[實用新型]一種3D打印機噴頭

有效

• 申請號: 201821258342.3
• 申請日: 2018-08-06
• 公開（公告）號: CN208855054U
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 張海強;杜俊斌;趙建華;陳曉佳
• 申請（專利權）人: 中科院廣州電子技術有限公司
• 主分類號: B29C64/209
• 分類號: B29C64/209;B29C64/118;B29C35/16;B33Y30/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 周友元;黃培智

本實用新型公開了一種3D打印機噴頭，包括基板、散熱塊、風冷系統以及至少一個熔融出絲組件，散熱塊安裝在基板的下方，熔融出絲組件的上部與基板連接，中部與散熱塊連接，風冷系統包括渦輪風扇、渦輪風扇導風板、角度調整板、軸流風扇和軸流風扇導風板，軸流風扇位于熔融出絲組件的前方，上端通過角度調整板安裝在基板上，下端與軸流風扇導風板連接，渦輪風扇位于熔融出絲組件的后方，上端與基板連接，下端與渦輪風扇導風板連接。本實用新型通過散熱塊對熔融出絲組件進行冷卻，通過風冷系統加速熱量的傳遞，可有效避免絲料過早軟化，從而能夠減少噴頭的送絲阻力，降低噴頭堵塞的風險。

技術領域

本實用新型涉及3D打印技術領域，具體涉及一種3D打印機噴頭。

背景技術

3D打印技術是快速成型技術的一種，它以數字模型文件為基礎，按照程序將成型材料逐層堆疊的方式來構造物體的技術。熔融沉積成型技術(FDM技術)是目前運用較多的一種3D打印技術，它利用高溫將熱塑性材料融化成熔融態，通過打印頭擠出后固化，最后在三維空間上堆疊形成立體實物。

作為3D打印成型核心部件之一的打印噴頭，其性能和可靠性對3D打印的效果至關重要，一款設計精良的打印噴頭，不僅可以提高樣件打印的表面質量和成型精度，而且能極大提高打印機的穩定性及生產效益。

然而目前很多熔融沉積成型3D打印機在打印過程中容易出現出絲不暢、噴頭堵塞等問題，究其原因大都是因為噴頭結構設計不合理、噴頭散熱端的散熱不良導致絲料過早軟化，使得噴頭的送絲阻力過大最終導致噴頭出絲不正常。

實用新型內容

針對上述現有技術的不足，本實用新型提供一種3D打印機噴頭，可有效縮短絲狀在打印噴頭內的高彈態長度，減少送絲阻力，提高樣件打印的表面質量和成型精度。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案為：

一種3D打印機噴頭，包括基板、散熱塊、風冷系統以及至少一個熔融出絲組件，散熱塊安裝在基板的下方，熔融出絲組件的上部與基板連接，中部與散熱塊連接，風冷系統包括渦輪風扇、渦輪風扇導風板、角度調整板、軸流風扇和軸流風扇導風板，軸流風扇位于熔融出絲組件的前方，上端通過角度調整板安裝在基板上，下端與軸流風扇導風板連接，渦輪風扇位于熔融出絲組件的后方，上端與基板連接，下端與渦輪風扇導風板連接。

通過散熱塊對熔融出絲組件進行冷卻，通過渦輪風扇和離心風扇構成半循環式的風冷方式，可以大大提高散熱塊和熔融出絲組件的冷卻效率，可有效避免絲料過早軟化，從而能夠降低噴頭的送絲阻力，提高打印效率。

作為本實用新型的一種改進，所述的熔融出絲組件包括喉管、噴嘴、儲熱塊、加熱棒、隔熱件和接頭，隔熱件上端與基板連接，下端伸入散熱塊中與喉管上端連接，喉管下端與儲熱塊連接，噴嘴安裝在儲熱塊下方，加熱棒安裝在儲熱塊內，接頭安裝在隔熱件上端面，隔熱件和接頭為管狀中空結構，接頭、隔熱件、喉管和噴嘴依次同軸連通，構成絲料流通通道。

喉管只有下方的一段接觸儲熱塊，再通過散熱塊與隔熱件連接，可以有效防止儲熱塊的熱量通過喉管向上傳遞，從而可以縮小絲料在絲料流通通道內的高彈態長度，加強絲料的活塞作用，降低送絲阻力。

進一步地，所述的噴嘴上端設有與喉管下端相匹配的內孔，當噴嘴從下往上螺接在儲熱塊上時，噴嘴內孔的底面與喉管的下端面緊密貼合。這樣，既保證了連接的緊密性，防止熔融絲材的泄漏；同時由于喉管外徑與噴嘴內孔是柱形嵌套配合，降低了裝配的要求，提高了喉管與噴嘴的同軸度。

進一步地，為了精準控制絲料熔融溫度，在儲熱塊內安裝有溫度傳感器。

進一步地，所述的喉管靠近儲熱塊上端面的一段設有外徑突變縮小的收縮段。這種設計可以減少儲熱塊的熱量傳導到收縮段上方的喉管中，使加熱棒的熱量盡可能多的保持在儲熱塊和噴嘴，加大絲料流通通道的溫度階梯，進一步降低絲料的高彈態長度。