CN221417463U - 一种3d打印机头及3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的是提供一种3D打印机头及3D打印机，包括固定块，所述固定块的底部连接有固定座，所述固定座的内部座有一内套体，所述喉管贯穿内套体，所述内套体的内部与喉管之间形成有保温腔，在所述保温腔内安装有围绕于喉管外侧的加热元件。所述固定块的外侧设置有散热组件，所述散热组件包括翅片组和设置于翅片组一侧的散热风扇。本实用新型涉及3D打印机技术领域，通过内套体内保温腔和包裹喉管一半的加热元件即可实现对3D线材的融化和液体保持效果，减少了加热元件的使用量的同时保证了正常的出液效果，极大的减少了热能源损耗高。实现使用单一风扇工作能够携带固定块四周的热量同时进行快速的发散，避免热量堆积。

Description

一种3D打印机头及3D打印机

技术领域

本实用新型涉及3D打印机技术领域，具体为一种3D打印机头及3D打印机。

背景技术

随着工业的不断发展，3D打印砂型技术逐渐成型，现有的3D打印技术主要以增材制造为主。3D打印机的结构包括有打印平台、电机、控制带、显示屏、进料机构、喷嘴、XYZ轴系统和机体等。

在喷嘴结构中，包括喷头、用于安装喷头的固定座、安装于固定座内的加热元件和测温组件，还包括设置于固定座上方的散热件。目前喷嘴存在的问题有加热元件所产生的热量均匀的使固定座发热来对3D线材进行融化和保温，导致固定座的本体热量保持效果差；加热元件的热量不易被保存，直接作用于喉管上的热量较少，易于被固定座将热量散发；为了解决此种问题便需要加强加热元件的功率使其产生更大的热量来保证对喉管内3D线材的融化和保持液态效果，造成了加热元件的热能源损耗。同时对喉管进行热量散热的组件只具有单一的散热风扇，其散热为局部散热，不能够对喉管外围的固定块进行全面散热，导致其散热效果不理想。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种3D打印机头及3D打印机，解决了现有的3D打印机的机头加热元件热能源损耗高、利用率差，且固定块散热效果不理想的问题。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种3D打印机头，包括固定块，所述固定块的底部连接有固定座，所述固定座上通过喉管连接有喷头，所述固定座的内部座有一内套体，所述喉管贯穿内套体，所述内套体的内部与喉管之间形成有保温腔，在所述保温腔内安装有围绕于喉管外侧的加热元件，所述加热元件的下方与内套体之间形成一下缺口。

优选的，所述加热元件与喉管之间形成有内间隙腔，所述内间隙腔与缺口和保温腔均互相连通。

优选的，所述内套体的顶部封固有封盖，所述封盖封闭内套体的顶部，且所述喉管与封盖密封连接；所述内套体的外侧紧密包裹有保温套。

优选的，所述固定座上内置有温度传感器，所述温度传感器的探测端位于保温腔和/或固定座内。

优选的，所述固定块的外侧设置有散热组件，所述散热组件包括翅片组和设置于翅片组一侧的散热风扇；

其中，所述翅片组携带出的固定块的热量能够被散热风扇散发。

优选的，所述翅片组包括连接于固定块相对两端的第一散热翅片和第二散热翅片，以及位于所述第一散热翅片两端的边框板，所述散热风扇位于第二散热翅片的一端且与边框板固定连接，所述固定块的两侧通过连杆与边框板相固接。

优选的，所述固定块与边框板之间形成有夹腔；所述第二散热翅片与散热风扇之间间隔有间隙槽；

其中，所述第一散热翅片的热量通过夹腔和间隙槽流动至散热风扇处。

优选的，所述第一散热翅片包括与边框板固接的横片，所述横片的内外分别设置有下翅片和上翅片；

其中，所述横片上开有若干第一通孔，使所述下翅片和上翅片之间的气流互相流通；所述下翅片上开有第二通孔，使相邻两个所述下翅片之间的气流互相流通。

一种3D打印机，包括打印机及如上述中任一项所述的3D打印机头。

有益效果

通过使用本实用新型提供的一种3D打印机头及3D打印机，通过内套体内保温腔和包裹喉管一半的加热元件即可实现对3D线材的融化和液体保持效果，减少了加热元件的使用量的同时保证了正常的出液效果，极大的减少了热能源损耗高，提高了热能源利用率。并且采用散热组件的设计，实现使用单一风扇工作能够携带固定块四周的热量同时进行快速的发散，避免热量堆积，保证散热效果。

