[發明專利]一種3D打印機打印頭

無效

• 申請號: 201410725050.6
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN105643927A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 成都美律科技有限公司
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00;B22F3/115;B33Y30/00
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 王偉

技術領域

本發明涉及一種3D打印設備，特別涉及一種3D打印機打印頭。

背景技術

3D打印機是一種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的技術，過去其常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型， 現正逐漸用于一些產品的直接制造。

3D打印技術，是以計算機三維設計模型為藍本，通過軟件分層離散和數控成型系統， 利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細胞組織等特殊材料進行逐 層堆積黏結，最終疊加成型，制造出實體產品。3D打印將三維實體變為若干個二維平面， 通過對材料處理并逐層疊加進行生產，大大降低了制造的復雜度。這種數字化制造模式直 接從計算機圖形數據中便可生成任何形狀的零件。在3D打印時，軟件通過電腦輔助設計 技術(CAD)完成一系列數字切片，并將這些切片的信息傳送到3D打印機上，后者會將 連續的薄型層面堆疊起來，直到一個固態物體成型。堆疊薄層的形式有多種多樣。有些3D 打印機使用“噴墨”的方式。例如，一家名為Objet的以色列3D打印機公司使用3D打印 機噴頭將一層極薄的液態塑料物質噴涂在鑄模托盤上，此涂層然后被置于紫外線下進行處 理，之后鑄模托盤下降極小的距離，以供下一層堆疊上來。另外一家總部位于美國明尼阿 波利斯市的公司Stratasys使用一種叫做“熔積成型”的技術，整個流程是在噴頭內熔化塑 料，然后通過沉積塑料纖維的方式才形成薄層。還有一些系統使用粉末微粒作為打印介質， 粉末微粒被噴撒在鑄模托盤上形成一層極薄的粉末層，然后由噴出的液態粘合劑進行固化。 它也可以使用一種叫做“激光燒結”的技術熔鑄成指定形狀。

3D打印機與傳統3D打印機最大的區別在于它使用的“墨水”是實實在在的原材料。 這些原材料經加熱后熔化，從3D打印機的打印頭噴頭中噴出后冷卻為固態，整個打印的 過程就是噴頭按照程序不斷的噴出液體的原材料并成功在模型上冷卻，最終得到3D的固 體實物。目前的3D打印設備在設備工作時只能持續進料而不能輕易地暫停，否則已經加 熱至軟化的打印物料容易硬化在進料管中而堵塞進料管，這就需要用戶只能持續不斷地進 行打印作業，而無法中途停頓。從而，對3D打印設備操作不是非常熟練的用戶，還無法 在打印過程中根據打印現場的具體情況進行思考和判斷，也無法暫停打印作業進行相應的 準備。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種打印物料不會在減料管內堵塞，結 構十分簡單，容易實現的3D打印機打印頭，解決了常規3D打印機的圓形柱涉及造成堵塞， 使得打印物料無法向前送料的問題，大大提高了打印機的工作效率。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種3D打印機打印頭，包括進料管、加 熱元件、噴頭以及安裝在噴頭內部的噴嘴、進給元件、與加熱元件和進給元件相連的處理 器、以及與處理器相連的控制器；進料管包括圓柱形上孔、錐圓柱形中孔和圓柱形緩沖下 孔，圓柱形緩沖下孔的末端安裝噴頭，噴嘴與圓柱形緩沖下孔貫通連接，圓柱形緩沖下孔 的內直徑大于錐圓柱形中孔的內直徑；進給元件用于為進給進料管中的進給打印物料，加 熱元件用于將其內部的進料管中的打印物料加熱至軟化，加熱元件還用于根據保溫信號對 軟化的打印物料進行保溫。

進一步地，加熱元件根據保溫信號以將進料管中的打印物料加熱至軟化的第一溫度間 歇性地工作，或者以第二溫度進行持續性地或者間歇性地工作，所述第二溫度小于第一溫 度。

進一步地，本發明的打印頭還包括有機殼，所述的進料管、加熱元件、進給元件和處 理器設置在所述機殼內部，控制器設置在所述機殼的外部。

本發明的有益效果是：

1、進料管采用圓柱形上孔、錐圓柱形中孔和圓柱形緩沖下孔的設計，使得打印物料膨 脹擠力作用在錐形孔壁上，孔壁沿其表面向下呈一定的角度傾斜給打印物料表面反作用力 F，不僅減小了打印物料與孔壁之間形成的摩擦力，而且向下的作用力F有利于打印物料向 圓柱形緩沖下孔的輸送，不會在孔內造成堵塞，解決了常規3D打印機的圓形柱涉及造成堵 塞，使得打印物料無法向前送料的問題，大大提高了打印機的工作效率，而且結構十分簡 單，容易實現；