[發明專利]一種直徑可控的3D打印機的噴頭

有效

• 申請號: 201410237592.9
• 申請日: 2014-05-31
• 公開（公告）號: CN104441651A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 郭太良;周雄圖;葉蕓;張啟飛;林毅斌
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00;B22F3/115
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及一種直徑可控的3D打印機的噴頭，應用于3D打印設備。?

背景技術

3D打印技術是快速成型技術的一種。它以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料通過逐層打印的方式來構造物體。近年來3D打印逐漸被用于一些產品的直接制造，目前已經有應用3D打印技術而制造出的零部件。這項技術在工業設計、汽車、航空航天、醫療產業等行業中得以應用。?

3D打印設備通過噴嘴將打印物料打印在工作平臺之上，當打印精細結構時需要口徑較小的噴嘴，而打印較大面積時就需要大口徑的噴嘴。同時在打印一些結構時，打印頭方向的細微調節可以減少工作平臺或打印頭整體的移動，提高打印速度。但是目前3D打印設備的噴嘴的方向和大小是固定的，這種結構限制了3D打印的應用范圍。?

電至伸縮效應是一種機電耦合效應，它是指當外電場作用于電介質上時，電介質產生的應變正比于電場強度或極化強度的平方的現象。其應變的表達式為：?

S＝ME²

式中S——應變；?

E——電場強度(V/m)?

M——電致伸縮系數(m²/V²)?

磁致伸縮效應是指一些磁性材料在外磁場的作用下，其尺寸伸長(或縮短)，去掉外磁場后，其又恢復到原始長度的現象。其應變公式為：?

S＝KB²

式中S——應變；?

B——磁感應強度(T)?

K——比例系數，是磁感應強度B的函數?

磁致伸縮材料和電致伸縮材料的應變與伸縮量的關系式為：?

ΔL＝SL?

式中ΔL——伸縮量；?

S——應變；?

L——原始長度；?

針對現有3D打印噴頭的不足，利用電致伸縮材料和磁致伸縮材料在電場或磁場作用下產生形變的特性，本發明提出一種3D打印設備的噴頭實現3D打印設備噴嘴大小和方向的精細調節。?

發明內容

本發明的目的是提供一種直徑可控的3D打印機的噴頭，有助于解決目前3D打印頭調控不便等問題。?

本發明的技術方案在于：一種直徑可控的3D打印機的噴頭的推拉式結構，包括用以進給物料的管路及連接于管路出料端上的噴頭，其特征在于：所述噴口的四周外側分別鉸接有一片用以控制噴口大小的收斂片，所述收斂片分別經各自的致動器連接于打印機的機架上。?

一種直徑可控的3D打印機的噴頭的阻塞式結構，包括用以進給物料的管路及連接于管路出料端上的噴頭，其特征在于：包括所述噴口的四周內側設有控制噴口尺寸的伸縮材料和，所述噴口的外側設有連接于打印機機架上且用以控制噴口方向的致動器。?

其中，所述的致動器為電致伸縮材料致動器，所述電致伸縮材料致動器包含用以產生驅動電致伸縮材料的電場的電極(611)，電致伸縮材料(612)，襯底(613)，電極支撐(615)以及傳動桿(614)，所述電致伸縮材料在機械結構上采用串聯形式，在電路結構上使用并聯形式。?

或者，所述的致動器為磁致伸縮材料致動器，所述磁致伸縮材料致動器包含磁致伸縮材料(622)，殼體(623)，用以產生驅動磁致伸縮材料的磁場的線圈(621)和傳動桿(624)。?

所述管路包含有加熱段、進給段、噴口，位于加熱段外圍設置有用以對物料進行加熱的加熱元件。?

附圖說明

圖1是本發明的3D打印噴頭的推拉式結構的內部構造示意圖。?

圖2是本發明的3D打印噴頭的推拉式結構的截面示意圖。?

圖3是本發明的3D打印噴頭的阻塞式結構的內部構造示意圖。?

圖4是本發明的3D打印噴頭的阻塞式結構的截面示意圖。?

圖5是電致伸縮材料致動器的結構示意圖。?

圖6是電致伸縮材料致動器的截面示意圖。?

圖7是磁致伸縮材料致動器的結構示意圖。?

圖8a-8b是本發明的3D打印噴頭的推拉式結構使用電致伸縮材料致動器?

圖9a-9b是本發明的3D打印噴頭的推拉式結構使用磁致伸縮材料致動器?

圖10a-10b是本發明的3D打印噴頭的阻塞式結構使用電致伸縮材料。?

圖11a-11b是本發明的3D打印噴頭的阻塞式結構使用磁致伸縮材料。?

上述圖中編號的方式如下：?