它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。3D打印通常采用3D打印机来实现。3D打印机，又称三维打印机、立体打印机，是快速成型的一种工艺设备。3D打印机常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型或零部件。一种典型的3D打印技术是熔融沉积成型(fuseddeposition modeling，FDM)。一种FDM的工作原理是：热熔喷头在计算机的控制下，根据产品零件的截面轮廓信息，在水平平面内运动，热塑性线状材料由供丝机构送至热熔喷头，熔化材料被从喷头中挤压出并沉积在打印平台上，快速冷却后形成一层薄片轮廓。一层截面成型完成后，打印平台在垂直方向运动一定的距离，再进行下一层的熔覆，如此循环，最终形成三维产品零件。在打印过程中，通常需要对导料管路中的打印线料的料头位置进行检测，以对打印过程进行控制。
在此部分中描述的方法不一定是之前已经设想到或采用的方法。除非另有指明，否则不应假定此部分中描述的任何方法仅因其包括在此部分中就被认为是现有技术。类似地，除非另有指明，否则此部分中提及的问题不应认为在任何现有技术中已被公认。
实用新型内容
本实用新型的一个目的在于提出一种用于3D打印机的检测装置和3D打印机。
根据本实用新型的一方面，提供了一种用于3D打印机的检测装置。检测装置设置在该3D打印机的导料管路中以检测打印线料的料头在该导料管路中的位置。检测装置包括：壳体，该壳体限定至少一个进料口、出料口、与该至少一个进料口分别连通的至少一个进料通道、以及将该至少一个进料通道连通到该出料口的出料通道，其中，该至少一个进料通道和出料通道形成该壳体的内部腔体，并且该壳体的壁中设置有与该内部腔体连通的至少一个孔；至少一个磁体，该至少一个磁体分别布置在该至少一个孔中，每个磁体沿该至少一个孔中一个相应的孔的轴线方向可移动地插入该内部腔体中，其中，每个磁体插入该内部腔体中的一端被成形为具有与送料方向成一角度的端面，以使得当打印线料在该内部腔体内沿送料方向被输送至该磁体所在位置时，该打印线料的线头直接挤压该端的端面，从而推动该磁体移动至所相应的孔中的预定位置；和至少一个霍尔传感器，每个霍尔传感器被布置为与该至少一个磁体中一个相应的磁体相配合，以使得当该相应的磁体移动至预定位置时，该霍尔传感器被触发。
根据本实用新型的一些实施例，每个霍尔传感器被布置为沿该相应的磁体所在的孔的轴线方向，位于该相应的磁体插入内部腔体中的一端附近。
根据本实用新型的一些实施例，每个霍尔传感器被布置为沿该相应的磁体所在的孔的轴线方向，位于该相应的磁体的与插入内部腔体中的所述一端相对的另一端附近。
根据本实用新型的一些实施例，所述至少一个孔是通孔，并且检测装置还包括盖体，盖体能够拆卸地连接在壳体的外表面并覆盖通孔，并且所述至少一个霍尔传感器附接在盖体上。
根据本实用新型的一些实施例，所述轴线方向是竖直方向，使得当内部腔体内所述至少一个磁体所在位置处没有打印线料时，所述至少一个磁体能够在自身重力作用下插入内部腔体中。
根据本实用新型的一些实施例，检测装置还包括至少一个止挡件，每个止挡件布置在所述至少一个孔中一个相应的孔的远离所述内部腔体的一端，用于向所述至少一个磁体中的一个相应的磁体施加阻止该相应的磁体朝向预定位置移动的作用力。
根据本实用新型的一些实施例，每个止挡件是弹簧或与该相应的磁体磁性相斥的磁体。
根据本实用新型的一些实施例，每个磁体插入内部腔体中的一端的所述端面为平面。
根据本实用新型的一些实施例，每个磁体插入内部腔体中的一端的所述端面为抛物面。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种3D打印机，包括根据上述的检测装置。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解。
在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。
图1示出了根据本实用新型的一个实施方式的用于3D打印机的检测装置的示意图；
图2示出了根据本实用新型的一个实施方式的用于3D打印机的检测装置的示意图；
图3示出了根据本实用新型的一个实施方式的用于3D打印机的检测装置的俯视图；
图4示出了根据本实用新型的一个实施方式的用于3D打印机的检测装置沿图3中截面A-A’的截面视图；以及
图5示出了根据本实用新型的一个实施方式的用于3D打印机的检测装置的部分的俯视图。
附图标记说明：
检测装置 100；
