[實用新型]一種基于渦流效應的3D打印機的打印頭加熱裝置

有效

• 申請號: 201720120323.3
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN206484890U
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 屈林;樊勇;官祥威;陳怡;邢歡歡;王騏;劉立光
• 申請（專利權）人: 北京衛星制造廠
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/295;B29C64/393;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 北京金之橋知識產權代理有限公司11137
• 代理人: 林建軍

技術領域

本實用新型屬于3D打印機技術領域，具體涉及一種基于渦流效應的熔融沉積成型3D打印機的打印頭加熱裝置。

背景技術

3D打印即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，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。如今3D打印技術已經在模具制造、工業設計、航空航天、文化藝術、雕刻等領域得到了廣泛地應用。

根據其成型方法的不同，3D打印技術可以分為立體光刻(SLA)、疊層實體制造(LOM)、選擇性激光燒結(SLS)、熔融沉積成型(FDM)等。熔融沉積成型(FDM)技術與其他技術最本質的區別于其沒有使用激光系統，因此成本最低，也是目前最為廣泛應用的一種3D打印技術。

熔融沉積成型(FDM)技術將熱塑性材料絲(ABS、PLA等)通過送料機構送進打印頭，在打印頭的加熱裝置中加熱至半熔化擠出，半熔化材料在計算機控制下預定的位置與周圍材料粘接并迅速固化。

目前的加熱方案主要是采用噴頭外部的加熱塊及加熱電阻，通過熱傳導方式傳遞能量。加熱電阻通電產生電阻熱，并在熱傳導作用下通過加熱塊傳遞給噴頭，將噴頭內的材料熔化。這種加熱裝置具有結構簡單，成本較低的優點。但同時存在著由線加熱帶來的加熱不均的問題，導致打印材料熔化不均或熔化不完全，對打印精度造成不利影響，并且容易使噴頭發生堵塞。同時，電阻加熱的方式還存在著損失大，加熱效率不高的問題。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型實施例提供一種基于渦流效應的熔融沉積成型3D打印機的打印頭加熱裝置，其能夠改善3D打印機的加熱擠出裝置的熱效率；減少能量向上傳遞，防止堵頭；減小熱阻滯、熱慣性，提高控溫性能；均勻加熱、熔絲穩定，提高打印精度。

本實用新型實施例提供的基于渦流效應的3D打印機的打印頭加熱裝置，包括噴頭(1)、線圈(2)、加熱塊(3)、喉管(4)、電源(5)、溫控系統(6)、測溫傳感器(7)，其特征在于：所述加熱塊(3)安裝在所述噴頭(1)上，所述線圈(2)纏繞在所述加熱塊(3)外部，測溫傳感器(7)測量的所述加熱塊(3)的實時溫度并反饋給溫控系統(6)，所述溫控系統(6)控制所述線圈(2)中的電流，實現對加熱溫度的控制。

較佳地，所述測溫傳感器(7)置于所述加熱塊(3)的測溫孔內并用導線與溫控系統(6)連接。

較佳地，所述溫控系統(6)根據設定溫度和所述測溫傳感器(7)測得溫度調節線圈(2)中的電流，控制加熱功率。

較佳地，所述電源(5)、溫控系統(6)及線圈(2)串聯連接。

較佳地，所述電源(5)為交流電。

較佳地，所述線圈(2)內通入交流電，在渦流效應下所述加熱塊(3)產生渦流發熱，絲材在所述噴頭(1)的腔體內被加熱熔化。

較佳地，所述加熱塊(3)采用磁導率高的鐵磁性材料。

較佳地，喉管(4)用于連接打印頭和運動機構，同時起導絲作用。

本實用新型中記載的加熱裝置，工作流程如下：1)、線圈(2)內通入交流電，產生交變磁場；2)、在渦流效應下加熱塊(3)產生渦流發熱，絲材在噴頭(1)的腔體內被加熱熔化；3)、測溫傳感器(7)測量加熱塊(3)的實時溫度并反饋給溫控系統(6)；4)、溫控系統(6)根據設定溫度和所述測溫傳感器(7)測得的溫度調節線圈(2)中的電流，實現對加熱溫度的控制。

與現有技術相比，本實用新型存在以下技術效果：

第一、均勻加熱，熔絲穩定，提高打印精度；

第二、加熱效率高，熱損失??；

第三、加熱溫度易于控制；

第四、不會出現加熱過程中噴頭的堵塞。

附圖說明

圖1為本實用新型加熱裝置剖面圖；

附圖標記：附圖1中的標記說明，1-噴頭，2-線圈，3-加熱塊，4-喉管，5-電源，6-溫控系統，7-測溫傳感器。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。