附图说明

图1为本实用新型3D打印机头结构示意图；

图2为本实用新型的散热组件结构示意图；

图3为本实用新型的图2中A处放大结构示意图；

图4为本实用新型的图2中气流流向示意图；

图5为本实用新型的固定座内部结构示意图。

图中符号说明

1、固定块，2、第一散热翅片，2-1、上翅片，2-2、下翅片，2-3、横片，2-4、第一通孔，2-5、第二通孔，3、第二散热翅片，4、散热风扇，5、固定座，6、喷头，7、边框板，8、连杆，9、夹腔，10、间隙槽，11、保温套，12、内套体，13、喉管，14、内间隙腔，15、加热元件，16、封盖，17、下缺口，18、温度传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。只要能够发挥本实用新型的效果，就可以对实施方案进行各种改变。

通过本领域人员，将本案中的零部件依次进行连接，具体连接以及操作顺序，应参考下述工作原理，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程。

参照图1-5对本实施方案的3D打印机头及3D打印机予以说明。

3D打印机头，包括固定块1，固定块1的底部连接有固定座5，固定座5上通过喉管13连接有喷头6。

固定座5的内部座有一内套体12，喉管13贯穿内套体12，内套体12的内部与喉管13之间形成有保温腔，在保温腔内安装有围绕于喉管13外侧的加热元件15，加热元件15的下方与内套体12之间形成一下缺口17。

需要说明的是，加热元件15安装于内套体12内形成的保温腔中，且围绕于喉管13设置，使加热元件15产生的热量能够辐射至喉管13上，对喉管13内穿过的3D打印线材进行融化；并且加热元件15产生的热量会被内套体12限于保温腔内，提高热利用率，减少热量的损耗。下缺口17的设计能够使喉管13位于保温腔部分的下端温度低于上端温度，即未被加热元件15包裹的喉管13处温度略低于已被加热元件15包裹处的温度，位于下缺口17处喉管13处的温度主要依靠加热元件15向外散发的热量；采用这种设计方式的目的是，喉管13内穿过的3D打印线材在加热元件15处被相对较高的温度所融化并向下流淌汇聚，被融化后的线材处于下缺口17内的喉管13处，此时通过保温腔内的温度保持住线材融化后的液态效果，进而保证喷头6的正常出液效果。通过内套体12内保温腔和包裹喉管13一半的加热元件15即可实现对3D线材的融化和液体保持效果，减少了加热元件15的使用量的同时保证了正常的出液效果。

加热元件15与喉管13之间形成有内间隙腔14，内间隙腔14与缺口17和保温腔均互相连通。内间隙腔14的设计防止了加热元件15直接贴附在喉管13上而造成喉管13此处的使用寿命超额低于其他部分的使用寿命，并且热量也能够通过气体传播直接作用在喉管13上，保证能够对喉管13内的3D线材进行融化。该间隙腔14的数值为1-3mm，此数值为加热元件15与喉管13之间的间距。

内套体12的顶部封固有封盖16，封盖16封闭内套体12的顶部，且喉管13与封盖16密封连接；内套体12的外侧紧密包裹有保温套11。加热元件15固定在封盖16上，封盖16封闭内套体12，使保温腔呈密闭状态。保温套11减少内套体12的热量散发，提高内套体12对热量的保持效果。

固定座5上内置有温度传感器18，温度传感器18的探测端位于保温腔和/或固定座5内。温度传感器18为两个，分别检测保温腔和固定座5的温度，将保温腔内部的温度实时传输给3D打印机的控制系统，以此来控制加热元件15的加热功率，使内套体12内保温腔的温度处于设定阈值之间，保证喉管13内融化后的液体能够正常流出。

在另一种实施方式中，固定块1的外侧设置有散热组件，散热组件包括翅片组和设置于翅片组一侧的散热风扇4；其中，翅片组携带出的固定块1的热量能够被散热风扇4散发。需要具体说明的是，散热组件为3D打印机机头处的标配组件，其目的为防止打印头过热。在现有的技术中，采用的是安装一个风扇来进行散热，而在本申请中，通过在固定块1的周围设置第一散热翅片2和第二散热翅片3来加强热量散发的同时，配合散热风扇4来加强第一散热翅片2和第二散热翅片3的散热速率。

需要进一步说明的是，翅片组包括连接于固定块1相对两端的第一散热翅片2和第二散热翅片3，第一散热翅片2和第二散热翅片3呈相对状态分设于固定块1的两端处；以及位于第一散热翅片2两端的边框板7，散热风扇4位于第二散热翅片3的一端且与边框板7固定连接，固定块1的两侧通过连杆8与边框板7相固接。具体的，两个边框板7和第一散热翅片2以及散热风扇4包裹、围绕在固定块1的四周。

