WO2022206743A1

WO2022206743A1 - 3d打印笔及其使用方法

Info

Publication number: WO2022206743A1
Application number: PCT/CN2022/083608
Authority: WO
Inventors: 魏宏辉
Original assignee: 江苏浩宇电子科技有限公司
Priority date: 2021-03-29
Filing date: 2022-03-29
Publication date: 2022-10-06

Abstract

本发明公开了一种3D打印笔及其使用方法，笔主体设置有喷嘴及供电部件，笔主体内开设有供耗材穿过的通道，笔主体还设置有染色机构，染色机构包括有驱动机构和若干染色件，驱动机构推动染色件对耗材进行染色；进丝机构，用于将耗材向喷嘴传输；加热部件，用于对耗材加热熔融；搅拌机构，用于对熔融的耗材进行搅拌。本发明具有以下优点和效果：采用在笔主体内设置若干组染色机构、进丝机构以及搅拌机构的方式，染色后的彩色耗材经搅拌机构热熔搅拌均匀后从喷嘴挤出实现3D作画，具有色彩丰富、趣味性强、灵活、多样的效果，且使用更方便。

Description

3D打印笔及其使用方法

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及一种3D打印笔及其使用方法。

背景技术

随着科技的发展，3D打印技术越来越普遍地应用于各个领域，与此同时，3D打印技术也以更多种类型产品的形式出现在人们的生活中，如3D打印笔就是其中一种。与3D打印机通过机械臂带动打印喷头的移动实现3D打印不同的是：3D打印笔由人手操控，3D打印笔可以根据人的意愿来实现立体作画，也就是说，用户仅仅需要通过传统的画笔操作就能够在三维环境下绘制立体图案。目前，3D打印笔采用热熔沉积技术，其内的笔墨采用热熔材料，例如PLA(聚乳酸)材料或ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)材料，通常也称为耗材。在使用过程中，3D打印笔内的热熔材料经过加热后从笔头挤出，然后热熔材料冷却形成3D绘制的图案。

现有的3D打印笔，使用过程中，可在壳体内同时插入多种不同颜色的耗材，但是不同耗材之间无法实现同时热熔混色，色彩较单一，无法实现多种颜色混合使用。

另外，现有的3D打印笔通常仅采用单色耗材，在绘制过程中，使用者在换色时需向打印笔中加入不同颜色的耗材实现色彩的切换，如此，存在以下缺点：一方面，色彩较单一，使用过程较乏味，另一方面，需经常更换不同颜色的耗材，存在使用较不便的缺点。

另外，一种现有的彩色3D打印笔，包括打印笔主体，打印笔主体内腔顶部设有第一步进电机，第一步进电机底部固定设有支架，支架底部设有第二步进电机，第二步进电机底端连接有L棒，第二步进电机底部设有压力气泵，压力气泵底部设有笔芯组，笔芯组之间设有搅拌导杆，搅拌导杆贯穿压力气泵与第二步进电机连接，笔芯组顶部一侧均设有压力阀门开关，压力阀门开关与L棒末端卡接。使用过程中，主要通过第一步进电机控制进料，通过第二步进电机控制搅拌过程。因此，在使用过程中需双驱动作为驱动力，一方面，存在较耗能较大的问题，另一方面，在打印笔主体内设置两个驱动源，存在整体体积较大的缺点，不利于用户握持。

一种现有的3D打印笔，采用驱动齿轮带动打印耗材输送，驱动齿轮与滚轮配合保持打印耗材的输送的稳定，其中的驱动齿轮在带动耗材进料的过程中，耗材难免会发生转动，但由于位于3D打印笔内的耗材是与外部剩余的耗材卷一体的，3D打印笔内的耗材转动也会带动外部的耗材一起转动，进而容易导致外部的耗材缠绕，这便会对进料以及使用者的操作都产生影响。

另外，一种现有的自动着色的3D打印墨盒，包括墨盒本体，沿墨盒本体的轴向开设有贯穿的耗材孔，墨盒本体上设有基色区和调色区，基色区内设有三个用于放置染料粉末的调色盒，朝向耗材孔一侧的基色盒和调色盒上均开设有与耗材孔连通的着色孔，墨盒本体的外侧壁上开设有多个分别与基色盒、调色盒连通的进风孔，墨盒本体的周向设有绕墨盒本体旋转的驱动筒，驱动筒内侧设有可向进风孔充入空气的喷嘴，喷嘴随驱动筒绕墨盒本体旋转，进风孔处铰接有能被喷嘴抵开且能自动复位的单向门。该发明的设置无需中端打印工作来增加或更换相应颜色的线型耗材，使用方便的同时保证打印工作的连续性。

上述现有的3D打印笔的结构复杂，需要向墨盒内吹气才能使墨盒内的染料粉末喷出到线型耗材上，染料粉末在喷出的过程中容易在设备的其他结构上沾染，破坏设备的整洁。同时，现有的3D打印笔在染色时，仅能染上与墨水颜色一致的色彩，而无法控制上色浓度，打印出的产品颜色单一操作性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种3D打印笔，采用对耗材进行染色的方式，具有色彩丰富、趣味性强、灵活、多样、染色均匀的效果。本发明的另一目的是提供一种3D打印笔的使用方法，具有使用更方便的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种3D打印笔，包括笔主体，所述笔主体设置有喷嘴，所述笔主体内开设有供耗材穿过的通道，其中所述主体还设置有

进丝机构，用于将耗材向喷嘴传输；

染色机构，所述染色机构包括有驱动机构和若干个染色件，所述驱动机构推动其中一个或多个染色件同时对耗材进行染色。

本发明的3D打印笔，进一步设置有，加热部件，用于对耗材加热熔融；以及，搅拌机构，用于对熔融的耗材进行搅拌。

通过采用上述技术方案，使用过程中，先将耗材送入至笔主体的通道内，供电部件通电后，驱动机构驱动染色件对耗材侧壁进行染色，进丝机构驱动染色后的耗材向搅拌机构输送，当染色后的耗材伸入至搅拌机构内时，加热部件对搅拌机构内的固体状彩色耗材进行加热，使其熔融，随后，搅拌机构即可对熔融的耗材进行搅拌，在进丝机构推动耗材向搅拌机构运动的同时，耗材前端还会推动熔融的彩色耗材从喷嘴挤出，即可实现3D立体作画，通过多组染色机构的配合，可对耗材染上各种色彩，如此，具有色彩丰富、趣味性强、灵活、多样化、染色均匀的效果。

本发明的进一步设置为：笔主体上还设置有换色转盘，换色转盘与染色机构控制配合，换色转盘用于控制驱动机构对染色件的切换。

通过采用上述技术方案，用户可通过转动换色转盘，控制不同组别的染色机构之间实现换色过程，用户可根据自己的喜好，自行选择不同的颜色对耗材进行染色，如此，无需更换耗材，即可在同一根耗材上实现多色转换，无需购买不同颜色的耗材，成本也较低。

本发明的进一步设置为：驱动机构包括有滑块，滑块向靠近染色件的方向运动，使得染色件贴近耗材。

通过采用上述技术方案，当耗材染色时，滑块向靠近染色件的方向运动，直至染色件与耗材侧壁相贴；当染色完成后，滑块复位，使染色件远离耗材。

本发明的进一步设置为：驱动机构还包括换色电机、设于换色电机输出轴的偏心轮盘，偏心轮盘包括有偏心柱，滑块开设有条形槽，偏心柱与条形槽滑移配合；笔主体内设置有供滑块滑移的滑槽。

通过采用上述技术方案，当换色电机启动时，带动偏心轮盘转动，偏心轮盘转动时，在偏心柱与条形槽的配合带动作用下，使得滑块沿滑槽向靠近或远离染色件运动，即可实现滑块推动染色件的过程。

本发明的进一步设置为：笔主体内设置有驱动部件，驱动部件与进丝机构间设有第一传动组件，驱动部件与搅拌机构间设有第二传动组件，驱动部件同步作用于进丝机构和搅拌机构。

通过采用上述技术方案，使用过程中，驱动部件启动后，通过第一传动组件驱动进丝机构运动，进丝机构将耗材向喷嘴内传送，另外还通过第二传动组件驱动搅拌机构同步运动，搅拌机构即可对熔融的耗材进行搅拌混匀，如此，使得进丝和搅拌过程同步进行，实现边搅拌边出料，不易出现断料现象。此外，一方面，采用单驱动双输出的方式，具有节能减耗的效果，另一方面，在整体结构布局上具有结构更紧凑的效果，便于用户握持。

本发明的进一步设置为：第一传动组件包括第一换向齿轮；第二传动组件包括搅拌传动齿轮，第一换向齿轮和搅拌传动齿轮均同轴设于驱动部件的输出端。

通过采用上述技术方案，当驱动部件启动时，输出端同时带动第一换向齿轮和搅拌传动齿轮转动，如此即可采用同一驱动部件通过第一传动组件和第二传动组件同时实现双输出。

本发明的进一步设置为：进丝机构包括送丝齿轮组，送丝齿轮组包括送丝主齿轮和送丝从动轮，送丝主齿轮与送丝从动轮间形成送丝通道，送丝主齿轮设有转轴；第一传动组件还包括设于转轴的第二换向齿轮，第二换向齿轮与第一换向齿轮相啮合。

通过采用上述技术方案，耗材送入送丝通道内，送丝主齿轮和送丝从动轮分别位于耗材两侧，并对耗材侧壁产生一定的夹紧力，当第一换向齿轮转动时，带动第二换向齿轮转动，第二换向齿轮通过转轴带动送丝主齿轮转动，由于耗材侧壁贴于送丝主齿轮的侧壁，当送丝主齿轮转动时，即可与送丝从动轮配合对耗材实现进丝的传送过程。

本发明的进一步设置为：搅拌机构包括有供耗材送入的搅拌管，搅拌管转动设于笔主体内；喷嘴内形成有搅拌腔，且搅拌管与搅拌腔相连通。

通过采用上述技术方案，将侧壁经多色染色的耗材送入至搅拌管内，使得耗材前端伸入至搅拌腔中，加热部件发热，将搅拌腔内的彩色耗材热熔，驱动部件启动后，带动搅拌管转动，如此，搅拌管即可对搅拌腔中熔融的彩色耗材进行搅拌混合，使得不同颜色的耗材搅拌均匀，在搅拌的同时还可推动彩色耗材向喷嘴运动，推动过程中即可将搅拌腔内搅拌均匀的彩色耗材从喷嘴挤出，如此，在使用过程中可实现多色混合，经搅拌后混色较均匀、色彩质感较好。

本发明的进一步设置为：进丝机构包括防转结构，所述防转结构与经过所述通道的耗材形成限位配合，从而限制耗材的转动。

本发明的进一步设置为：第二传动组件还包括有连接套、同轴设于连接套的搅拌管齿轮，搅拌管齿轮与搅拌传动齿轮相啮合，连接套同轴套接于搅拌管。

通过采用上述技术方案，由于加热部件对搅拌腔内进行加热，采用连接套连接于搅拌管的后端的方式，将连接套与搅拌管分开设置为两个部件，在一定程度上可防止耗材在进入至搅拌腔内前，由于受到搅拌管的热传导而发生提前熔融、软化的现象，采用连接套进行一定隔热后，可便于推入耗材，防止送丝齿轮组打滑啃料。