壳体 110-1、110-2；
进料口 120；
出料口 130；
进料通道 140；
出料通道 150；
孔 160-1、160-2、160-3、160-4、160-5；
磁体 170-1、170-2、170-3、170-4、170-5；
端面 171；
霍尔传感器 180-1；
盖体 190；以及
截面 A-A’。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本申请的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
如上所述，在打印过程中，通常需要对导料管路中的打印线料的料头位置进行检测，便于对打印过程进行控制。在一些相关技术中，可以采用行程开关检测导料管路中的打印线料的料头位置；在一些相关技术中，也可以采用光电传感器检测导料管路中的打印线料的料头位置。然而，在打印过程中，线料会与管路不断摩擦，并且供料机构的挤出轮可能会对线料进行挤压，线料因此会产生粉屑，所产生的粉屑可能会粘附在线料上。当线料触碰行程开关或光电传感器时，所产生的粉屑可能会粘附并堆积到行程开关或光电传感器上。粉屑进入行程开关内部，可能导致其信号错误或失效，进而降低检测的可靠性；粉屑堆积在光电传感器上或其附近，也可能导致光电传感器的信号错误，进而降低检测的可靠性。
下面将结合附图详细描述本实用新型的实施例。
图1和图2示出了根据本实用新型的一个实施方式的用于3D打印机的检测装置100的示意图；图3示出了根据本实用新型的一个实施方式的用于3D打印机的检测装置100的俯视图；图4示出了根据本实用新型的一个实施方式的用于3D打印机的检测装置100沿图3中截面A-A’的截面视图；并且图5示出了根据本实用新型的一个实施方式的用于3D打印机的检测装置100的部分的俯视图。
参考图1至图5，本实用新型的实施例提供一种用于3D打印机的检测装置100。所述检测装置100设置在3D打印机的导料管路中以检测打印线料的料头在导料管路中的位置。
检测装置100包括：壳体110-1、110-2，所述壳体110-1、110-2限定至少一个进料口120、出料口130、与至少一个进料口120分别连通的至少一个进料通道140、以及将至少一个进料通道140连通到出料口130的出料通道150。至少一个进料通道140和出料通道150形成壳体110-1、110-2的内部腔体，并且所述壳体110-1、110-2的壁中设置有与内部腔体连通的至少一个孔160-1、160-2、160-3、160-4、160-5。其中，进料口120和出料口130可以分别与3D打印机的任意一段导料管路相连通，用于检测打印线料的料头在导料管路中的位置。
检测装置100还包括5个磁体170-1、170-2、170-3、170-4、170-5，所述5个磁体170-1、170-2、170-3、170-4、170-5分别布置在5个孔160-1、160-2、160-3、160-4、160-5中，每个磁体沿一个相应的孔的轴线方向可移动地插入内部腔体中。从图4所示的截面视图中可以看出，磁体170-1布置在孔160-1中，并且磁体170-1沿孔160-1的轴线方向可移动地插入内部腔体中。
每个磁体插入内部腔体中的一端被成形为具有与送料方向成一角度的端面，以使得当打印线料在所述内部腔体内沿送料方向被输送至该磁体所在位置时，该打印线料的线头直接挤压该端的端面，从而推动该磁体移动至所述相应的孔中的预定位置。从图4所示的截面视图中可以看出，磁体170-1插入内部腔体中的一端被成形为具有与送料方向(图中箭头所指示的方向)成一角度的端面171。当打印线料在内部腔体内沿送料方向(图中箭头所指示的方向)被输送至该磁体170-1所在位置时，该打印线料的线头直接挤压该端的端面171，从而可以推动该磁体170-1移动至孔160-1中的预定位置(例如，向上运动5毫米的位置处)。
检测装置100还包括至少一个霍尔传感器，每个霍尔传感器被布置为与所述至少一个磁体中一个相应的磁体相配合，以使得当该相应的磁体移动至所述预定位置时，该霍尔传感器被触发。从图4所示的截面视图中可以看出，霍尔传感器180-1被布置为与磁体170-1相配合，当磁体170-1移动至所述预定位置(例如，向上运动5毫米的位置处)时，霍尔传感器180-1被触发。
由于线料不与霍尔传感器直接接触，而是通过触发磁体运动，磁体通过霍尔效应的作用来触发霍尔传感器，从而使得线料所产生的粉屑不会粘附或堆积到霍尔传感器上，粉屑不会对霍尔传感器的检测产生不利影响。因此，可以提高检测打印线料的料头在导料管路中的位置的准确性和可靠性。
