[發明專利]一種復合石墨烯預熱與摩擦生熱沉積的3D打印頭結構

有效

• 申請號: 201910189543.5
• 申請日: 2019-03-13
• 公開（公告）號: CN109878084B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 要義勇;辜林風;成城;王世超;高射
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B29C64/209
• 分類號: B29C64/209;B29C64/118;B29C64/295;B29C64/30;B29C64/321;B29C64/20;B29C64/227;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種復合石墨烯預熱與摩擦生熱沉積的3D打印頭結構，其特征在于，包括自上而下依次設置的定位區(1)、進料區(3)、熔絲區(6)和噴嘴(10)；其中，

定位區(1)用于定位3D打印頭，并與打印機進行定位連接，其底部開設有凹槽，并設置有直流電機(2)，凹槽中心開設有圓筒狀圓槽；熔絲區(6)內開設有與圓筒狀圓槽連通且同軸心設置的熱熔通道，噴嘴(10)內開設有與熱熔通道連通且同軸心設置的出料通道；進料區(3)的周向上開設與若干與熱熔通道連通的圓弧狀進料通道；

熔絲區(6)的熱熔通道內設置有具有中空腔體的發熱棒(5)，直流電機(2)的轉軸伸入發熱棒(5)內部，與填充在發熱棒(5)內部的摩擦棉(4)充分緊密接觸，摩擦棉(4)的材料選擇鋼棉或者銅棉，用于與直流電機(2)的轉軸進行摩擦生熱，并將熱通過發熱棒(5)傳導到熔絲區(6)；熔絲區(6)的熱熔通道內壁緊貼有呈圓筒狀的石墨烯發熱膜(7)，且石墨烯發熱膜(7)與發熱棒(5)之間設有間隙，熔融材料通過圓弧狀進料通道被送到發熱棒(5)與石墨烯發熱膜(7)之間進行加熱熔化；熔絲區(6)底部設置有過濾網(9)；熔絲區(6)的加熱方式為石墨烯發熱膜(7)進行預熱，然后通過直流電機(2)與摩擦棉(4)進行摩擦生熱，并通過發熱棒(5)將熱傳導到熔絲區(6)，熔融材料經進料區(3)進入熔絲區(6)后加熱熔化。

2.根據權利要求1所述的一種復合石墨烯預熱與摩擦生熱沉積的3D打印頭結構，其特征在于，熔絲區(6)的周向設置有隔熱層(8)，用于防止石墨烯加熱使打印頭結構變形影響打印精度。

3.根據權利要求1所述的一種復合石墨烯預熱與摩擦生熱沉積的3D打印頭結構，其特征在于，直流電機(2)選用最高轉速能達到40000r/min及以上的直流電機。

4.根據權利要求1所述的一種復合石墨烯預熱與摩擦生熱沉積的3D打印頭結構，其特征在于，過濾網(9)上的過濾孔孔徑小于熔融材料的直徑，使得未能完全融化的熔融材料不能進入到噴嘴(10)中。

5.根據權利要求1所述的一種復合石墨烯預熱與摩擦生熱沉積的3D打印頭結構，其特征在于，噴嘴(10)為針狀噴嘴，與3D打印頭通過螺紋連接。

6.根據權利要求1所述的一種復合石墨烯預熱與摩擦生熱沉積的3D打印頭結構，其特征在于，圓弧狀進料通道的數量為四個。