本发明进一步提供了一种带有染色机构的3D打印笔，包括笔主体，笔主体设置有

若干组染色机构，染色机构包括有驱动机构和染色件，驱动机构推动染色件对耗材进行染色；当染色件贴紧耗材时，耗材被染色，当耗材染色完成后，染色件远离耗材；

换色控制件，与若干染色机构控制配合，用于控制不同染色机构的切换。

通过采用上述技术方案，染色时，驱动机构启动，推动染色件向耗材靠近，如此，即可对耗材表面进行染色；在使用过程中，可采用一组染色机构对耗材进行染色，也可同时采用两组或多组染色机构对耗材染色，当采用一组染色机构染色时，即为染色件原色，当多组染色机构染色时，即为多个染色件的混合色。通过调节换色控制件可控制不同组别的染色机构之间实现换色过程，用户可根据自己的喜好，自行选择不同的颜色对耗材进行染色，如此，无需更换耗材，即可在同一根耗材上实现多色转换，具有色彩丰富、趣味性强的效果，使用更灵活、多样、染色均匀，且无需购买不同颜色的耗材，成本也较低。

本发明的进一步设置为：换色控制件设置为换色转盘，换色转盘上设置有若干位置标识，笔主体上设置有定位标识，转动换色转盘，其中一个位置标识与定位标识相对应。

通过采用上述技术方案，当耗材被染的颜色进行更换时，转动换色转盘，当不同的位置标识对应于定位标识时，即可使得控制不同颜色染色件的驱动机构启动，方便用户直观地进行选择和切换。

本发明的进一步设置为：染色件设置为染色棒，滑块靠近染色棒的端面开设有弧形凹槽，弧形凹槽与染色棒相适配。

通过采用上述技术方案，当滑块推动染色棒靠近耗材时，染色棒对应嵌入于弧形凹槽内，弧形凹槽的设置，当滑块推动染色棒时在一定程度上可对染色棒起到较好的限位作用，防止染色棒脱离滑块。

本发明的进一步设置为：笔主体内设置有支架，支架的中心开设有供耗材通过的通孔，滑槽分布于通孔四周，且滑槽与通孔相连通，通孔内设置有若干防抖筋。

通过采用上述技术方案，当耗材送入通孔内时，防抖筋抵于耗材的侧壁，在一定程度上可防止耗材在进料、染色过程中发生抖动，使得染色较均匀、染色效果更好。

本发明的进一步设置为：染色机构设置为至少两组。

通过采用上述技术方案，将染色机构设置为多组，可采用不同染色件之间混合搭配，实现色彩多样化，从而增加用户在使用过程中的趣味性。

本发明进一步提供一种带有搅拌机构的3D打印笔，具有混色均匀、使用方便的效果。

其中，本发明提供了一种带有搅拌机构的3D打印笔，包括笔主体，笔主体内设置有：

搅拌管，供耗材穿入，搅拌管转动设于笔主体内；

驱动部件，用于驱使搅拌管转动；

喷嘴，喷嘴内形成供搅拌管伸入的搅拌腔，且搅拌管与搅拌腔相连通；

加热部件，用于对搅拌腔内耗材进行加热。

通过采用上述技术方案，将侧壁经多色染色的耗材或多根彩色耗材送入至搅拌管内，使得耗材前端伸入至搅拌腔中，加热部件发热，将搅拌腔内的彩色耗材热熔，驱动部件启动后，带动搅拌管转动，如此，搅拌管即可对搅拌腔中熔融的彩色耗材进行搅拌混合，使得不同颜色的耗材搅拌均匀，在搅拌的同时还可推动耗材向喷嘴运动，推动过程中即可将搅拌腔内搅拌均匀的彩色耗材从喷嘴挤出，如此，在使用过程中可实现多色混合，经搅拌后混色较均匀、色彩质感较好，相较于现有技术中采用多根彩色耗材依次切换使用还具有换色更方便的效果。

通过采用上述技术方案，当耗材从搅拌管前端挤出时，搅拌管即可对熔融耗材迅速搅拌。

本发明的进一步设置为：驱动部件包括驱动电机、传动组件，驱动电机通过传动组件驱使搅拌管转动。

本发明的进一步设置为：传动组件包括啮合传动的搅拌传动齿轮和搅拌管齿轮，搅拌传动齿轮固定连接于驱动电机输出轴，搅拌管齿轮同轴设置于搅拌管。

通过采用上述技术方案，当驱动电机启动时，输出轴带动搅拌传动齿轮转动，在搅拌传动齿轮与搅拌管齿轮的啮合作用下，搅拌管齿轮转动，同时即可带动搅拌管转动。

本发明的进一步设置为：传动组件包括有搅拌传动齿轮、连接套及同轴设于连接套上的搅拌管齿轮，搅拌管齿轮与搅拌传动齿轮相啮合，连接套套接于搅拌管。

通过采用上述技术方案，由于加热部件对搅拌腔内进行加热，且将连接套与搅拌管分开设置为两个部件，在一定程度上可防止耗材在进入至搅拌腔内前，由于受到一体的搅拌管的热传导而发生提前熔融、软化的现象，采用分体式的连接套进行一定隔热后，可便于推入耗材。

本发明的进一步设置为：连接套设置为塑料连接套，搅拌管为传热搅拌管。

通过采用上述技术方案，由于加热部件对耗材进行加热，采用传热搅拌管具有较好的导热性，能够使得搅拌腔内的耗材迅速熔融，而采用塑料连接套连接于搅拌管的后端的方式，由于塑料的导热性相对金属较差，且将连接套与搅拌管分开设置为两个部件，在一定程度上可防止耗材在进入至搅拌腔内前，由于受到传热搅拌管的热传导而发生提前熔融、软化的现象，采用塑料连接套进行一定隔热后，可便于推入耗材。

本发明的进一步设置为：连接套的端部设有导向斜面。

通过采用上述技术方案，当把耗材插入至连接套内时，导向斜面的设置可便于将耗材引导至连接套内，实现快速、准确的插入。

本发明的进一步设置为：加热部件设置于喷嘴外壁。

通过采用上述技术方案，加热部件设于喷嘴外壁，喷嘴侧壁整体受热较均匀，使得耗材整体的熔融效果较好，有利于充分搅拌。

本发明的进一步设置为：喷嘴内壁与搅拌管外壁相贴合形成叠置部，加热部件对应设置于叠置部处。

在某些实施方式中，本发明提供一种搅拌及进丝同步的3D打印笔，包括笔主体，笔主体前端设有喷嘴，笔主体内设置有：

进丝机构，用于将耗材向喷嘴传输；

加热部件，用于熔融耗材；

搅拌机构，用于对笔主体内的熔融耗材进行搅拌；

驱动部件；

驱动部件与进丝机构间设有第一传动组件，驱动部件与搅拌机构间设有第二传动组件；

驱动部件同步作用于进丝机构和搅拌机构。

通过采用上述技术方案，使用过程中，驱动部件启动后，通过第一传动组件驱动进丝机构运动，进丝机构将耗材向喷嘴内传送，加热部件对进入喷嘴中的耗材进行加热使之熔融，另外还通过第二传动组件驱动搅拌机构同步运动，搅拌机构即可对熔融的耗材进行搅拌混匀，如此，使得进丝和搅拌过程同步进行，进丝过程还可将搅拌均匀的熔融耗材从喷嘴挤出，实现边搅拌边出料，不易出现断料现象。此外，一方面，采用单驱动双输出的方式，具有节能减耗的效果，另一方面，在整体结构布局上具有结构更紧凑的效果，便于用户握持。

本发明的进一步设置为：送丝主齿轮的侧壁开设有环形嵌槽。

通过采用上述技术方案，环形嵌槽的设置使得耗材侧壁对应嵌入于环形嵌槽内，耗材在周向被限位，仅能直线进丝而无法侧壁旋转，在一定程度上可防止送入的耗材由于受到前端搅拌机构的搅拌作用而扭转、缠绕。

本发明的进一步设置为：第二传动组件还包括有搅拌管齿轮，搅拌管齿轮设置于搅拌机构，搅拌管齿轮与搅拌传动齿轮相啮合

通过采用上述技术方案，当搅拌传动齿轮转动时，即可带动搅拌管齿轮随之转动，从而带动搅拌机构实现搅拌过程。

本发明的进一步设置为：搅拌机构包括有供耗材穿入的搅拌管，搅拌管转动设于笔主体内；喷嘴内形成供搅拌管前端伸入的搅拌腔，且搅拌管与搅拌腔相连通，驱动部件通过第二传动组件带动搅拌管转动。

本发明的进一步提供了一种具有耗材防转动结构的3D打印笔，包括：

打印笔本体；

耗材通道，设置在所述的打印笔本体内供耗材通过，所述耗材通道的两端开口分别为进料口和出料口；

进丝结构包括防转机构，所述的防转机构与经过所述耗材通道的耗材形成有限位配合，从而限制耗材的转动。

进一步，所述的防转机构包括两根防转筋，所述的防转筋之间形成有防转通道，所述的耗材通道与所述的防转通道衔接，所述的防转筋能够与经过所述防转通道的耗材发生接触配合，从而限制耗材的转动。

进一步，所述的打印笔本体内设置有送料机构，所述的送料机构包括有用于驱动耗材前进的驱动轮组，所述的耗材通道穿过所述的驱动轮组，所述的防转筋设置在所述的驱动轮组上。

进一步，所述的驱动轮组包括有用于带动耗材前进的驱动轮和用于为耗材前进导向的辅助轮，所述的驱动轮为周侧设有齿纹的齿轮，所述的辅助轮为周侧光滑的滚轮。

其中一种防转筋的设置方式，所述的防转筋设置在所述的驱动轮上，所述驱动轮的周侧开设有一道环切槽，所述的防转筋由所述驱动轮的周侧开设环切槽后形成。

另一种防转筋的设置方式，所述的防转筋设置在所述的辅助轮上，所述辅助轮的周侧开设有一道环切槽，所述的防转筋由所述辅助轮的周侧开设环切槽后形成。

结合上述两种防转筋的设置方式可以得出另一种设置方式，所述的驱动轮和辅助轮上都设置有防转筋，所述驱动轮和辅助轮的周侧都开设有一道环切槽，所述防转筋由所述驱动轮和辅助轮的周侧开设环切槽后形成。

除上述的几种防转筋设置方式外还存在一种设置方式，所述的防转筋凸设在所述耗材通道的内壁上。

染色机构的结构进一步，所述染色机构包括装有染料墨盒和上色组件，所述的上色组件能够将所述墨盒内的染料涂在耗材的表面。

再进一步，所述的墨盒内包括有若干个墨仓，各个墨仓内都装有不同颜色的染料，所述的墨盒上还凸设有若干个棒状染色件，所述墨仓内的染料能够渗入到染色件内，所述的上色组件将所述的染色件朝耗材通道方向推动，从而使得染色件上的染料涂在耗材的表面。

