[發明專利]一種可用于3D打印機的噴頭快換系統及打印機

有效

• 申請號: 201710540501.2
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107175810B
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 傅建中;林煒奕;吳森洋
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B29C64/106
• 分類號: B29C64/106;B29C64/209;B29C64/393;B29C64/30;B33Y30/00;B33Y40/00;B33Y50/02
• 代理公司: 杭州之江專利事務所(普通合伙) 33216
• 代理人: 黃燕

本發明公開了一種可用于3D打印機的噴頭快換系統以及帶有該系統的打印機，包括：固定在打印平臺上的噴頭庫，該噴頭庫上固定有需要的至少兩個噴頭模塊；固定在3D打印機運動機構上的運動機構抓取模塊，該運動機構抓取模塊根據指令抓取和放回對應的噴頭模塊。本發明的創新之處在于采用模塊化設計思想設計了一套可用于3D打印機的噴頭快換系統，使得安裝了這套系統的普通3D打印機具備了可更換噴頭打印的能力。由于打印過程中可以自動更換不同打印類型的噴頭模塊，使得3D打印機可以打印多種材料混合的3D打印件，所打印的打印件具有特殊的性能。由于采用了模塊化設計，只要是開發帶有所述連接組件的噴頭模塊都可以用于所述噴頭快換系統中。

技術領域

本發明屬于3D打印設備領域，具體是涉及一種可以作為附件安裝于3D打印機上的噴頭快換系統及帶有該系統的打印機。

背景技術

3D打印技術也叫快速成型技術或者增材制造，相對于傳統制造工藝去除材料的零件制造方法，3D打印工藝采用的是材料的逐層疊加原理來生成一個完整的零件。作為近年來先進制造領域的研究熱點之一，3D打印技術已經廣泛應用于制造業、航空航天、國防軍工、生物醫療、食品化學等領域。運用3D打印技術可以縮短產品的開發周期，可以快速獲得產品原型并加快產品迭代升級的精度，一些傳統制造工藝難以生產的復雜幾何形體也能通過3D打印獲得。

但隨著3D打印技術在越來越多的領域得以應用，一般的單噴頭3D打印機已經無法滿足多材料打印的需求。也有部分3D打印機具有多個噴頭，但是可打印材料的范圍較小，拓展能力差。

發明內容

本發明提供一種可用于3D打印機的噴頭快換系統，并且可以安裝于不同類型的3D打印機上，使得安裝了這套系統的3D打印機具備可以更換噴頭模塊進行打印的能力。其中不同類型的噴頭模塊可以打印不同的材料，大大擴展了3D打印機的適用范圍。

達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種可用于3D打印機的噴頭快換系統，所述3D打印機包括驅動打印噴頭工作的運動機構以及打印平臺，包括：

固定在所述打印平臺上的噴頭庫，該噴頭庫上固定有至少兩個噴頭模塊；

固定在所述運動機構上的運動機構抓取模塊，該運動機構抓取模塊根據指令抓取和放回對應的噴頭模塊。

本發明中，所述的噴頭模塊一般具有不同打印功能或者打印材料不同，包括但不限于可以打印絲狀材料的電機擠出噴頭模塊與可以打印液狀材料的氣動擠出噴頭模塊。上述兩種打印模塊可以根據具體打印材料的不同，可設置一組或多組。

本發明中，所述噴頭庫用于存放噴頭模塊，所述噴頭庫可以對閑置噴頭模塊進行加熱和保溫等。

3D打印的運動機構一般為三維或者二維的運動機構，本發明的運動機構抓取模塊一般固定在運動機構上的運動臂上。

本發明通過運動機構抓取模塊可快速實現對噴頭模塊的更換，提高了打印效率，同時擴展了3D打印的適用范圍。

作為優選，所述噴頭模塊包括：

噴頭組件；

與所述打印功能模塊相互固定的連接組件，該連接組件與運動機構抓取模塊之間設有配合定位的第一定位件，該連接組件與噴頭庫之間設有配合定位的第二定位件。

所述噴頭組件一般由現有的零部件組成，也可以根據需要自行加工。比如針對電機擠出噴頭模塊，噴頭組件一般包括料盒、電機安裝座、擠出電機、進料管、散熱風扇、散熱片、加熱塊、噴嘴等；針對氣動擠出噴頭模塊，噴頭組件一般包括氣管接頭、氣管、注射器安裝座、冷卻風扇、注射器夾持、注射器加熱塊、注射器噴嘴、注射器等等。

本發明中，連接組件是整個系統比較關鍵的部件，起到連接噴頭模塊與運動機構抓取模塊，以及噴頭模塊與噴頭庫的作用。