[發明專利]一種應用于五軸低熔點合金3D打印機的防干涉噴頭

有效

• 申請號: 201911068935.2
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN110814349B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 黨稼寧;劉維偉;李樹祿;姚倡鋒
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B22F3/115
• 分類號: B22F3/115;B33Y30/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 云燕春

1.一種應用于五軸低熔點合金3D打印機的防干涉噴頭，其特征在于：包括噴頭機架、送絲組件和針管組件；所述噴頭機架頂部開有兩個空間垂直的通孔，3D打印機的X軸和Y軸均通過直線軸承分別安裝于兩個所述通孔內，使得整個防干涉噴頭能夠沿3D打印機的X軸或Y軸移動；

所述送絲組件包括打印頭機架、送絲齒輪、步進電機、絲道、彈簧、彈簧固定栓和滾絲輪；所述打印頭機架為L型支臂結構，通過內六角圓柱頭螺釘安裝于所述噴頭機架的側立面上，并能夠繞所述內六角圓柱頭螺釘轉動；所述打印頭機架的一端臂水平設置，另一端臂向下設置，并在水平端臂上沿長度方向開有兩個通孔，靠近另一端臂的通孔用于同軸安裝所述絲道，靠近端頭處的通孔用于同軸安裝所述彈簧固定栓，所述彈簧固定栓的底端同軸穿過所述彈簧，并通過其底部螺紋固定于所述噴頭機架的底面上，用于限制所述打印頭機架水平端臂的旋轉行程和壓縮所述彈簧；所述彈簧為螺旋壓縮彈簧，通過其軸向彈力對水平端臂施加杠桿力；所述送絲齒輪安裝于所述絲道的下方，其周面上設置有外齒；所述滾絲輪通過轉軸安裝于所述打印頭機架另一端臂上，通過彈簧施加的杠桿力，所述滾絲輪和送絲齒輪接觸，并保證接觸點位于所述絲道中心軸上；所述步進電機安裝于所述噴頭機架的另一側立面，其輸出軸水平穿過所述噴頭機架與所述送絲齒輪同軸固定，能夠控制所述送絲齒輪轉動，與滾絲輪配合驅動金屬絲從滾絲輪和送絲齒輪之間豎直向下移動；

所述針管組件與所述絲道同軸，固定于所述噴頭機架底面設置的通孔內，包括針頭、針管、氣管接頭、鐵氟龍管、O型圈、加熱模塊和針管蓋；所述的針管為兩端開口的管狀結構，其頂端通過所述針管蓋密封封閉，在所述針管蓋中心處開有通孔用于穿過金屬絲，所述金屬絲與針管蓋上的通孔之間通過O型圈密封；所述的針管的底端開口處同軸密封安裝有所述針頭，其周壁上相對兩側垂直設置有氣管口，通過氣管接頭與外接氣管連通，從而能夠通過氣管輸入、輸出的氣流量來控制低熔點合金的噴出流量；所述鐵氟龍管同軸安裝于所述針管內，用于促進金屬絲移動并防止低熔點合金溶液堵塞，所述鐵氟龍管周面上開有通氣孔，用于連通所述鐵氟龍管壁內外的氣體，控制合金熔液噴出流量；所述加熱模塊設置于所述針頭外周面用于熔化低熔點合金。

2.根據權利要求1所述應用于五軸低熔點合金3D打印機的防干涉噴頭，其特征在于：所述絲道為兩端開口的管狀結構，用于穿過金屬絲，并保證金屬絲進入滾絲輪和送絲齒輪之間為豎直方向。

3.根據權利要求1所述應用于五軸低熔點合金3D打印機的防干涉噴頭，其特征在于：所述針管與氣管接頭、針頭、針管蓋之間均為螺紋連接。

4.根據權利要求1所述應用于五軸低熔點合金3D打印機的防干涉噴頭，其特征在于：所述針頭為階梯軸狀，沿中心軸開有通孔，其小徑端作為合金熔液的噴涂端，大徑端與所述針管的底端同軸密封連接；在所述針頭軸向的中部位置沿周向開有環槽，所述加熱模塊安裝于環槽處。

5.根據權利要求4所述應用于五軸低熔點合金3D打印機的防干涉噴頭，其特征在于：所述針頭的噴涂端外徑為1mm，長度為18mm；其中部外徑為8mm，長度為10mm；其頂端設置有與所述針管配合安裝的外螺紋。

6.根據權利要求1所述應用于五軸低熔點合金3D打印機的防干涉噴頭，其特征在于：所述加熱模塊包括加熱絲和溫度傳感器。

7.根據權利要求1所述應用于五軸低熔點合金3D打印機的防干涉噴頭，其特征在于：所述氣管接頭為兩端開口內部中空的階梯軸；其一端與所述針管的氣管口螺紋連接，并在連接處通過氣管密封圈密封，另一端與氣管密封連接，在另一端的周面上開有兩個環形槽，將氣管套裝于氣管接頭外周面上再通過卡環固定，所述環形槽用于限制卡環的位置。