进一步，本发明提供了一种3D打印笔的使用方法，包括以下步骤：

S1、上电，供电部件为用电部件提供电源；

S2、加热，加热部件通电产生热量；

S3、载入耗材，向笔主体的通道内送入耗材，直至耗材伸入至进丝机构；

S4、染色，通过换色转盘控制驱动机构可选择性地驱动染色件靠近耗材，染色机构对伸入通道内的耗材进行染色过程，形成所需的彩色耗材；

S5、进丝并搅拌，进丝机构驱动耗材进丝，同时，搅拌机构对染色且加热熔融后的彩色耗材进行搅拌；

S6、进丝并挤出，进丝机构推动耗材向喷嘴运动，并推动搅拌均匀的熔融彩色耗材从喷嘴挤出。

通过采用上述技术方案，耗材侧壁可染多种颜色，用户可根据自身意愿自由选择颜色，染色后的彩色耗材经加热搅拌后形成色彩均匀的彩色熔融耗材，作画效果较好，如此，具有使用方便、成本较低、作画效果较好的作用。

本发明的进一步设置为：S4包括以下染色过程：

S1、将换色转盘调节至一位置，第一染色件和第二染色件均不染色，此时，笔主体挤出的熔融耗材为本色；

S2、将换色控制件调节至二位置，第一滑块推动第一染色件运动，第一染色件对耗材进行染色，此时，笔主体挤出的熔融耗材的颜色即第一染色件的颜色；

S3、将换色控制件调节至三位置，第二滑块推动第二染色件运动，第二染色件对耗材进行染色，此时，笔主体挤出的熔融耗材的颜色即第二颜色件的颜色；

S4、将换色控制件调节至四位置，第一滑块推动第一染色件运动，同时第二滑块推动第二染色件运动，此时，笔主体挤出的熔融耗材的颜色即第一染色件与第二染色件的混合色；

其中，S1、S2、S3、S4在使用过程中可任意选择，实现换色。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

采用在笔主体内设置染色机构、进丝机构以及搅拌机构的方式，可对透明耗材侧壁进行染色形成彩色耗材，彩色耗材经搅拌机构热熔搅拌均匀后从喷嘴挤出实现3D作画，如此，具有色彩丰富、趣味性强、灵活、多样化的效果；

本发明还提供一种3D打印笔的耗材的染色方法，其包括如下步骤：

(a)将该耗材在笔主体中的通道中向喷嘴输送；以及

(b)将安装于墨盒的染色件的至少一部分与该耗材接触以使该耗材被染色。本发明还提供一种3D打印笔，其能够将耗材染色，其包括：

笔主体，所述笔主体包括喷嘴，并且所述笔主体内形成有输送该耗材的通道；

进丝机构，以用于将该耗材向所述喷嘴输送；

染色机构，其包括墨盒、驱动机构和染色件，所述染色件安装于所述墨盒，在所述驱动机构的作用下，所述染色件的至少一部分与该耗材接触，从而使该耗材被染色；以及

加热机构，以用于将经染色的该耗材加热熔化。

本发明还提供一种应用于3D打印笔的染色机构，其中3D打印笔包括笔主体该笔主体包括喷嘴，并且该笔主体内形成有输送耗材的通道，其中所述染色机构包括墨盒、驱动机构和染色件，所述染色件安装于所述墨盒，在所述驱动机构的作用下，所述染色件的至少一部分与该通道内的该耗材接触，从而使该耗材被染色。

本发明还提供一种有搅拌机构的3D打印笔，其包括：

笔主体，笔主体包括喷嘴，并且该笔主体内形成有输送该耗材的通道；

进丝机构，以用于将该耗材向所述喷嘴输送；

加热机构，以用于将该耗材加热熔化；以及

搅拌机构，以用于将加热熔化的该耗材搅拌。

附图说明

图1是实施例的整体结构关系示意图。

图2是实施例的墨盒与笔主体处于分离状态的结构关系示意图。

图3是实施例中墨盒的前端面的结构关系示意图。

图4是实施例的剖视图。

图5是图4中A区域的放大图。

图6是实施例中换色电机、支架及压板处于分离状态的结构关系示意图。

图7是实施例中滑块的结构关系示意图。

图8是实施例中进丝机构及搅拌机构的结构关系示意图。

图9是实施例中搅拌机构及喷嘴处于分离状态的结构关系示意图。

图10是实施例中换色转盘处于一位置时所对应的染色机构的位置状态示意图。

图11是实施例中换色转盘处于二位置时所对应的染色机构的位置状态示意图。

图12是实施例中换色转盘处于三位置时所对应的染色机构的位置状态示意图。

图13是实施例中换色转盘处于四位置时所对应的染色机构的位置状态示意图。

图14是实施例中换色转盘处于五位置时所对应的染色机构的位置状态示意图。

图15是实施例中换色转盘处于六位置时所对应的染色机构的位置状态示意图。

图16是实施例中换色转盘处于七位置时所对应的染色机构的位置状态示意图。

图17是实施例中换色转盘处于八位置时所对应的染色机构的位置状态示意图。

图18是染色组件和驱动机构的位置关系示意图。

图19为染色组件的分解结构示意图。

图20是另一实施例的3D打印笔的立体示意图。

图21是上述另一实施例的3D打印笔的剖视图。

图22是示意上述另一实施例的3D打印笔的墨盒与笔主体处于分离状态的结构关系示意图。

图23和图24是上述另一实施例的3D打印笔的分解示意图。

图25A和图25B是示意上述另一实施例的3D打印笔的驱动机构的分解示意图。

图26和图27是示意上述另一实施例的3D打印笔的驱动元件接触和远离染色件的结构示意图。

图28和图29是示意上述另一实施例的3D打印笔的进丝机构和搅拌机构的结构示意图。

图30是上述另一实施例的3D打印笔的一个变形实施方式的墨盒的结构示意图。

图31是上述另一实施例的3D打印笔的另一个变形实施方式的染色机构的结构示意图。

图32和图33是示意3D打印笔的染色机构的另一变形实施方式的结构示意图。

图34和图35分别是示意3D打印笔的染色机构的另一变形实施方式的染色机构的结构示意图。

图36和图37分别是示意3D打印笔的染色机构的另一变形实施方式的染色机构的结构示意图。

图38和图39分别是示意3D打印笔的染色机构的另一变形实施方式的染色机构的结构示意图。

图40和图41分别是示意3D打印笔的染色机构的另一变形实施方式的染色机构的结构示意图。

图42和图43分别是示意3D打印笔的染色机构的另一变形实施方式的染色机构的结构示意图。

图44和图45分别是示意3D打印笔的染色机构的另一变形实施方式的染色机构的结构示意图。

图46和图47分别是示意3D打印笔的染色机构的另一变形实施方式的染色机构的结构示意图。

图48和图49分别是示意3D打印笔的染色机构的另一变形实施方式的染色机构的结构示意图。

图50和图51分别是示意3D打印笔的染色机构的另一变形实施方式的染色机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

实施例1

一种3D打印笔，如图1、图2和图8所示，包括有外形呈笔状的笔主体1，笔主体1的头部端设置有喷嘴11，笔主体1的尾端设置有电源插座12以及可拆卸插接于笔主体1内的墨盒13，墨盒13上设置有若干染色件134。笔主体1内开设有供耗材穿过的通道10，笔主体1还设置有染色机构2、进丝机构3以及搅拌机构4，染色机构2包括有多个驱动机构，驱动机构推动染色件134对耗材进行染色，进丝机构3用于将耗材向喷嘴11传输，搅拌机构4包括有用于对耗材加热熔融的加热部件41，加热部件41可设置为加热丝，搅拌机构4用于对熔融的耗材进行搅拌。

实施例2

如图2、图3和图4所示，墨盒13内分隔形成有若干个墨腔131，墨腔131内填充有储墨单元132，所述储墨单元132为储墨海绵，(在其他实施例中，也可采用高分子聚氨酯代替储墨海绵)以及彩色染料，每个墨腔131对应设置有一个出墨口133，染色件134一一对应插接于出墨口133上，彩色染料可渗透至染色件134上，染色件134具有一定弹性，染色件134可采用棒料，墨盒13的中心沿长度方向贯穿开设有供耗材通过的线材孔135，三个墨腔131呈圆周分布于墨盒13，且线材孔135位于墨盒13的中心，三个染色件134分布于线材孔135的四周。墨盒13的端部开设有透气孔136，透气孔136与墨腔131一一对应连通，透气孔136用于保持墨腔131内外大气压强一致，防止出墨时，墨腔131内部形成负压，导致墨水无法从出墨口133流出，此外，还可防止在气压较低的环境中使用时，墨水喷出。

实施例3

如图4、图6和图7所示，驱动机构包括有滑块22、换色电机21、设于换色电机21输出轴的偏心轮盘23，偏心轮盘23包括有偏心柱231，滑块22开设有条形槽224，条形槽224的开设方向与滑块22滑移方向相垂直，偏心柱231与条形槽224滑移配合；笔主体1内设置有支架14，支架14端部开设有供滑块22滑移的三个滑槽141，换色电机21固定安装于支架14上，换色电机21驱使滑块22向靠近染色件134运动，使得染色件134贴近耗材，当滑块22远离染色件134运动时，使得染色件134远离耗材，滑块22靠近染色件134的端面开设有弧形凹槽225，弧形凹槽225与染色件134相适配，当滑块22推动染色件134靠近耗材时，染色件134对应嵌入于弧形凹槽225内，弧形凹槽225的设置，当滑块22推动染色件134时在一定程度上可对染色件134起到较好的限位作用，防止染色件134脱离滑块22。使用状态下，墨盒13插接于笔主体1内，耗材8贯穿于线材孔135，染色件134位于耗材的四周。换色电机21包括第一换色电机211、第二换色电机212和第三换色电机213，滑块22包括对应于第一换色电机211的第一滑块221、对应于第二换色电机212的第二滑块222和对应于第三换色电机213的第三滑块223，染色件134包括对应于第一滑块221的第一染色件1341、对应于第二滑块222的第二染色件1342和对应于第三滑块223的第三染色件1343。

当耗材染色时，换色电机21启动，带动偏心轮盘23转动，偏心轮盘23转动时，在偏心柱231与条形槽224的配合作用下，使得滑块22沿滑槽141向靠近染色件134的方向运动，直至染色件134与耗材侧壁相贴；当染色完成后，换色电机21驱使滑块22复位，由于染色件134不再受到滑块22的推力，即可在其自身弹力下远离耗材。

