TWM498111U - ３ｄ列印機噴頭組之結構 - Google Patents

Description

3D列印機噴頭組之結構

本新型為提供一種3D列印機噴頭組之結構改良，尤其是指一種具高散熱性、高隔熱性、免外置散熱風扇、低成本及輕量化的3D列印機噴頭組之結構。

按，3D列印，為近期熱門的工業技術，其運用場合範圍廣泛，從小型的塑膠模型，到大的車輛模型，都有辦法透過3D列印的方式製作出來，而3D列印當前被諸多國家視為重要技術產業，3D列印將有機會成為第三次工業革命的重要契機。

對此，3D列印的技術就如同其名，透過列印的方式，製作出具有三維(長、寬、高)的物件，透過將原料熱溶後，運用3D列印機一層一層的將原料(塑膠)層疊上去，製作出具有三維的物件。

當前的3D列印噴嘴，為了要讓列印材料順利的輸送到噴嘴處，其結構相當的複雜，在越接近噴嘴的端處，其溫度就要越高(為了讓列印材料能溶化)，反之越遠離噴嘴的端處，其溫度就要越低(防止列印材料軟化)，故在這兩端之間，就要設計一些必要的散熱結構；當前的做法是在這兩端之間運用鰭片狀之散熱金屬及風扇，先用散熱金屬使高溫的噴嘴處有較大的散熱面積，再透過風扇產生氣體流動帶走熱能。

當前運用散熱金屬及風扇的3D列印噴嘴散熱作法於使用時，為確實存在下列問題與缺失尚待改進：

1、重量較大，因散熱金屬及風扇會設置在噴頭模組上，如此一來重量將會提升，進而影響移動機構的精準度及靈活度。

2、成本較高，需要額外增加散熱金屬及風扇這兩個設備。

3、耗能較大，因這樣的結構熱會以接觸傳導的方式移動，為了抑制這種情況，則必須使用風扇散熱，如此一來就需額外使用風扇的電力及散熱時浪費熱能。

是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本新型之申請人與從事此 行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

故，本新型之申請人有鑑於上述缺失，乃蒐集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種具高散熱性、高隔熱性、免外置散熱風扇及低成本的3D列印機噴頭組之結構的新型專利者。

本新型之主要目的在於：透過彈性元件彈性抵壓抵持片體使其與陶瓷加熱件得以完整平貼於噴嘴件而達到熱能完整傳遞之特性。

本新型再一主要目的在於：藉由抵持片體及輸料噴嘴組件的隔熱段與固定基座的工程塑膠材質特性，予以達到絕佳的隔熱性質。

本新型又一主要目的在於：透過上述結構，陶瓷加熱件的熱源被抵持片體及固定基座及隔熱段阻隔，且上述之三物件皆為高隔熱物件，所以入料端得以達到免外置散熱風扇及低成本之目的。

本新型再一主要目的在於：噴頭固定基座上的彈性懸臂部得以直接射出成型，使其減少組裝工序，更減少材料而達到成本降低之目的。

本新型又一主要目的在於：因不需要額外的散熱結構，整體之體積將可更加的輕盈，使移動機構進行移動時，其負擔將會減輕，使定位或移動上的精度更高，讓列印上的效果更佳。

為達上述之目的，其結構包含一噴頭固定基座及一噴頭組件，上述之噴頭固定基座於一側處延伸形成至少三彈性懸臂部，而噴頭組件包含一散熱金屬基座、一輸料噴嘴組件、一陶瓷加熱件、一抵持片體及一彈性元件；輸料噴嘴組件穿設於散熱金屬基座上並供列印材料輸送及成形，而陶瓷加熱件套接於輸料噴嘴組件上並產生高溫，抵持片體為高隔熱特性之工程塑膠，且套設於輸料噴嘴組件上並與陶瓷加熱件接觸，又彈性元件位在固定基座上及抵持片體之間並提供抵持片體彈性抵持陶瓷加熱件。

藉由上述之結構，即可讓列印材料順利的到達列印端，當到達列印端時，陶瓷加熱件的高溫將會使列印材料軟化，使其能夠順利的進行列印，當中為了確保能夠持續加溫，抵持片體將會對陶瓷加熱件進行抵持限位(依靠彈性元件)，如此將可確保熱能持續的供應，而抵持片體的材料特性可有效斷熱(防止熱能回傳導致列印材料提早軟化)，並搭配散熱金屬基座進行高效率散熱；又噴頭 固定基座上的彈性懸臂部取代了傳統列印結構之彈簧及彈片機構，如此一來，運用這樣的結構，就可以有效的改善習用的做法，實現高散熱性、高隔熱性、免外置散熱風扇及低成本之目的。

