[實用新型]一種3D打印機的打印頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420740919.X
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN204278544U
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊燕楠;李世強
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海天威飛馬打印耗材有限公司
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00
• 代理公司: 珠海智專專利商標代理有限公司 44262
• 代理人: 林永協(xié)

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于3D打印機領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種3D打印機的打印頭。

背景技術(shù)

快速成型技術(shù)能夠用于三維（3D）打印的成型過程，通過電腦數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換過程實現(xiàn)三維物體的制造。通常，3D打印快速成型技術(shù)主要包括三種類型：立體雕刻（Stereolithography）、逐層疊加制造（Laminated?Object?Manufacturing）和選擇性沉積塑形（Selective?Deposition?Modeling）。

選擇性沉積塑形的基本原理為將三維物體逐層切片而得到每一層橫截面的數(shù)據(jù)信息，基于這些信息將物體制造出來。現(xiàn)有的一種選擇性沉積塑形是熔融沉積成型（Fused?Deposition?Modeling，F(xiàn)DM）。熔融沉積成型的設(shè)備包括了一個擠壓頭，擠壓頭內(nèi)可以設(shè)置一個絲料的進給裝置，通過加熱元件對擠壓頭加熱后，擠壓頭能夠擠壓出熔融的流體材料，擠壓出來的材料經(jīng)冷卻凝固后形成固體結(jié)構(gòu)。

如圖1所示，市場上銷售的一種FDM的3D打印機包括水平軌道，水平軌道包括相互垂直的X軌道和Y軌道。X軌道包括兩條平行設(shè)置的第一X軌道110和第二X軌道120，Y軌道包括兩條平行設(shè)置的第一Y軌道210和第二Y軌道220。X軌道通過第一連接架130連接在Y軌道上，并且X軌道能夠沿Y軌道軸向移動。3D打印機還包括用于擠壓出熔融材料的打印頭300，打印頭300通過一個第二連接架310連接在X軌道上，并且第二連接架310能夠沿X軌道軸向移動。

3D打印機還包括沿豎直方向延伸的Z軌道運動組件，Z軌道運動組件包括Z軌道、第三連接架420以及平臺430，Z軌道包括一個絲桿450和兩個固定桿，第三連接架420穿過絲桿450和兩個固定桿，絲桿450的下端設(shè)有一個驅(qū)動電機，第三連接架420上連接平臺430。在驅(qū)動電機的作用下，絲桿450發(fā)生旋轉(zhuǎn)，平臺430在第三連接架420的帶動下能夠沿豎直方向Z軌道的絲桿450和固定桿軸向移動。由于打印頭能夠沿X軸、Y軸和Z軸任意方向移動，在3D打印機的程序控制中首先對物體進行分層切割，每一層預先設(shè)定好打印路徑，便能夠?qū)崿F(xiàn)3D物體的打印過程。

如圖2和圖3所示，現(xiàn)有技術(shù)中的一種3D打印機的打印頭在豎直方向依次包括連接管500、加熱塊600和噴頭700，噴頭700具有噴嘴710，絲料在加熱塊600內(nèi)熔融后由噴嘴710噴涂到打印機的工作平臺上，連接管500內(nèi)部具有鐵氟龍管800，鐵氟龍管800的一部分設(shè)置在加熱塊600的內(nèi)部，另一部分設(shè)置在連接管500的內(nèi)部，鐵氟龍管800能夠耐高溫并且表面光滑，作為絲料的運輸管道，能夠起到良好的潤滑作用。如圖3所示，噴頭700的柱形管720長度小于加熱塊600的高度，因此噴頭700與連接管500固定連接的位置位于加熱塊600的內(nèi)部。

3D打印機在打印過程中，針對不規(guī)則的物體，打印頭經(jīng)常需要快速移動和變換位置，打印頭移動前，3D打印機需要停止絲料的進給，進給絲料的動力部件可以為齒輪傳動。在打印頭位置移動和變換的過程中，是不希望熔融的絲料從噴嘴710擠出的，然而由于絲料自身重力的影響，很難使打印頭能夠瞬間停止絲料的擠出，這種不必要的絲料擠出現(xiàn)象在本領(lǐng)域中被稱之為拉絲現(xiàn)象。這種現(xiàn)象會降低打印物體的精度和表面平整度，影響打印物體的美觀形，另外還容易造成絲料的浪費。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中3D打印機的打印頭在位置移動過程中，打印頭難以瞬間停止供絲，產(chǎn)生拉絲現(xiàn)象的缺陷，本實用新型的主要目的是提供一種3D打印機的打印頭。

本實用新型提供的3D打印機的打印頭包括連通管，加熱塊，加熱塊用于將絲料熔融，加熱塊具有第一開口和第二開口，連通管穿過第一開口和第二開口；隔熱內(nèi)管，隔熱內(nèi)管設(shè)置在連通管的內(nèi)部；隔熱內(nèi)管在加熱塊的外部，隔熱內(nèi)管的端部與第一開口之間有間隔。

????采取上述方案，3D打印機的噴頭在位置移動過程中，噴頭停止供絲，避免拉絲現(xiàn)象的產(chǎn)生。

一個優(yōu)選的方案是，間隔的長度在2毫米至4毫米之間。

采取上述方案，當間隔距離過小時，拉絲現(xiàn)象得到緩解但是仍然會存在這種問題，當間隔距離過大時隔熱內(nèi)管的隔熱作用就會顯著降低而達不到預想的技術(shù)效果，實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，間隔距離設(shè)置在2毫米至4毫米之間時，效果最好。

一個優(yōu)選的方案是，連通管由一個連接管與一個噴頭固定連接形成，噴頭具有錐形噴嘴和柱形管，柱形管依次穿過第二開口和第一開口后與連接管固定連接。

一個優(yōu)選的方案是，噴嘴和柱形管由金屬銅材料制成。