实施例4

如图4、图6和图7所示，滑块22上设置有磁性件226，笔主体1内设置有压板15、分线路板17和压块16，压板15和压块16配合将分线路板17压紧固定，压板15上还设置有感应元件151，在本实施例中感应元件151设置为霍尔传感器，霍尔传感器与磁性件226感应配合，用于检测滑块22位移后的位置，当滑块22带动磁性件226移动时，利用霍尔传感器与磁性件226之间磁场变化导致霍尔传感器产生电位差的原理，霍尔传感器可实时感应滑块22的位置进行反馈，从而在一定程度上可使染色浓度受控。压板15的中心还设置有限位插孔152，当墨盒13插入至笔主体1内时，染色件134对应插入于限位插孔152内，如此可起到快速对准、限位的作用。

如图6所示，支架14的中心开设有供耗材通过的通孔142，滑槽141分布于通孔142四周，且滑槽141与通孔142相连通，两者连通处供染色件134运动，通孔142内壁设置有三条等距分布的防抖筋143。当耗材8送入通孔142内时，防抖筋143抵于耗材的侧壁，在一定程度上可防止耗材在进料、染色过程中发生抖动，防止已经被染色的耗材经过通道时墨水残留管壁，使得染色较均匀、染色效果更好。

如图4所示，笔主体1内设有总线路板18，电源插座12电性连接于总线路板18，总线路板18上设置有指示灯181，笔主体1的侧壁还设置有电性连接于总线路板18的换色转盘182、进丝按钮183，换色转盘182与染色机构2的换色电机21控制配合，换色转盘182用于控制不同换色电机21的切换。换色转盘182上设置有若干位置标识，位置标识包括有数字1、2、3、4、5、6、7、和8，笔主体1上设置有定位标识19，转动换色转盘182，其中一个位置标识与定位标识19相对应。当耗材被染的颜色进行更换时，转动换色转盘182，当不同的位置标识对应于定位标识19时，即可使得控制不同颜色染色件134运动的换色电机22启动，方便用户直观地进行选择和切换实现染色的换色过程。用户可根据自己的喜好，自行选择不同的颜色对耗材进行染色，如此，无需更换耗材，即可在同一根耗材上实现多色转换，无需购买不同颜色的耗材，成本也较低。

实施例5

如图8和图9所示，笔主体1内设置有安装架5及安装于安装架5上的驱动部件，驱动部件设置为驱动电机51，驱动电机51与进丝机构3间设有第一传动组件6，驱动电机51与搅拌机构4间设有第二传动组件7，驱动电机51同步作用于进丝机构3和搅拌机构4。第一传动组件6包括第一换向齿轮61；第二传动组件7包括搅拌传动齿轮71，第一换向齿轮61和搅拌传动齿轮71均同轴设于驱动电机51的输出端。当驱动电机51启动时，输出端同时带动第一换向齿轮61和搅拌传动齿轮71转动，如此即可采用同一驱动部件通过第一传动组件6和第二传动组件7同时实现双输出。

如图8和图9所示，进丝机构3包括送丝齿轮组，送丝齿轮组包括送丝主齿轮31和送丝从动轮32，送丝主齿轮31与送丝从动轮32间形成送丝通道33，送丝主齿轮31的侧壁开设有环形嵌槽311，送丝主齿轮31设有转轴312，环形嵌槽311的设置使得耗材8侧壁对应嵌入于环形嵌槽311内，耗材在周向被限位，仅能直线进丝而无法侧壁旋转，在一定程度上可防止送入的耗材由于受到前端搅拌机构4的搅拌作用而扭转、缠绕；第一传动组件6还包括同轴设于转轴312的第二换向齿轮62，第二换向齿轮62与第一换向齿轮61相啮合。耗材送入送丝通道33内，送丝主齿轮31和送丝从动轮32分别位于耗材两侧，并对耗材侧壁产生一定的夹紧力，当第一换向齿轮61转动时，带动第二换向齿轮62转动，第二换向齿轮62通过转轴312带动送丝主齿轮31转动，由于耗材侧壁贴于送丝主齿轮31的侧壁，当送丝主齿轮31转动时，即可与送丝从动轮32配合对耗材实现进丝的传送过程。送丝主齿轮31周侧开设环形嵌槽311后，形成有两道上下对称的防转筋314，送料过程中由这两道防转筋314与耗材表面发生接触，从而限制送料过程中耗材的转动。

在驱动轮的周侧开设有环形嵌槽311，从而在驱动轮的周侧设有两道上下对称的防转筋314，实现对耗材在送料过程中转动的限制，进而防止位于打印机本体外的耗材发生缠绕，同时可以避免耗材旋转导致墨盒的染色件之间互相串色的情况。

第一传动组件6驱动进丝机构3运动，进丝机构3将耗材向喷嘴11内传送，另外还通过第二传动组件7驱动搅拌机构4同步运动，搅拌机构4即可对熔融的耗材进行搅拌混匀，如此，使得进丝和搅拌过程同步进行，实现边搅拌边出料，不易出现断料现象。此外，一方面，采用单驱动双输出的方式，具有节能减耗的效果，另一方面，在整体结构布局上具有结构更紧凑的效果，便于用户握持。

实施例6

如图4、图5、图8和图9所示，搅拌机构4包括有供耗材送入的搅拌管42，搅拌管42转动设于笔主体1内，喷嘴11内形成供搅拌管42伸入的搅拌腔111，且搅拌管42与搅拌腔111相连通，喷嘴11内壁与搅拌管42外壁相贴合形成叠置部，加热部件41设置于叠置部外，喷嘴11侧壁整体受热较均匀，使得耗材整体的熔融效果较好，有利于充分搅拌；驱动电机51通过第二传动组件7驱动搅拌管42转动，第二传动组件7还包括有连接套72、同轴设于连接套72的搅拌管齿轮721，连接套72设置为导热性较差的塑料材质，搅拌管齿轮721与搅拌传动齿轮71相啮合，当搅拌传动齿轮71转动时，即可带动搅拌管齿轮721随之转动，从而带动搅拌管42旋转实现搅拌过程，连接套72同轴套接于搅拌管42后端，搅拌管42设置为金属搅拌管42，连接套72的后端部设有扩口状的导向斜面722，当把耗材插入至连接套72内时，导向斜面722的设置可便于将耗材引导至连接套72内，实现快速、准确的插入。

由于加热部件41对搅拌腔111内进行加热，采用金属搅拌管42具有较好的导热性，能够使得搅拌腔111内的耗材迅速熔融，而采用塑料制成的连接套72连接于搅拌管42的后端的方式，由于塑料的导热性相对金属较差，且将连接套与搅拌管42分开设置为两个部件，在一定程度上可防止耗材在进入至搅拌腔111内前，因受到金属搅拌管42的热传导而发生提前熔融、软化的现象，采用塑料连接套72进行一定隔热后，可便于推入耗材。

将侧壁经多色染色的耗材送入至搅拌管42内，使得耗材前端伸入至搅拌腔111中，加热部件41发热，将搅拌腔111内的彩色耗材热熔，驱动电机51启动后，带动搅拌管42转动，如此，搅拌管42即可对搅拌腔111中熔融的彩色耗材进行搅拌混合，使得不同颜色的耗材搅拌均匀，在搅拌的同时还可推动彩色耗材向喷嘴11运动，推动过程中即可将搅拌腔111内搅拌均匀的彩色耗材从喷嘴11挤出，如此，在使用过程中可实现多色混合，经搅拌后混色较均匀、色彩质感较好。

实施例7

如图4，图5，图6，图21，和图22所示，染色单元包括有驱动机构和染色组件2，驱动机构推动染色组件2对耗材8进行染色。染色组件2包括有墨盒13和设置在墨盒13上的染色件134，墨盒13内分隔设置有若干墨腔131，墨腔131内填充有储墨单元132，该储墨单元132可为高密度聚氨酯海绵材料，在其他实施例中，也可为任何能够吸水或者吸油的材料，储墨单元132上吸附有墨水，该墨水为油性墨水。每个墨腔131对应设置有一个出墨口，染色件134一一对应插接于出墨口133上，染色棒为纤维笔头，可吸附墨腔131内的墨水对自身进行浸色。染色件134具有一定弹性，墨盒13的中心沿长度方向贯穿开设有供耗材8通过的耗材孔135，墨腔131呈圆周分布于墨盒13，且耗材孔135位于墨盒13的中心，染色件134均匀分布与耗材孔135的周围并且与耗材孔135之间存在一定间隙。墨盒13的端部开设有透气孔136，透气孔136与墨腔131一一对应连通，透气孔136用于保持墨腔131内外大气压强一致，防止出墨时，墨腔131内部形成负压，导致墨水无法从出墨口133流出，此外，还可防止在气压较低的环境中使用时墨水喷出。

墨盒13的下端设有插接部138，打印笔主体1上与墨盒13连接的位置设有插接位，当墨盒13插接到打印笔主体1内时，插接部138与插接位精准配合插接。当墨盒13不使用时，可将保护盖137盖上，方便墨盒13的收纳，避免墨水干燥。

实施例8

本发明的使用方法包括以下步骤：

S1、上电，将电源插座12插接于电源通电，指示灯181呈黄灯常亮，视为电源已接通，为染色机构2的驱动机构、进丝机构3及搅拌机构4供电；

S2、加热，加热部件41通电加热，指示灯181呈红色闪烁，当达到设定温度后，指示灯181呈绿色常亮，表示加热完成；

S3、载入耗材，由墨盒13尾部向笔主体1的通道内送入耗材，耗材经过进丝机构3直至伸入送丝通道33，此时，换色转盘182的位置标识1对应定位标识19，按下进丝按钮183，送丝齿轮组把耗材往前送，直至笔头喷嘴11出现熔融耗材，即实现耗材装载；

S4、染色；

在本实施例中，三个染色件134分别设置为红、黄、蓝三原色，控制调节换色转盘182实现换色，换色过程如下：

(1)换色转盘182初始位置为一位置，三个换色电机21在初始位置时滑块22上的磁性件226正好位于霍尔传感器正下方，如图10所示对应状态，检测电压最高，此时喷嘴11处挤出透明的熔融耗材；

(2)换色转盘182转动至二位置，第一换色电机211转动，第一换色电机211驱动第一滑块221运动从而推动第一染色件1341为耗材8侧壁染上红色，如图11所示为对应状态；

(3)换色转盘182转动三位置，第一换色电机211回原位，第二换色电机212转动，第二换色电机212驱动第二滑块222运动从而推动第二染色件1342为耗材8染上黄色，如图12所示为对应状态；

(4)换色转盘182转动至四位置，第二换色电机212回原位，第三换色电机213转动，第三换色电机213驱动第三滑块223运动从而推动第三染色件1343为耗材8染上蓝色，如图13所示为对应状态；

(5)换色转盘182转动至五位置，第三换色电机213回原位，第一换色电机211和第二换色电机212转动，第一换色电机211驱动第一滑块221运动从而推动第一染色件1341为耗材8染上红色，第二换色电机212驱动第二滑块222运动从而推动第二染色件1342为耗材8染上黄色，如图14所示为对应状态；

(6)换色转盘182转动至六位置，第一换色电机211回原位，第二换色电机212和第三换色电机213转动，第二换色电机212驱动第二滑块222运动从而推动第二染色件1342 为耗材染上黄色，第三换色电机213驱动第三滑块223运动从而推动第三染色件1343为耗材染上蓝色，如图15所示为对应状态；