固定块1与边框板7之间形成有夹腔9；第二散热翅片3与散热风扇4之间间隔有间隙槽10；其中，第一散热翅片2的热量通过夹腔9和间隙槽10流动至散热风扇4处。

需要说明的是，在散热风扇4工作状态下，第二散热翅片3散发的热量直接被散热风扇4所抽吸并向外发散。而第一散热翅片2产生的热量被散热风扇4工作产生的气流所影响通过夹腔9进入至间隙槽10处同样被散热风扇4所抽吸并向外发散。而固定块1向左右两侧散发的热量会进入至夹腔9内，同样被散热风扇4工作产生的气流所影响进入至间隙槽10处被散热风扇4所抽吸并向外发散。实现使用单一风扇4工作能够携带固定块1四周的热量同时进行快速的发散，避免热量堆积，保证散热效果。

第一散热翅片2包括与边框板7固接的横片2-3，横片2-3的内外分别设置有下翅片2-2和上翅片2-1；其中，横片2-3上开有若干第一通孔2-4，使下翅片2-2和上翅片2-1之间的气流互相流通；下翅片2-2上开有第二通孔2-5，使相邻两个下翅片2-2之间的气流互相流通。

需要说明的是，远离散热风扇4一侧的气体被工作状态下的散热风扇4所带动，通过第一通孔2-4进入至相邻两个下翅片2-2之间，并且通过第二通孔2-5进行横向移动最终进入至夹腔9内。使第一散热翅片2上的下翅片2-2和上翅片2-1所散发的热量能够被气流所快速的带动而脱离，避免热量堆积。

在另一种实施方式中，3D打印机包括打印机及上述的3D打印机头。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种3D打印机头，包括固定块(1)，所述固定块(1)的底部连接有固定座(5)，所述固定座(5)上通过喉管(13)连接有喷头(6)，其特征在于：所述固定座(5)的内部座有一内套体(12)，所述喉管(13)贯穿内套体(12)，所述内套体(12)的内部与喉管(13)之间形成有保温腔，在所述保温腔内安装有围绕于喉管(13)外侧的加热元件(15)，所述加热元件(15)的下方与内套体(12)之间形成一下缺口(17)。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印机头，其特征在于：所述加热元件(15)与喉管(13)之间形成有内间隙腔(14)，所述内间隙腔(14)与缺口(17)和保温腔均互相连通。

3.根据权利要求2所述的一种3D打印机头，其特征在于：所述内套体(12)的顶部封固有封盖(16)，所述封盖(16)封闭内套体(12)的顶部，且所述喉管(13)与封盖(16)密封连接；所述内套体(12)的外侧紧密包裹有保温套(11)。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种3D打印机头，其特征在于：所述固定座(5)上内置有温度传感器(18)，所述温度传感器(18)的探测端位于保温腔和/或固定座(5)内。

5.根据权利要求1所述的一种3D打印机头，其特征在于：所述固定块(1)的外侧设置有散热组件，所述散热组件包括翅片组和设置于翅片组一侧的散热风扇(4)；

其中，所述翅片组携带出的固定块(1)的热量能够被散热风扇(4)散发。

6.根据权利要求5所述的一种3D打印机头，其特征在于：所述翅片组包括连接于固定块(1)相对两端的第一散热翅片(2)和第二散热翅片(3)，以及位于所述第一散热翅片(2)两端的边框板(7)，所述散热风扇(4)位于第二散热翅片(3)的一端且与边框板(7)固定连接，所述固定块(1)的两侧通过连杆(8)与边框板(7)相固接。

7.根据权利要求6所述的一种3D打印机头，其特征在于：所述固定块(1)与边框板(7)之间形成有夹腔(9)；所述第二散热翅片(3)与散热风扇(4)之间间隔有间隙槽(10)；

其中，所述第一散热翅片(2)的热量通过夹腔(9)和间隙槽(10)流动至散热风扇(4)处。

8.根据权利要求6所述的一种3D打印机头，其特征在于：所述第一散热翅片(2)包括与边框板(7)固接的横片(2-3)，所述横片(2-3)的内外分别设置有下翅片(2-2)和上翅片(2-1)；

其中，所述横片(2-3)上开有若干第一通孔(2-4)，使所述下翅片(2-2)和上翅片(2-1)之间的气流互相流通；所述下翅片(2-2)上开有第二通孔(2-5)，使相邻两个所述下翅片(2-2)之间的气流互相流通。

9.一种3D打印机，其特征在于：包括打印机及如权利要求1-8中任一项所述的3D打印机头。