1‧‧‧噴頭固定基座

11‧‧‧彈性懸臂部

12‧‧‧固定孔部

2‧‧‧噴頭組件

21‧‧‧散熱金屬基座

211‧‧‧固定槽部

221‧‧‧輸料組件

222‧‧‧隔熱段

223‧‧‧噴嘴件

23‧‧‧陶瓷加熱件

24‧‧‧抵持片體

25‧‧‧彈性元件

26‧‧‧固定基座

第一圖 係為本新型較佳實施例之立體圖。

第二圖 係為本新型較佳實施例之分解圖。

第三圖 係為第一圖之A-A線段剖視圖。

第四圖 係為本新型噴頭固定基座之立體圖。

第五圖 係為本新型噴頭固定基座之使用示意圖。

第六圖 係為本新型噴頭組件之立體圖。

第七圖 係為本新型噴頭組件之分解圖。

第八圖 係為本新型較佳實施例之使用示意圖。

為達成上述目的及功效，本新型所採用之技術手段及構造，茲繪圖就本新型較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全了解。

請參閱第一圖至第八圖所示，係為本新型較佳實施例之立體圖至使用示意圖，由圖中可清楚看出本新型係包括：一設於移動機構上之噴頭固定基座1，該噴頭固定基座1於一側處延伸形成至少三彈性懸臂部11；一設於該噴頭固定基座1上之噴頭組件2，該噴頭組件2包含：一散熱金屬基座21；一設於該散熱金屬基座21一側處之固定基座26；一穿設於該散熱金屬基座21及該固定基座26上並供列印材料輸送及成形之輸料噴嘴組件；一套接於該輸料噴嘴組件上並產生高溫之陶瓷加熱件23；一為高隔熱特性工程塑膠之抵持片體24，該抵持片體24套設於該輸料噴嘴組件上並與該陶瓷加熱件23接觸；及 一位在該固定基座26及該抵持片體24之間並提供抵持片體24彈性抵持於該陶瓷加熱件23之彈性元件25。

上述之固定基座26係為高隔熱特性之工程塑膠。

上述之輸料噴嘴組件包含：一與該散熱金屬基座21結合之輸料組件221，該輸料組件221之輸出端具有一隔熱段222，且該隔熱段222係為高隔熱特性之工程塑膠；及一與該隔熱段222結合並將列印材料塑形 之噴嘴件223。

上述之散熱金屬基座21於一側處形成至少三供進行卡掣結合之固定槽部211，且彈性懸臂部11為一U型之態樣，而各該彈性懸臂部11於背離該噴頭固定基座1之一端處形成一供固定件進行結合之固定孔部12，又該些彈性懸臂部11係為一體成型於該噴頭固定基座1上。

由上述之結構，將可得知本新型之各零組件之間的關係及相對應配合，而搭配下述之說明，即可明瞭本新型如何改善習用缺點及達到高散熱性、高隔熱特性、免外置散熱風扇及低成本之優點目的。

請參考第一至三圖，為本新型之噴頭組結構示意，由圖中可以看出，噴頭固定基座1可與移動機構結合，而列印材料則由噴頭組件2進入並進行加熱，當中噴頭固定基座1及噴頭組件2是透過彈性懸臂部11及固定槽部211的對接進行結合。

請參考第四至五圖，為噴頭固定基座1之示意及說明，由圖示中可看出噴頭固定基座1具有三組U型的彈性懸臂部11，而在末端處具有固定孔部12，U型的彈性懸臂部11為一體成型製作而成，故會具有一定程度之撓性，而運用這個撓性之特性，將可取代習用之彈簧彈片緩衝結構及水平定位功能；當與散熱金屬基座21進行結合時，彈性懸臂部11將會穿入固定槽部211內，並由固定孔部12配合固定件(螺栓)進行結合固定，如此一來，在列印的時候就可以確保其穩定度及精度，而彈性懸臂部11及固定槽部211採用三組的設計方式，可讓噴頭組在定位時讓散熱金屬基座21穩定上下，達到高精度之優點。

請參考第六至七圖，為噴頭組件2之示意及說明，由上述之說明，已可了解噴頭固定基座1及噴頭組件2之結合關係；當列印材料進入輸料噴嘴組件時 ，輸料組件221將會對列印材料進行導引，讓列印材料進入噴嘴件223內，當中陶瓷加熱件23將會與噴嘴件223接觸並供其熱度，而為了使陶瓷加熱件23能穩固的與噴嘴件223接觸，抵持片體24將發揮了抵持限位的功效，抵持片體24因受到彈性元件25的彈性支撐，使抵持片體24、陶瓷加熱件23及噴嘴件223緊密的接觸，來確保噴嘴件223熱度的穩定；因熱是會傳導的，為了要進行斷熱(防止熱向上移動而導致列印材料提早熔解)，故採用了高隔熱特性的工程塑膠來製作抵持片體24、固定基座26及隔熱段222，且中間來運用彈性元件25來做到一個類似中空的結構(接觸面積極小)，故陶瓷加熱件23所發出的高溫是無法輕易向上移的；又因溫度較低，故不需要其他散熱結構配合，如風扇或散熱鰭片等等結構，僅依靠散熱金屬基座21就足以達成自然空氣冷卻之優點，又因不需要額外的散熱結構，整體之體積將可更加的輕盈，如此一來，當移動機構進行移動時，其負擔將會減輕，使定位或移動上的精度更高，讓列印上的效果更佳，更達到高散熱性、免外置散熱及低成本之優點目的。