(7)换色转盘182转动至七位置，第二换色电机212回原位，第一换色电机211和第三换色电机213转动，第一换色电机211驱动第一滑块221运动从而推动第一染色件1341为耗材染上红色，第三换色电机213驱动第三滑块223运动从而推动第三染色件1343为耗材染上蓝色，如图16所示为对应状态；

(8)换色转盘182转动至八位置，三个换色电机21同时转动，第一换色电机211驱动第一滑块221运动从而推动第一染色件1341为耗材染上红色，第二换色电机212驱动第二滑块222运动从而推动第二染色件1342为耗材染上黄色，三换色电机21驱动第三滑块223运动从而推动第三染色件1343为耗材染上蓝色，如图17所示为对应状态；

根据用户自身意愿可随意切换换色转盘182所对应的上述(1)-(8)的位置状态；

S5、进丝并搅拌，按压进丝按钮183，将染色后的耗材送入至搅拌腔111中，受加热部件41加热后，彩色耗材熔融，通过搅拌管42进行搅拌；

S6、进丝并挤出，按压进丝按钮183，进丝机构3通过后端未熔融的耗材推动搅拌均匀的熔融彩色耗材向喷嘴11运动并挤出。

挤出时，对应于S4中二位置时，为红色熔融耗材；对应于S4中三位置时，为黄色熔融耗材；对应于S4中四位置时，为蓝色熔融耗材；对应于S4中五位置时，经搅拌均匀后混色形成橙色熔融耗材；对应于S4中六位置时，经搅拌均匀后混色形成绿色熔融耗材；对应于S4中七位置时，经搅拌均匀后混色形成紫色熔融耗材；对应于S4中八位置时，经搅拌均匀后混色形成黑色熔融耗材。

本发明的基本工作原理为：使用过程中，先将耗材送入至笔主体1的通道内，供电部件通电后，换色电机驱动染色件对耗材侧壁进行染色，进丝机构3驱动染色后的耗材向搅拌机构4输送，当染色后的耗材伸入至搅拌机构4内时，加热部件41对搅拌机构4内的固体状彩色耗材进行加热，使其熔融，随后，搅拌机构4即可对熔融的耗材进行搅拌，在进丝机构3推动耗材向搅拌机构4运动的同时，耗材前端还会推动熔融的彩色耗材从喷嘴11挤出，即可实现3D作画，通过多组染色电机21与染色件的配合，可对耗材染上各种色彩，如此，具有色彩丰富、趣味性强、灵活、多样化的效果，还具有使用方便、成本较低、作画效果较好的作用。

通过调节换色转盘182可控制不同组别的染色机构2之间实现换色过程，用户可根据自己的喜好，自行选择不同的颜色对耗材进行染色，如此，无需更换耗材，即可在同一根耗材上实现多色转换，具有色彩丰富、趣味性强的效果，使用更灵活、多样，且无需购买不同颜色的耗材，成本也较低。

在此，需要说明的是，换色电机21的顺序和染色件134顺序的排布并不局限于本实施例所述的顺序，通过程序和染色机构数量的改变，均可进行适应性调整，在其他实施例中，可采用两组染色机构、四组染色机构或其他数量的多组染色机构的方式，还可采用一个驱动机构通过联动结构分别驱动多个染色件运动的方式。此外，需要特别说明的是，使用过程中， S1-S3相关步骤还可采用先载入耗材，再上电、加热的方式。

实施例9

如图20至图29所示是根据本发明的另一实施例的3D打印笔，其包括笔主体1100、染色机构1200、进丝机构1300和加热机构1400。笔主体1100包括壳体1110，其外观呈笔状，壳体1110内设有具有供耗材1000穿过的通道1120并且笔主体1100包括喷嘴1130，染色机构1200用于对耗材1000进行染色，进丝机构1300用于将耗材1000在笔主体1100内的通道1120向前输送，加热机构1400用于将耗材1000加热熔化成热熔材料，该热熔材料从笔主体1100的喷嘴1120挤出以用于绘制3D作品。特别地，在本发明中，从喷嘴1130挤出的热熔材料是经染色机构1200染色并经加热机构1400加热熔化后形成的彩色材料，以用于彩色作画。

染色机构1200包括墨盒1210、一个或多个染色件1220和一个或多个驱动机构1230，墨盒1210包括盒体1211，其具有一个或多个墨腔1212以及与一个或多个墨腔1212相对应的一个或多个出墨口1213，并且盒体的各个墨腔1212内存储有储墨单元1214，储墨单元1214包括彩色染料以及储墨海绵或高分子聚氨酯，各个染色件1220插接于墨盒1210对应的出墨口1213，该彩色染料可渗透至染色件1220上，染色件1220具有弹性，并且染色件1220可采用纤维棒料。墨盒1210开设有透气孔1215，透气孔1215与对应的墨腔1212相连通，以用于保持墨腔1212内外大气压强一致，防止出墨时，墨腔1212内部形成负压，导致墨水无法从出墨口1213流出，此外，还可防止在气压较低的环境中使用时，墨水喷出。

在这个实施例中，驱动机构1230用来驱动染色件1220使染色件1220的至少一部分能够接触和远离耗材1000，从而在染色件1220的至少一部分与耗材1000相接触时，能够使耗材1000的表面被涂上该彩色染料而被染色。

更具体地，参考图23至图27，驱动机构1230包括换色电机1231和驱动组件1232，驱动组件1232包括能够作用于染色件1220的驱动元件1233，换色电机1231转动时驱动驱动组件1232的驱动元件1233运动，这样驱动组件1232的驱动元件1233作用于染色件1220以使其至少一部分能够接触和远离耗材1000。驱动组件1232的的驱动元件1233运动方式可以是线性移动、曲线移动、摆动或转动等运动方式，以推动染色件1220与耗材1000相接触，并且驱动组件1232的驱动元件1233与染色件1220分离时，染色件1220藉由其自身弹性而自动复位从而染色件1220与耗材1000相分离。

在这个实施例中，驱动机构1230的驱动元件1233实施为滑块，并且驱动机构1230的驱动组件1232还包括偏心轮盘1234，偏心轮盘1234连接于换色电机1231的输出轴13111，并且轮盘1234设有偏心柱1235，驱动元件1233设置有滑动槽1236，偏心柱1235位于滑动槽1236中，换色电机1231转动使得偏心轮盘1234转动时，驱动元件1233朝向染色件1220移动，以推动染色件1220。滑动槽1236的延伸方向与驱动元件1233的运动方向相垂直。换色电机1231反转，驱动偏心轮盘1234反转，驱动元件1233朝向远离染色件1220的方向移动，以与染色件1220相分离。

可以理解的是，本发明这个实施例中示意的驱动元件1233为滑块，在其他变形实施例中，其驱动组件1232可以实施为连杆，其连接于换色电机1231，以能够在换色电机1231的驱动作用下使实施为驱动杆的驱动元件1233产生位移并用来作用于染色件1220。

在本发明的这个实施例中，墨盒1210具有多个墨腔1212，以存储多种彩色染料，如红、黄、蓝三种颜色的彩色染料。对应的染色机构1200包括三个染色件1220，其分布在耗材1000的周围，这样耗材1000通过三个染色件1220的中心，三个染色件1220分别用于在耗材1000的表面涂上红、黄、蓝色的彩色染料。对应地，染色机构1200包括三个驱动机构1230，以用于分别驱动三个驱动元件1233。

各个染色件1220具有插接端部1221和接触端部1222，插接端部1221插接于墨盒1210对应的出墨口1213，接触端部1222适于与被径向移动的驱动元件1233推动而朝向位于中心的耗材1000移动从而与耗材1000相接触，以使耗材1000的表面涂上对应的染色件1220带有的彩色染料。可以理解的是，在染色过程中，耗材1000可以与一个染色件1220接触而被染上一个颜色，或者可以与多个染色件1220接触而其表面的不同区域分别被染上相同或不同的颜色。

各个驱动元件1233朝向对应的染色件1220的接触端部1222具有限位槽1237，其可以实施为弧形凹槽，以用于在驱动元件1233靠近对应的染色件1220时将对应的染色件1220的接触端部1222限位在限位槽1237中，防止对应的染色件1220的接触端部1222脱离驱动元件1233。

笔主体1100还包括支架1140、安装架1150和控制组件1160，其中驱动机构1230安装于支架1140，支架1140包括支架主体1141、座体1142、压板1143和压块1144，支架主体1141和座体1142位于压板1143和1144之间。支架1140具有供耗材1000通过的通孔1145，其延伸穿过架主体1141、座体1142、压板1143和压块1144。在这个实施例中，支架主体1141形成有三个安装槽1146，供分别安装三个驱动机构1230的三个换色电机1231，座体1142形成有三个滑槽1147，其分别连通于座体1142中间的通孔1145，三个驱动元件1233能够被驱动在对应的三个滑槽1147中滑动，以接触和远离对应的染色件1220。各个安装槽1146具有开口1148，方便对应的换色电机1231的安装和拆卸。压板1143还具有限位插孔1149，染色件1220对应地插入限位插孔1149。

可以理解的是，在另外的变形实施例中，笔主体1100也可以包括三个支架1140，以分别形成三个安装槽1146以及三个滑槽1147。通过单独的管道形成通孔1145，以供耗材1000通过，三个支架1140位于该管道周围。

3D打印笔还包括位置检测机构，以用来检测驱动元件1233的移动位置，并用来控制驱动元件1233的移动和停止，如可以是通过霍尔传感器、光电开关、机械开关、电机电流检测器等。例如，本发明这个实施例中，驱动元件1233可以设置有磁性件，控制组件1160包括有感应元件，如霍尔传感器，以通过其与驱动元件1233之间磁场变化用来感应驱动元件1233的位移。

参考图28和图29，安装架1150用来安装进丝机构1300，进丝机构1300可以是齿轮驱动装置、螺纹驱动装置或其他能够驱动耗材前进的驱动装置。在这个实施例中，进丝机构 1300包括驱动电机1310、第一传动组件1320和送丝元件1330。送丝元件1330包括两个齿轮，其可以是两个主动轮、一个主动轮和一个从动轮，或者两个从动轮。在这个实施例中，送丝齿轮组包括送丝主动轮1331，送丝从动轮1332，两者之间形成送丝通道1333，驱动电机1310转动时，通过第一传动组件1320驱动送丝主动轮1331转动，耗材1000在送丝通道1333被送丝主动轮1331和送丝从动轮1332向前输送。

在这个实施例中，送丝主齿轮1331设置有转轴1334，第一传动组件1320包括相啮合第一换向齿轮1321和设于转轴1334的第二换向齿轮1322，第一换向齿轮1321耦接于驱动电机1310的输出轴1311。从而送丝主齿轮1331能够被驱动转动。