应当理解的是，虽然附图中示出了4个进料口120和4个进料通道140，但是检测装置100还可以包括1个、2个、3个、5个或更多个进料口120；相应地，检测装置100还可以包括1个、2个、3个、5个或更多个进料通道140。
还应当理解的是，虽然图1至图5中示出了5个磁体(170-1、170-2、170-3、170-4、170-5)和5个孔(160-1、160-2、160-3、160-4、160-5)，但是检测装置100还可以包括1个、2个、3个、4个、6个或更多个磁体；相应地，检测装置100还可以包括1个、2个、3个、4个、6个或更多个孔，以用于布置相应的磁体；相应地，检测装置100还可以包括1个、2个、3个、4个、6个或更多个霍尔传感器。
在一些实施例中，每个霍尔传感器可以被布置为沿该相应的磁体所在的孔的轴线方向，位于该相应的磁体插入所述内部腔体中的一端附近。例如，霍尔传感器180-1可以被布置在图4中壳体110-2一侧。
在一些实施例中，每个霍尔传感器可以被布置为沿该相应的磁体所在的孔的轴线方向，位于该相应的磁体的与插入所述内部腔体中的所述一端相对的另一端附近。例如，霍尔传感器180-1可以被布置在图4中壳体110-1一侧。
在一些实施例中，如图4所示，所述至少一个孔160-1可以是通孔，并且检测装置100还可以包括盖体190，盖体190能够拆卸地连接在壳体(例如壳体110-1)的外表面并覆盖通孔160-1，并且至少一个霍尔传感器180-1附接在盖体190上。由此，可以通过通孔160-1对磁体170-1进行安装、检修或更换。并且，由于霍尔传感器180-1设置在盖体190上，且盖体190可拆卸，因此，也便于对霍尔传感器进行安装、检修或更换。
在一些实施例中，所述轴线方向可以是竖直方向，使得当所述内部腔体内所述至少一个磁体170-1、170-2、170-3、170-4、170-5所在位置处没有打印线料时，所述至少一个磁体170-1、170-2、170-3、170-4、170-5能够在自身重力作用下插入所述内部腔体中。
当检测装置100中布置了多个磁体，而且多个磁体之间的相对位置比较靠近时，如果一个磁体(例如图5中的磁体170-2)在线料的推动作用下发生移动，则例如由于磁体170-2所产生的磁场与磁体170-1所产生的磁场之间的相互作用，磁体170-1可能在磁场力的作用下也发生移动，尽管此时并没有线料经过并推动磁体170-1。这可能会导致错误的检测结果。
因此，在一些实施例中，检测装置100还可以包括至少一个止挡件(图中未示出)，每个止挡件可以布置在所述至少一个孔中一个相应的孔(例如图4中的孔160-1)的远离所述内部腔体的一端，用于向所述至少一个磁体中的一个相应的磁体(例如图4中的磁体170-1)施加阻止该相应的磁体(例如图4中的磁体170-1)朝向所述预定位置移动的作用力。如果磁体170-1在磁体170-2所产生的磁场的作用下，存在向上运动的趋势，由于设置了止挡件，磁体170-1在止挡件的力的作用下，则不会向上运动，从而不会导致霍尔传感器180-1被触发而产生错误的检测结果。止挡件所产生的作用力的大小可以被设定为能够阻挡磁体的这种不期望的移动，但是允许磁体在线料推动力的作用下的移动。
在一些实施例中，每个止挡件可以是弹簧。弹簧可以向磁体170-1施加弹力，从而阻止相应的磁体170-1朝向所述预定位置移动。
在一些实施例中，每个止挡件可以是与该相应的磁体170-1磁性相斥的磁体，该磁性相斥的磁体可以施加相斥的磁力，从而阻止相应的磁体170-1朝向所述预定位置移动。
在一些实施例中，每个磁体插入所述内部腔体中的一端的所述端面可以为平面(例如图4中所示的端面171)。
在一些实施例中，每个磁体插入所述内部腔体中的一端的所述端面可以为抛物面。
根据本实用新型的另一方面，还提供了一种3D打印机，该3D打印机包括根据上述的检测装置100。检测装置100可以设置在该3D打印机的导料管路中(例如，检测装置100的进料口120和出料口130分别连接3D打印机的导料管路)以检测打印线料的料头在导料管路中的位置。
由于线料不与霍尔传感器直接接触，而是通过触发磁体运动，磁体通过霍尔效应的作用来触发霍尔传感器，从而使得线料所产生的粉屑不会粘附或堆积到霍尔传感器上，粉屑不会对霍尔传感器的检测产生不利影响。因此，可以提高检测打印线料的料头在导料管路中的位置的准确性和可靠性。
