[發(fā)明專利]一種用于3D打印機(jī)的多功能噴頭

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710096278.7
• 申請(qǐng)日: 2017-02-22
• 公開（公告）號(hào): CN106945275A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚立偉;趙巖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州先臨三維科技股份有限公司
• 主分類號(hào): B29C64/20
• 分類號(hào): B29C64/20;B29C64/30;B29C64/321;B29C64/106;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 杭州宇信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)33231
• 代理人: 張宇娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D打印設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種用于3D打印機(jī)的多功能噴頭。

背景技術(shù)

3D 打印技術(shù)實(shí)際上是一系列快速原型成型技術(shù)的統(tǒng)稱，其基本原理都是疊層制造，由快速原型機(jī)在X-Y 平面內(nèi)通過掃描形式形成工件的截面形狀，而在Z坐標(biāo)間斷地作層面厚度的位移，最終形成三維制件。目前市場(chǎng)上的快速成型技術(shù)分為3DP 技術(shù)、FDM 熔融層積成型技術(shù)、SLA 立體平版印刷技術(shù)、SLS 選區(qū)激光燒結(jié)等。

FDM 熔融層積成型技術(shù)是將絲狀的熱熔性材料加熱融化，同時(shí)三維噴頭在計(jì)算機(jī)的控制下，根據(jù)截面輪廓信息，將材料選擇性地涂敷在工作臺(tái)上，快速冷卻后形成一層截面。一層成型完成后，機(jī)器工作臺(tái)下降一個(gè)高度（即分層厚度）再成型下一層，直至形成整個(gè)實(shí)體造型。其成型材料種類多，成型件強(qiáng)度高、精度較高，主要適用于成型小塑料件。

目前基于 FDM 原理的3D 打印機(jī)在使用中經(jīng)常會(huì)碰到以下問題：①打印過程中因送絲輪打滑造成噴頭不出絲或出絲斷斷續(xù)續(xù)；②料盤打印絲斷絲或打印絲供應(yīng)不足導(dǎo)致的打印失敗；③進(jìn)絲電機(jī)扭矩不足導(dǎo)致的卡絲；④噴頭體積大、過重導(dǎo)致的整機(jī)不穩(wěn)，模型打印質(zhì)量不好等問題；⑤維修不便；⑥測(cè)高及調(diào)平模塊過于復(fù)雜且結(jié)構(gòu)存在缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種用于 3D 打印機(jī)的多功能噴頭，集合了進(jìn)絲、打印絲卡絲檢測(cè)、打印絲斷絲檢測(cè)、自動(dòng)測(cè)高及調(diào)平功能，且具有體積小、重量輕、進(jìn)絲力度大、打印材質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

為解決上述問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種用于3D打印機(jī)的多功能噴頭，包括支架及設(shè)于支架上的噴嘴組件、加熱組件、送料組件、散熱組件及檢測(cè)組件；其中，所述噴嘴組件包括噴嘴和喉管，所述加熱組件設(shè)于噴嘴和喉管之間，用于加熱噴嘴融腔；所述送料組件包括打印絲導(dǎo)管、擠出機(jī)齒輪、與擠出機(jī)齒輪相匹配的轉(zhuǎn)輪及用于驅(qū)動(dòng)擠出機(jī)齒輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述打印絲導(dǎo)管、喉管和噴嘴的軸線在同一直線上，所述擠出機(jī)齒輪和轉(zhuǎn)輪設(shè)于打印絲導(dǎo)管和喉管之間，用于將打印絲從打印絲導(dǎo)管送入喉管；所述散熱組件用于冷卻所述喉管，所述檢測(cè)組件用于檢測(cè)打印絲導(dǎo)管內(nèi)有無打印絲穿過以及所述轉(zhuǎn)輪是否旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過齒輪組連接所述擠出機(jī)齒輪，所述齒輪組包括小直齒輪和大直齒輪，所述小直齒輪與電機(jī)輸出軸緊配合，并按照一定傳動(dòng)比與大直齒輪嚙合，所述大直齒輪與所述擠出機(jī)齒輪緊配合。

優(yōu)選的，所述小直齒輪與大直齒輪的傳動(dòng)比為3:1。

進(jìn)一步的，所述檢測(cè)組件包括固定于支架上的電路板及設(shè)于電路板上的打印絲檢測(cè)單元和轉(zhuǎn)輪檢測(cè)單元，其中，所述打印絲檢測(cè)單元為設(shè)于電路板上的限位開關(guān)，所述打印絲導(dǎo)管的側(cè)壁上開有缺口，所述限位開關(guān)通過該缺口進(jìn)入打印絲導(dǎo)管，以檢測(cè)打印絲導(dǎo)管內(nèi)有無打印絲穿過。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)輪檢測(cè)單元為設(shè)于電路板上與轉(zhuǎn)輪端面相對(duì)應(yīng)的光學(xué)傳感器，所述轉(zhuǎn)輪端面設(shè)有易于檢測(cè)的條紋或圖案。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)輪通過位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝于所述支架上，所述轉(zhuǎn)輪通過位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝于所述支架上，所述位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)輪與擠出機(jī)齒輪之間的徑向距離，包括轉(zhuǎn)輪壓桿、調(diào)節(jié)螺母、調(diào)節(jié)螺釘及彈簧；其中，所述轉(zhuǎn)輪通過軸承固定安裝于轉(zhuǎn)輪壓桿的一端，所述轉(zhuǎn)輪壓桿間隙活動(dòng)安裝于電機(jī)輸出軸上，所述彈簧設(shè)于轉(zhuǎn)輪壓桿的另一端和調(diào)節(jié)螺母之間；所述調(diào)節(jié)螺母和調(diào)節(jié)螺釘與設(shè)于支架上的內(nèi)槽配合，使調(diào)節(jié)螺母在調(diào)節(jié)螺釘?shù)淖孕D(zhuǎn)帶動(dòng)下沿軸向滑動(dòng)，調(diào)節(jié)彈簧的壓緊程度，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)輪對(duì)打印絲徑向壓力的調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步的，還包括測(cè)高調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述測(cè)高調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括設(shè)有壓力傳感器的測(cè)壓塊，所述喉管固定于測(cè)壓塊的一端，所述測(cè)壓塊的另一端固定于支架上。

進(jìn)一步的，所述加熱組件包括設(shè)于噴嘴和喉管之間的加熱塊及設(shè)于加熱塊側(cè)面的加熱裝置和測(cè)溫裝置。

進(jìn)一步的，所述散熱組件包括設(shè)于喉管外側(cè)的散熱片和用于冷卻所述散熱片的風(fēng)扇。

進(jìn)一步的，所述散熱組件還包括風(fēng)道件，所述風(fēng)道件固定于風(fēng)扇出風(fēng)口處，用于對(duì)風(fēng)扇出風(fēng)口的風(fēng)向進(jìn)行分流變向，一部分吹向散熱件，另一部分吹向噴嘴下方