另外，送丝主齿轮1331沿其圆周还设有环形嵌槽1335，以在其两侧形成两防转筋1336，其能够与耗材1000的表面接触，从而防止耗材1000在向前输送时发生不必要的转动。

控制组件1160用来控制3D打印笔的运行，其可以用来控制驱动电机1131和换色电机1231的转动。例如本发明这个实施例中，控制组件1160包括主线路板1161和分线路板1162，分线路板11662可以用来控制换色电机1231的操作，主线路板1161用来实现其他控制，主线路板1161和分线路板1162可以互相独立或电性连接。当然，也可以通过同一个线路板实现所有电气控制。

另外控制组件1160还包括电源模块1163、指示灯1164、换色转盘1165、进丝按钮1166和定位标识1167。电源模块1163可以是电源插座，以用来连接于外部电源。可以理解的是，电源模块1163也可以包括可充电电池。指示灯1164可以用来指示3D打印笔的运行状态，如指示电源接通状态、加热机构1400加热到达预设温度等。换色转盘1165电性连接于主线路板1161或分线路板1162，用于控制不同换色电机1231的切换。换色转盘1165上设置有多个位置标识，其被转动时，一个位置标识与设置在笔主体1110的定位标识相对应，从而示意所选择的染色颜色。

值得一提的是，供耗材1000穿过的通道1120可以通过单独的管道形成，也可以通过墨盒1210、支架1140等部件形成。例如在这个实施例中，墨盒1220设有线材孔1216，支架1140形成有通孔1145，以供耗材1000穿过。通道1120内可以设置有多条等距分布的防抖筋1121，例如可以设置在支架1140的通孔1145中，以防止耗材在向前输送和染色过程中发生抖动。

加热机构1400包括加热部件1410，加热部件1410可以是加热电阻丝、发热薄膜、金属陶瓷发热体(MCH)、PTC发热体等。在实施例中，其是加热电阻丝并电连接于控制组件1160的主线路板1161，并通过电加热的方式加热耗材1000。

本发明的这个实施例中，3D打印笔还包括搅拌机构1500，以用来搅拌熔化后的经染色后的彩色的耗材1000以使彩色的耗材1000混色均匀。喷嘴1130形成有搅拌腔1131，搅拌机构1500可以包括设置在搅拌腔1131中被驱动而转动的搅拌叶片。搅拌机构1500包括供耗材1000送入的搅拌管1510和第二传动组件1520。搅拌管1510为金属材质，其可以由单独的电机驱动而转动。在这个实施例中，第二传动组件1520也耦接于驱动电机1310，从而搅拌管1510通过驱动电机1310驱动。更具体地，第二传动组件1520包括同轴套接于搅拌管1510后端的塑料材质的连接套1521、同轴设于连接套1521的搅拌管齿轮1522、和设于驱动电机1310的输出轴1311的搅拌传动齿轮1523，搅拌管齿轮1522与搅拌传动齿轮1523相啮合，这样驱动电机1320转动而驱动搅拌传动齿轮1523转动时，搅拌管齿轮1522也随着转动而带动连接套1521转动从而进一步驱动搅拌管1510转动，从而用来将搅拌腔1131内的熔融的彩色的耗材1000搅拌均匀。

实施例10

如图30所示是上述实施例的染色机构1200的变形实施方式，在这个实施例中，染色机构1200包括多个墨盒1210，每个墨盒1210安装有一个染色件1220，各个染色件1220的至少一部分能够被对应的驱动元件1233所推动。这个实施例中这些墨盒1210不需要形成线材孔1216。3D打印笔的笔主体1110还包括输送管道1170，以用来向前输送耗材1000。可以理解的是，笔主体1110的用来输送耗材的通道1120的至少一部分由输送管道1170形成，并且通道1120在对应染色机构1200的染色位置和进丝机构1300的位置使耗材1000露出以方便染色和向前进丝的驱动操作。

实施例11

如图31所示是上述实施例的3D打印笔的另一变形实施方式。在这个实施例中，3D打印笔包括染色机构1200、进丝机构1300和加热机构1400。染色机构1200包括墨盒1210、染色件1220和驱动机构1230，染色件1220位于加热机构1400的加热部件1410和进丝机构1300的送丝元件1330之间，以使耗材1000的染色位置位于进丝机构1300的送丝元件1330和加热机构1400的加热部件1410之间。

也就是说，上述实施例中，送丝元件1330将经染色后的耗材1000向加热机构1400输送。而在这个实施例中，耗材1000被进丝机构1300向前输送至位于进丝机构1300的前方的染色件1220的位置才进行染色，从而进丝机构1300的送丝元件1330如送丝齿轮、送丝螺纹或其他送丝驱动装置不会被染色，从而避免进丝机构1300的送丝元件1330上被涂上彩色染料而导致后续切换不同染色件1220对耗材1000染色时产生串色。

可以理解的是，在这个实施例中，墨盒1210位于加热机构1400和进丝机构1300之间。墨盒1210还具有多个充墨阀1217，以分别用于向对应的各个墨腔1212中充入彩色染料，这样在3D打印笔需要增添墨水时，墨盒1210不用从笔主体1100中取出。

实施例12

如图32和图33所示是根据本发明的3D打印笔的染色机构1200的另一种变形实施方式。染色机构1200包括上述墨盒1210、染色件1220和驱动机构1230。在这个实施例中，驱动机构1230包括驱动电机1231和驱动组件1232，其中驱动组件1232包括驱动元件1233、驱动连杆1238、滑动杆1239，其中驱动元件1233可滑动地设置于滑动杆1239，驱动连杆1238耦接于驱动电机1231，并且包括第一驱动杆12381和第二驱动杆12382，其相互可枢转地连接，第一驱动杆12381耦接于驱动电机1231的输出轴，驱动元件1233连接于第二驱动杆12382。

当染色过程开始时，驱动电机1231转动，带动第一驱动杆12381枢转，第二驱动杆12382 也被驱动转动，从而带动实施为滑块的驱动元件1233移动以与染色件1220的至少一部分相接触并推动染色件1220，使染色件1220与耗材1000相接触，从而对耗材1000进行染色操作。

当需要更换另一染色件1220对耗材1000进行染色时，驱动电机1231反转，带动第一驱动杆12381反向枢转，第二驱动杆12382也被驱动反向转动，从而带动驱动元件1233复位以与对应的染色件1220相远离。然后启动另一驱动电机1231，以驱动另一驱动元件1233与对应的另一颜色的染色件1220相接触，从而实现换色染色操作。

实施例13

如图34和图35所示是本发明的3D打印笔的染色机构1200的另外变形实施方式。其中染色机构1200的驱动机构1230包括驱动电机1231和耦接于驱动电机1231的输出轴12311的驱动元件1233，其中驱动元件1233被转动的驱动电机1231驱动而同步地转动而接触和远离染色件1220。

更具体地，当染色过程开始时，驱动电机1231转动，带动驱动元件1233转动以与染色件1220的至少一部分相接触并推动染色件1220，使染色件1220与耗材1000相接触，从而对耗材1000进行染色操作。

当需要更换另一染色件1220对耗材1000进行染色时，驱动电机1231反转，带动驱动元件1233反转以复位并与对应的染色件1220相远离。然后启动另一驱动电机1231，以驱动另一驱动元件1233与对应的另一颜色的染色件1220相接触，从而实现换色染色操作。

可以理解的是，在另外的变形实施方式中，染色件1220可以进一步地被附接于驱动元件1233，这样染色件1220可以与驱动元件1233形成一体结构，从而驱动元件1233移动时带动染色件1220移动，以使染色件1220接触和远离耗材1000。

实施例14

如图36和图37所示是本发明的3D打印笔的另外变形实施方式，其中3D打印笔包括染色机构2200，染色机构2200包括墨盒2210、染色件2220和驱动机构2230，并且染色件2220和驱动机构2230的工作方式与上述实施例有区别。更具体地，驱动机构2230包括驱动开关2231，传动部件2232和驱动元件2233。其中使用者可以手动地操作设于上述笔主体1100的驱动开关2231，以用于驱动传动部件2232移动，从而进一步地带动驱动元件2233产生位移，驱动元件2233作为一个推动元件推动染色件2220的至少一部分，如推动染色件2220的接触端部2222。

更具体地，以图36和图37中示意的结构为例，当使用者向后推动驱动开关2231时，传动部件2232向后移动，从而驱动元件2233同时也向后移动，以推动染色件2220的接触端部2222，使染色件2220的接触端部2222与耗材1000相接触，从而对耗材1000进行染色。可以理解的是，驱动元件2233可以具有推动面2234，其可以是斜面或曲面，以方便于作用于染色件2220的接触端部2222。当不需要使用这个染色件2220进行染色时，向前推动驱动开关2231，传动部件2232向前移动，从而驱动元件2233同时也向前移动，以使驱动元件2233与染色件2220的接触端部2222相远离，使染色件2220的接触端部2222与耗材1000相分离，从而可以驱动另一驱动元件2233，以作用于另一个染色件2220从而对耗材1000进行另一种颜色的染色操作。

实施例15

如图38和图39所示是本发明的3D打印笔的另外变形实施方式，其中3D打印笔包括染色机构2200，其包括墨盒2210、染色件2220和驱动机构2230，并且染色件2220和驱动机构2230的工作方式与上述实施例有区别。更具体地，驱动机构2230包括驱动开关2231，传动部件2232和驱动元件2233。其中使用者可以手动地操作设于上述笔主体1100的驱动开关2231，以用于驱动传动部件2232转动，从而进一步地带动驱动元件2233产生转动，驱动元件2233具有推动面2234，以推动染色件2220的至少一部分，如推动染色件2220的中间部分2223。

在这个实施例中，推动面2234在圆周方向延伸并且是曲面或斜面，其具有凸出的峰面22341和谷面22342，当驱动开关2231被转动以使传动部件2232带动驱动元件2233转动以使其峰面22341作用于染色件2220的中间部分2223时，染色件2220的中间部分2223被推动而带动其端部2222接触耗材1000，从而对耗材1000进行染色操作。当驱动开关2231被反转以使传动部件2232带动驱动元件2233反转以使其谷面22342作用于染色件2220的中间部分2223时，染色件2220的中间部分2223远离耗材1000，从而停止利用当前的染色件2220对耗材1000进行染色操作。

实施例16

如图40和图41所示是本发明的3D打印笔的另外变形实施方式，其中3D打印笔包括染色机构3200，其包括墨盒3210、染色件3220和驱动机构3230，并且染色件2220和驱动机构2230的工作方式与上述实施例有区别。更具体地，驱动机构3230包括驱动座3231和驱动元件3233，其中驱动元件3233被驱动座3231磁性地驱动以能够往复地位移。

例如驱动座3231可以实施为音圈马达，其电连接于上述控制组件1160的主线路板1161，并且设置有磁石以产生磁场，驱动元件3233中设置有线圈，驱动元件3233在驱动座3231的使用下往复位移，并且往复地抵接和远离染色件3220的至少一部分以使染色件3220周期性地与耗材1000接触，从而周期性地对耗材1000进行染色。