应当理解的是，在本说明书中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系或尺寸为基于附图所示的方位或位置关系或尺寸，使用这些术语仅是为了便于描述，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，并且因此不能理解为对本申请的保护范围的限制。
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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。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在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本说明书提供了能够用于实现本申请的许多不同的实施方式或例子。应当理解的是，这些不同的实施方式或例子完全是示例性的，并且不用于以任何方式限制本申请的保护范围。本领域技术人员在本申请的说明书的公开内容的基础上，能够想到各种变化或替换，这些都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于3D打印机的检测装置，所述检测装置设置在所述3D打印机的导料管路中以检测打印线料的料头在所述导料管路中的位置，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体限定至少一个进料口、出料口、与所述至少一个进料口分别连通的至少一个进料通道、以及将所述至少一个进料通道连通到所述出料口的出料通道，其中，所述至少一个进料通道和出料通道形成所述壳体的内部腔体，并且所述壳体的壁中设置有与所述内部腔体连通的至少一个孔；
至少一个磁体，所述至少一个磁体分别布置在所述至少一个孔中，每个磁体沿所述至少一个孔中一个相应的孔的轴线方向可移动地插入所述内部腔体中，其中，每个磁体插入所述内部腔体中的一端被成形为具有与送料方向成一角度的端面，以使得当打印线料在所述内部腔体内沿送料方向被输送至该磁体所在位置时，该打印线料的线头直接挤压该端的端面，从而推动该磁体移动至所述相应的孔中的预定位置；和
至少一个霍尔传感器，每个霍尔传感器被布置为与所述至少一个磁体中一个相应的磁体相配合，以使得当该相应的磁体移动至所述预定位置时，该霍尔传感器被触发。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，每个霍尔传感器被布置为沿该相应的磁体所在的孔的轴线方向，位于该相应的磁体插入所述内部腔体中的一端附近。
3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，每个霍尔传感器被布置为沿该相应的磁体所在的孔的轴线方向，位于该相应的磁体的与插入所述内部腔体中的所述一端相对的另一端附近。
4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述至少一个孔是通孔，并且所述检测装置还包括盖体，所述盖体能够拆卸地连接在所述壳体的外表面并覆盖所述通孔，并且所述至少一个霍尔传感器附接在所述盖体上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的检测装置，其特征在于，所述轴线方向是竖直方向，使得当所述内部腔体内所述至少一个磁体所在位置处没有打印线料时，所述至少一个磁体能够在自身重力作用下插入所述内部腔体中。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括至少一个止挡件，每个止挡件布置在所述至少一个孔中一个相应的孔的远离所述内部腔体的一端，用于向所述至少一个磁体中的一个相应的磁体施加阻止该相应的磁体朝向所述预定位置移动的作用力。
7.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，每个止挡件是弹簧或与该相应的磁体磁性相斥的磁体。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的检测装置，其特征在于，每个磁体插入所述内部腔体中的一端的所述端面为平面。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的检测装置，其特征在于，每个磁体插入所述内部腔体中的一端的所述端面为抛物面。
10.一种3D打印机，其特征在于，包括根据权利要求1至9中任一项所述的检测装置。
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