請參閱第八圖，為本新型之使用及示意，由圖中可看出，噴頭固定基座1與移動機構結合並進行列印之示意，而列印中具有上述之優點(高散熱性、高隔熱性及免外置散熱風扇)，又因整體結構較輕，故在進行列印的過程中十分的穩定輕便，即可提升列印的成功率及提高列印速度，實現本新型所述之諸多優點。

是以，本新型之3D列印機噴頭組之結構為可改善習用之技術關鍵在於：因改善了整體結構，省去了習用的散熱結構(風扇及散熱金屬)，這樣的結構將可大幅度降低整體重量(提高列印穩定度及速度)，又透過噴頭組件2之整體結構改良變化，將可達到高散熱性及免外置散熱風扇之優點，進而達成低成本之目的。

惟，以上所述僅為本新型之較佳實施例而已，非因此即侷限本新型之專利範圍，故舉凡運用本新型說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本新型之專利範圍內，合予陳明。

綜上所述，本新型之3D列印機噴頭組之結構於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本新型誠為一實用性優異之新型，為符合新型專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本新型，以保障申請人之辛苦發明，倘若 鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，申請人定當竭力配合，實感公便。

1‧‧‧噴頭固定基座

11‧‧‧彈性懸臂部

12‧‧‧固定孔部

2‧‧‧噴頭組件

Claims (12)

1. 一種3D列印機噴頭組之結構，其包含：一設於移動機構上之噴頭固定基座，該噴頭固定基座於一側處延伸形成至少三之彈性懸臂部；一設於該噴頭固定基座上之噴頭組件，該噴頭組件包含：一散熱金屬基座；一設於該散熱金屬基座一側處之固定基座；一穿設於該散熱金屬基座及該固定基座並供列印材料輸送及成形之輸料噴嘴組件；一套接於該輸料噴嘴組件上並產生高溫之陶瓷加熱件；一為高隔熱特性工程塑膠之抵持片體，該抵持片體套設於該輸料噴嘴組件上並與該陶瓷加熱件接觸；及一位在該固定基座及該抵持片體之間並提供該抵持片體彈性抵持於該陶瓷加熱件之彈性元件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之3D列印機噴頭組之結構，其中該固定基座係為高隔熱特性之工程塑膠。
3. 如申請專利範圍第1項所述之3D列印機噴頭組之結構，其中該輸料噴嘴組件包含：一與該散熱金屬基座結合之輸料組件，該輸料組件之輸出端具有一隔熱段，且該隔熱段係為高隔熱特性之工程塑膠；及一與該隔熱段結合並將列印材料塑形之噴嘴件。
4. 如申請專利範圍第1項所述之3D列印機噴頭組之結構，其中該散熱金屬基座於一側處形成至少三供進行卡掣結合之固定槽部。
5. 如申請專利範圍第1項所述之3D列印機噴頭組之結構，其中各該彈性懸臂部於背離該噴頭固定基座之一端處形成一供一固定件進行結合之固定孔部。
6. 一種3D列印機噴頭組之結構，其包含：一噴頭組件，該噴頭組件包含：一散熱金屬基座；一設於該散熱金屬基座一側處之固定基座； 一穿設於該散熱金屬基座及該固定基座並供列印材料輸送及成形之輸料噴嘴組件；一套接於該輸料噴嘴組件上並產生高溫之陶瓷加熱件；一為高隔熱特性工程塑膠之抵持片體，該抵持片體套設於該輸料噴嘴組件上並與該陶瓷加熱件接觸；及一位在該固定基座及該抵持片體之間並提供該抵持片體彈性抵持於該陶瓷加熱件之彈性元件。
7. 如申請專利範圍第6項所述之3D列印機噴頭組之結構，其中該固定基座係為高隔熱特性之工程塑膠。
8. 如申請專利範圍第6項所述之3D列印機噴頭組之結構，其中該輸料噴嘴組件包含：一與該散熱金屬基座結合之輸料組件，該輸料組件之輸出端具有一隔熱段，且該隔熱段係為高隔熱特性之工程塑膠；及一與該隔熱段結合並將列印材料塑形之噴嘴件。
9. 如申請專利範圍第6項所述之3D列印機噴頭組之結構，其中該散熱金屬基座於一側處形成至少三供進行卡掣結合之固定槽部。
10. 一種3D列印機噴頭組之結構，其包含：一設於移動機構上之噴頭固定基座，該噴頭固定基座於一側處延伸形成至少三之彈性懸臂部；一設於該噴頭固定基座上之噴頭組件，該噴頭組件包含：一供列印材料輸送及成形之輸料噴嘴組件；及一套接於該輸料噴嘴組件上並產生高溫之陶瓷加熱件。
11. 如申請專利範圍第10項所述之3D列印機噴頭組之結構，其中各該彈性懸臂部於背離該噴頭固定基座之一端處形成一供一固定件進行結合之固定孔部。
12. 如申請專利範圍第10項所述之3D列印機噴頭組之結構，其中該些彈性懸臂部係為一體成型於該噴頭固定基座上。