实施例17

如图42和图43是上述3D打印笔的另外变形实施方式，其中图40和图41中，驱动元件3233被驱动径向地往复位移，以作用于染色件3220，使染色件3220的至少一部分朝向位于中心的耗材靠近。在这个实施例中，驱动元件3233被驱动座3231驱动沿3D打印笔的长度方向移动，并且驱动元件3233设置有推动面3234，其是斜面或曲面，当驱动元件3233往复移动时，其推动面3234作用于染色件3220的接触端部3222，以使色件3220的接触端部3222径向地朝向位于笔主体1100的中心的耗材1000移动从而与耗材1000相接触或相远离。

可以理解的是，当利用多个驱动元件3233对多个染色件3220周期性地推动作用时，可以同时使染色件3220接触耗材1000，也可以使多个染色件3220错开时间地与耗材1000接触。

实施例18

如图44和图45所示是述3D打印笔的另外变形实施方式，其中3D打印笔包括染色机构4200，其包括墨盒4210、染色件4220和驱动机构4230。这个实施例中，驱动机构4230包括驱动控制件4231和驱动元件4233，驱动元件4233能够产生形变以作用于染色件4220。

更具体地，驱动控制件4231是充气泵装置，其包括气泵、充放气阀和连接管道等部件，驱动元件4233是可充气装置。当驱动控制件4231向驱动元件4233充气时，驱动元件4233充气膨胀以发生形变从而形变后的驱动元件4233作用于染色件4220，以推动染色件4220的至少一部分接触耗材1000，以实现对耗材1000的染色操作。

当不需要当前工作的染色件4220对耗材1000染色时，驱动控制件4231使驱动元件4233放气，放气后的驱动元件4233不再推动染色件4220，染色件4220自动复位以与耗材1000相分离。

实施例19

如图46和图47所示是述3D打印笔的另外变形实施方式，其中3D打印笔包括染色机构4200，其包括墨盒4210、染色件4220和驱动机构4230。这个实施例中，驱动机构4230包括驱动控制件4231和驱动元件4233，驱动元件4233能够产生形变以作用于染色件4220。

更具体地，驱动控制件4231是热变形驱动装置，其包括加热元件以及温度控制等部件，驱动元件4233是可热变形装置。当驱动控制件4231控制驱动元件4233受热而膨胀以发生形变从而形变后的驱动元件4233作用于染色件4220，以推动染色件4220的至少一部分接触耗材1000，以实现对耗材1000的染色操作。

当不需要当前工作的染色件4220对耗材1000染色时，驱动控制件4231使驱动元件4233收缩，收缩后的驱动元件4233不再推动染色件4220，染色件4220自动复位以与耗材1000相分离。

实施例20

如图48和图49所示是述3D打印笔的另外变形实施方式，其中3D打印笔包括染色机构5200，其包括墨盒5210、染色件5220和驱动机构5230。在这个实施例中，驱动机构5230用来驱动墨盒5210运动，从而运动的墨盒5210带动染色件5220运动以接触和远离耗材1000。

更具体地，在这个实施例中，3D打印笔还包括上述笔主体1100，笔主体1100内设置有输送管道1170，以用于输送耗材1000。染色机构5200包括多个墨盒5210，每个墨盒5210安装有一个染色件5220。这些墨盒5210设置在输送管道1170的周围。染色件5220的插接端5221插接于对应的墨盒5210，接触端部5222是一个扩大部，其直径比其他部分的直径大。驱动机构5230包括多个驱动控制件5231，其可以各自设置在对应的墨盒5210，这样转动驱动控制件5231，以驱动墨盒5210转动，如图49所示，对应的染色件5220被转动至能够与耗材1000相接触的位置，从而对耗材1000进行染色操作。可以理解的是，驱动控制件5231可以是手动驱动。在另外的实施方式中，驱动控制件5231也可以包括转动电机，以用来驱动墨盒5210转动。

当不需要当前工作的染色件5220对耗材1000染色时，驱动控制件5231使对应的墨盒5210反转，反转后的墨盒5210使染色件5220复位以与耗材1000相分离。

可以理解的是，在另外的变形实施方式中，染色机构5200也可以包括一个整体墨盒5210，其上安装有多个染色件5220，输送管道1170可以不在墨盒5210的中心位置，而是偏心的设置，从而整体的墨盒5210被驱动转动时，使其中一个染色件5220与偏心设置的输送管道1170输送的耗材1000相接触，从而对耗材1000进行染色操作。

实施例21

如图50和图51所示是述3D打印笔的另外变形实施方式，其中3D打印笔包括染色机构5200，其包括墨盒5210、染色件5220和驱动机构5230。在这个实施例中，驱动机构5230用来驱动墨盒5210摆动，从而运动的墨盒5210带动染色件5220摆动以接触和远离耗材1000。

更具体地，在这个实施例中，3D打印笔还包括上述笔主体1100，笔主体1100内设置有输送管道1170，以用于输送耗材1000。染色机构5200包括墨盒5210，墨盒5210安装有多个染色件5220。这些染色件5220设置在输送管道1170的周围。驱动机构5230包括驱动控制件5231，其可以各自设置在对应的墨盒5210，这样拨动驱动控制件5231，以驱动墨盒5210摆动，如图51所示，对应的染色件5220被摆动至能够与耗材1000相接触的位置，从而对耗材1000进行染色操作。

可以理解的是，驱动机构5230还可包括限位装置，以用来保持墨盒5210的位置。例如限位装置可以是枢转座，墨盒5210安装于该枢转座从而墨盒5210相对于该枢转座能够被驱动而枢转。驱动机构5230的限位装置可以包括可拆卸地将墨盒5210安装于笔主体1100的壳体1110内壁的结构，例如限位装置可以包括墨盒5210和笔主体1100的壳体1110内壁设置的一组磁性吸附元件5211和1111。当驱动控制件5231驱动墨盒5210摆动时，其驱动力大于磁性吸附元件5211和1111之间的吸附力，从而使墨盒5210摆动，当墨盒摆动停止时，墨盒5210和对应的笔主体1100的壳体1110内壁的另外一组磁性吸附元件5211和1111的吸附力使墨盒5210保持固定。

另外，在另外的变形实施方式中，也可以使一对墨盒5210上设置有对应的磁性吸附元件，两个墨盒5210被驱动移动后再通过所述磁性吸附元件吸附在一起，耗材1000可以被夹持在两个染色件5220之间，从而被两个染色件5220染色。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims

一种3D打印笔，包括笔主体，所述笔主体设置有喷嘴，所述主体内开设有供耗材穿过的通道，其特征在于，所述笔主体还设置有

进丝机构，用于将耗材向喷嘴传输；

染色机构，所述染色机构包括有驱动机构和若干个染色件，所述驱动机构推动其中一个或多个染色件同时对耗材进行染色。
根据权利要求1所述的一种3D打印笔，其中所述驱动机构包括有滑块，所述滑块向靠近所述染色件的方向运动，使得所述染色件贴近耗材。
根据权利要求2所述的一种3D打印笔，其中所述驱动机构还包括换色电机、设于所述换色电机输出轴的偏心轮盘，所述偏心轮盘包括有偏心柱，所述滑块开设有条形槽，所述偏心柱与所述条形槽滑移配合；所述笔主体内设置有供所述滑块滑移的滑槽。
根据权利要求1所述的一种3D打印笔，其中所述笔主体还设置有换色转盘，所述换色转盘与所述染色机构控制配合，所述换色转盘用于控制所述驱动机构对染色件的切换。
根据权利要求1所述的一种3D打印笔，其中所述笔主体还设置有加热部件，用于对耗材加热熔融；以及搅拌机构，用于对熔融的耗材进行搅拌。
根据权利要求1所述的一种3D打印笔，其中所述笔主体内设置有驱动部件，所述驱动部件与所述进丝机构间设有第一传动组件，所述驱动部件与所述搅拌机构间设有第二传动组件，所述驱动部件同步作用于所述进丝机构和所述搅拌机构。
根据权利要求6所述的一种3D打印笔，其中所述第一传动组件包括第一换向齿轮；所述第二传动组件包括搅拌传动齿轮，所述第一换向齿轮和所述搅拌传动齿轮均同轴设于所述驱动部件的输出端。
根据权利要求6所述的一种3D打印笔，其中所述进丝机构包括送丝齿轮组，所述送丝齿轮组包括送丝主齿轮和送丝从动轮，所述送丝主齿轮与所述送丝从动轮间形成送丝通道，所述送丝主齿轮设有转轴；所述第一传动组件还包括设于所述转轴的第二换向齿轮，所述第二换向齿轮与第一换向齿轮相啮合。
根据权利要求7所述的一种3D打印笔，其中所述第二传动组件还包括有连接套、同轴设于所述连接套的搅拌管齿轮，所述搅拌管齿轮与所述搅拌传动齿轮相啮合，
根据权利要求1所述的一种3D打印笔，其中所述笔主体内还设置有防转结构，所述防转结构与经过所述通道的耗材形成限位配合，从而限制耗材的转动。
根据权利要求1-10任一项所述的一种3D打印笔，其中所述搅拌机构包括有供耗材送入的搅拌管，所述搅拌管转动设于所述笔主体内；所述喷嘴内形成有搅拌腔，且所述搅拌管与所述搅拌腔相连通。
一种根据权利要求1-11任一项所述3D打印笔的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、上电，供电部件为用电部件提供电源；

步骤2、载入耗材，向笔主体的通道内送入耗材，直至耗材伸入至进丝机构；

步骤3、染色，通过换色转盘控制驱动机构可选择性地驱动染色件靠近耗材，染色机构对伸入通道内的耗材进行染色过程，形成所需的彩色耗材；以及

步骤4、进丝并挤出，进丝机构推动耗材向喷嘴运动，并推动搅拌均匀的熔融彩色耗材从喷嘴挤出。
根据权利要求12所述3D打印笔的使用方法，其中在步骤4的过程中还包括有：加热，加热部件通电产生热量；搅拌，搅拌机构对染色且加热熔融后的彩色耗材进行搅拌。
根据权利要求12所述的一种3D打印笔的使用方法，其中所述步骤3包括以下染色过程：

S1、将换色转盘调节至一位置，第一染色件和第二染色件均不染色，此时，笔主体挤出的熔融耗材为本色；

S2、将换色控制件调节至二位置，第一滑块推动第一染色件(1341)运动，第一染色件对耗材进行染色，此时，笔主体挤出的熔融耗材的颜色即第一染色件的颜色；

S3、将换色控制件调节至三位置，第二滑块推动第二染色件运动，第二染色件对耗材进行染色，此时，笔主体挤出的熔融耗材的颜色即第二颜色件的颜色；以及

S4、将换色控制件调节至四位置，第一滑块推动第一染色件运动，同时第二滑块推动第二染色件运动，此时，笔主体挤出的熔融耗材的颜色即第一染色件与第二染色件的混合色；

其中，S1、S2、S3、S4在使用过程中可任意选择，实现换色。
一种3D打印笔的耗材的染色方法，其包括如下步骤：

(a)将该耗材在笔主体中的通道中向喷嘴输送；以及

(b)将安装于墨盒的染色件的至少一部分与该耗材接触以使该耗材被染色。
根据权利要求15所述的3D打印笔的耗材的染色方法，其中包括步骤：通过使所述染色件的至少一部分移动以使所述染色件的至少一部分与该耗材接触，从而使该耗材被染色。
根据权利要求15所述的3D打印笔的耗材的染色方法，其中包括步骤：通过使所述染色件移动以使所述染色件的至少一部分与该耗材接触，从而使该耗材被染色。
根据权利要求15所述的3D打印笔的耗材的染色方法，其中通过可运动的驱动元件推动对应的所述染色件，以使所述染色件的至少一部分与该耗材接触，从而使该耗材被染色。
根据权利要求15所述的3D打印笔的耗材的染色方法，其中包括步骤：通过可转动的驱动元件推动对应的所述染色件，以使所述染色件的至少一部分与该耗材接触，从而使该耗材被染色。
根据权利要求15所述的3D打印笔的耗材的染色方法，其中包括步骤：通过可滑动的驱动元件推动对应的所述染色件，以使所述染色件的至少一部分与该耗材接触，从而使该耗材被染色。
根据权利要求15所述的3D打印笔的耗材的染色方法，其中包括步骤：通过可形变的驱动元件形变后推动对应的所述染色件，以使所述染色件的至少一部分与该耗材接触，从而使该耗材被染色。
根据权利要求15所述的3D打印笔的耗材的染色方法，其中包括步骤：通过可移动的所述墨盒带动所述染色件移动，以使所述染色件的至少一部分与该耗材接触，从而使该耗材被染色。
根据权利要求15所述的3D打印笔的耗材的染色方法，其中包括步骤：通过可往复移动的驱动元件推动对应的所述染色件，以使所述染色件的至少一部分周期性地与该耗材接触，从而使该耗材被染色
根据权利要求15至22中任一所述的3D打印笔的耗材的染色方法，其中还包括步骤：将经染色的该耗材加热熔化并搅拌以使混色均匀。
根据权利要求15至22中任一所述的3D打印笔的耗材的染色方法，其中还包括步骤：使所述染色件的至少一部分与该耗材相分离以停止使用当前的所述染色件对该耗材的染色操作。
根据权利要求15至22中任一所述的3D打印笔的耗材的染色方法，其中还包括步骤：使单独的一个所述染色件的至少一部分与该耗材接触，从而使该耗材被染上一种颜色。
根据权利要求15至22中任一所述的3D打印笔的耗材的染色方法，其中还包括步骤：使多个所述染色件的至少一部分分别与该耗材接触，从而使该耗材被染上一种或多种颜色。
根据权利要求27所述的3D打印笔的耗材的染色方法，其中还包括步骤：将经染色的该耗材加热熔化并搅拌以使混色均匀。
根据权利要求25所述的3D打印笔的耗材的染色方法，其中还包括步骤：

使第一染色件的至少一部分与该耗材相接触从而使该耗材被染上第一种颜色；

使第一染色件的至少一部分与该耗材相分离；以及

使第二染色件的至少一部分与该耗材相接触从而使该耗材被染上第二种颜色。
一种3D打印笔，其特征在于，其能够将耗材染色，其包括：

笔主体，所述笔主体包括喷嘴，并且所述笔主体内形成有输送该耗材的通道；

进丝机构，以用于将该耗材向所述喷嘴输送；

染色机构，其包括墨盒、驱动机构和染色件，所述染色件安装于所述墨盒，在所述驱动机构的作用下，所述染色件的至少一部分与该耗材接触，从而使该耗材被染色；以及

加热机构，以用于将经染色的该耗材加热熔化。
根据权利要求30所述的3D打印笔，其中所述驱动机构包括驱动元件，所述驱动元件移动以推动和远离所述染色件，从而使所述染色件的至少一部分接触和远离该耗材。
根据权利要求31所述的3D打印笔，其中所述驱动机构还包括换色电机和设于所述换色电机的输出轴的偏心轮盘，所述偏心轮盘包括有偏心柱，所述驱动元件是滑块，其具有滑动槽，以与所述偏心柱配合，其中所述滑动槽的延伸方向与所述驱动元件移动方向相垂直。
根据权利要求32所述的3D打印笔，其中所述笔主体包括支架，用于安装所述换色电机，所述支架具有供该耗材通过的通孔，并且还设置有供所述驱动元件滑移的滑槽，所述通孔与所述滑槽相连通。
根据权利要求30所述的3D打印笔，其中所述驱动机构包括换色电机和耦接于所述换色电机的输出轴的驱动元件，其中所述换色电机转动时驱动所述驱动元件转动，以使所述驱动元件推动和远离所述染色件，从而使所述染色件的至少一部分接触和远离该耗材。
根据权利要求30所述的3D打印笔，其中所述驱动机构包括换色电机、耦接于所述换色电机的输出轴的连杆机构和连接于所述连杆机构的驱动元件，其中所述换色电机转动时驱动所述连杆机构运动，以驱动所述驱动元件推动和远离所述染色件，从而使所述染色件的至少一部分接触和远离该耗材。
根据权利要求30所述的3D打印笔，其中所述驱动机构包括驱动开关、传动部件和驱动元件，其中所述驱动开关被移动时，驱动所述传动部件移动，以进一步带动所述驱动元件移动，从而使所述驱动元件推动和远离所述染色件，从而使所述染色件的至少一部分接触和远离该耗材。
根据权利要求36所述的3D打印笔，其中所述驱动开关被移动时，驱动所述传动部件移动，以进一步带动所述驱动元件滑动或转动。
根据权利要求36所述的3D打印笔，其中所述驱动元件包括推动面，其是斜面。
根据权利要求36所述的3D打印笔，其中所述驱动元件包括推动面，其是具有峰面和谷面的曲面。
根据权利要求30所述的3D打印笔，其中所述驱动机构包括驱动座和驱动元件，所述驱动座驱动所述驱动元件产生往复地移动，以使所述驱动元件周期性地推动和远离所述染色件，从而使所述染色件的至少一部分周期性地接触和远离该耗材。
根据权利要求40所述的3D打印笔，其中所述驱动座通过电磁场驱动所述驱动元件产生往复的位移。
根据权利要求30所述的3D打印笔，其中所述驱动机构包括驱动控制件和驱动元件，其中所述驱动控制件控制所述驱动元件以使所述驱动元件产生形变，从而使形变后的所述驱动元件推动和远离所述染色件，从而使所述染色件的至少一部分接触和远离该耗材。
根据权利要求42所述的3D打印笔，其中所述驱动控制件使所述驱动元件产生热变形。
根据权利要求42所述的3D打印笔，其中所述驱动控制件使所述驱动元件充放气以产生形变。
根据权利要求30所述的3D打印笔，其中所述驱动机构驱动所述墨盒移动，以使所述墨盒带动所述染色件移动以接触和远离该耗材。
根据权利要求45所述的3D打印笔，其中所述驱动机构驱动所述墨盒转动或摆动，以使所述染色件转动或摆动。
根据权利要求30至46中任一所述的3D打印笔，其中所述染色机构包括多个所述染色件，其安装于一个所述墨盒，所述墨盒还具有供该耗材通过的线材孔，多个所述染色件位于所述线材孔的周围。
根据权利要求30至46中任一所述的3D打印笔，其中所述染色机构包括多个所述墨盒和多个所述染色件，各个所述染色件被安装于一个对应的所述墨盒，所述笔主体还包括供输送该耗材的输送管道，多个所述墨盒位于所述输送管道的周围。
根据权利要求30至46中任一所述的3D打印笔，其中所述染色机构包括多个所述染色件，所述笔主体还设置有换色转盘，所述换色转盘用于控制所述驱动机构对所述染色件进行切换。
根据权利要求30至46中任一所述的3D打印笔，其中还包括搅拌机构，用于对被所述加热机构加热熔化的该耗材进行搅拌。
根据权利要求50所述的3D打印笔，其中所述搅拌机构包括驱动电机、耦接于所述驱动电机的第二传动组件和耦接于所述第二传动组件的供耗材送入的搅拌管，所述驱动电机转动时，所述搅拌管被所述第二传组组件驱动转动，所述喷嘴内形成有搅拌腔，且所述搅拌管与所述搅拌腔相连通。
根据权利要求51所述的3D打印笔，其中所述第二传动组件包括有连接套、同轴设于所述连接套的搅拌管齿轮，所述搅拌管齿轮与所述搅拌传动齿轮相啮合，所述搅拌传动齿轮耦接于所述驱动电机的输出轴。
根据权利要求51所述的3D打印笔，其中所述驱动电机进一步地用于驱动所述进丝机构。
根据权利要求30至46中任一所述的3D打印笔，其中所述送丝机构还包括驱动电机、第一传动组件和送丝元件，所述驱动电机转动时，通过所述第一传动组件带动所述送丝元件运动，以将该耗材向所述喷嘴输送。
根据权利要求54所述的3D打印笔，其中所述送丝元件包括两个送丝齿轮，以在所述第一传动组件的带动下转动以驱动该耗材向所述喷嘴移动。
根据权利要求54所述的3D打印笔，其中至少一所述送丝齿轮沿其圆周设有环形嵌槽。
根据权利要求30至46中任一所述的3D打印笔，其中所述笔主体的所述通道内设有多个等距分布的防抖筋。
根据权利要求30至46中任一所述的3D打印笔，其中所述加热机构包括加热部件，所述进丝机构包括作用于该耗材的送丝元件，所述染色机构的所述染色件位于所述加热部件和所述送丝元件之间。
根据权利要求30至46中任一所述的3D打印笔，其中所述加热机构包括加热部件，所述进丝机构包括作用于该耗材的送丝元件，其中所述送丝元件位于所述加热部件和所述染色机构的所述染色件之间。
一种应用于3D打印笔的染色机构，其中3D打印笔包括笔主体该笔主体包括喷嘴，并且该笔主体内形成有输送耗材的通道，其特征在于，所述染色机构包括墨盒、驱动机构和染色件，所述染色件安装于所述墨盒，在所述驱动机构的作用下，所述染色件的至少一部分与该通道内的该耗材接触，从而使该耗材被染色。
一种带有搅拌机构的3D打印笔，其特征在于，包括：

笔主体，笔主体包括喷嘴，并且该笔主体内形成有输送该耗材的通道；

进丝机构，以用于将该耗材向所述喷嘴输送；

加热机构，以用于将该耗材加热熔化；以及

搅拌机构，以用于将加热熔化的该耗材搅拌。
根据权利要求61所述的带有搅拌机构的3D打印笔，其中所述搅拌机构包括：

驱动电机；

第二传动组件；以及

搅拌管，以供该耗材穿入，其中所述驱动电机通过所述第二传动组件使所述搅拌管转动设于笔主体内，其中所述喷嘴内形成供搅拌管伸入的搅拌腔，且所述搅拌管与所述搅拌腔相连通。