一种低熔点金属3d打印喷头的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种低熔点金属3D打印喷头，属于3D打印和制造技术领域。该低熔点金属3D打印喷头包括加热融化装置、齿轮泵进/出料装置、传动装置和打印装置；加热融化装置固定安装于齿轮泵进/出料装置上方；传动装置固定安装于齿轮泵进/出料装置的一侧；打印装置固定安装于齿轮泵进/出料装置下方。加热融化装置包括铝制坩埚1和加热部件；所述铝制坩埚顶部设有低熔点金属槽，底部设有坩埚出料口；加热部件镶嵌于铝制坩埚内壁与外壁之间。铝制坩埚采用V形铝制坩埚。低熔点金属槽内盛装的金属液体为锡金属镕液。该打印喷头具有打印材料出量均匀，打印精度高，安全性高等特点。
【专利说明】
一种低熔点金属3D打印喷头
技术领域
[0001 ]本实用新型提出一种低熔点金属3D打印喷头，属于3D打印和制造领域。
【背景技术】
[0002]3D打印技术已经深刻地影响人类的生活，3D打印具有快速成型的特点，利用增材制造技术，通过3D打印喷头打印出设计的模型。塑料打印的成品只能作为模型和用于测试零件。产品应用很受限制。如果能够实现金属3D打印，则将会有更大的应用前景包括，金属模型成型，金属铸造，电路印刷等方面。当前传统3D打印主要采用塑料打印如PLA，ABS等，金属3D打印也有，但因为成本高，技术难度大，并且高熔点金属3D打印喷头多采用大功率激光来融化金属粉末，并且，为了防止金属氧化，加工环境要求真空或者氮气流保护，加工过程十分麻烦，费时费力。
【实用新型内容】
[0003]为解决上述现有技术中存在的技术问题，本实用新型提出了一种低熔点金属3D打印喷头，所采取的技术特征如下:
[0004]所述3D打印喷头包括加热融化装置、齿轮栗进/出料装置、传动装置和打印装置；所述加热融化装置固定安装于齿轮栗进/出料装置上方;所述传动装置固定安装于齿轮栗进/出料装置的一侧;所述打印装置固定安装于齿轮栗进/出料装置下方。
[0005]优选地，所述加热融化装置包括铝制坩祸I和加热部件2;所述铝制坩祸I顶部设有低熔点金属槽3，底部设有坩祸出料口 4;所述加热部件2镶嵌于铝制坩祸I内壁与外壁之间。
[0006]优选地，所述铝制坩祸I采用矩形锅体与圆锥形出料体结合的坩祸结构。
[0007]优选地，所述低熔点金属槽3内盛装的金属流体为锡金属熔液。
[0008]优选地，所述加热部件2采用电热棒或电热丝。
[0009]优选地，所述齿轮栗进/出料装置包括进料口5、齿轮栗6和齿轮7 ；所述齿轮栗6的顶部设有进料口 5，底部设有齿轮出料口 10;所述齿轮7安装于齿轮栗6内部;所述齿轮栗6内部设有吸入腔和排出腔。
[0010]优选地，所述进料口 5与坩祸出料口 4通过直管相连。
[0011]优选地，所述传动装置包括步进电机8、减速齿轮箱9和隔热罩;所述步进电机8和减速齿轮箱9通过转轴相连;所述步进电机8和减速齿轮箱9均设于隔热罩内。
[0012]优选地，所述步进电机8采用42步进电机或20步进电机。
[0013]优选地，所述打印装置包括尖头喷嘴11和温度检测传感器12;所述尖头喷嘴11通过齿轮出料口 10安装于齿轮栗进/出料装置底部，所述温度检测传感器12安装于尖头喷嘴11的外壁上，其中尖嘴喷头11为铝制尖嘴喷头。
[0014]优选地，所述温度检测传感器12采用热敏电阻。
[0015]本实用新型的有益效果为:
[0016]不必要求严格的真空环境或氮气流保护，在常温常压下就能实现低熔点金属3D打印;通过步进电机精确控制打印的量，使低熔点金属材料挤出量均匀，能够实现高精度金属3D打印；可以一次性快速成型，并且不使用大功率激光，提高了打印喷头的安全性。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型低熔点金属3D打印喷头的结构示意图。
[0018](I，铝制坩祸;2，加热部件;3，低熔点金属槽;4，坩祸出料口； 5，进料口； 6，齿轮栗；7，齿轮;8，步进电机;9，减速齿轮箱;10，齿轮出料口； 11，尖头喷嘴;12，温度检测传感器)。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体实施例对本实用新型做进一步说明，但本实用新型不受实施例的限制。
[0020]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”和“竖着”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0021]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是直接连接，亦可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0022]此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多组”、“多根”的含义是两个或两个以上。
[0023]以下实施方式中所用材料、仪器和方法，未经特殊说明，均为本领域常规材料、仪器和方法，均可通过商业渠道获得。
[0024]该低熔点金属3D打印喷头包括加热融化装置、齿轮栗进/出料装置、传动装置和打印装置;加热融化装置固定安装于齿轮栗进/出料装置上方;传动装置固定安装于齿轮栗进/出料装置的一侧;打印装置固定安装于齿轮栗进/出料装置下方。
[0025]加热融化装置包括铝制坩祸I和加热部件2;铝制坩祸I顶部设有低熔点金属槽3，底部设有坩祸出料口4;加热部件2镶嵌于铝制坩祸I内壁与外壁之间。
[0026]齿轮栗进/出料装置包括进料口5、齿轮栗6和齿轮7 ；齿轮栗6的顶部设有进料口 5，底部设有齿轮出料口 10;齿轮7安装于齿轮栗6内部;齿轮栗6内部设有吸入腔和排出腔。进料口 5与坩祸出料口 4通过直管相连。传动装置包括步进电机8、减速齿轮箱9和隔热罩;步进电机8和减速齿轮箱9通过转轴相连;步进电机8和减速齿轮箱9均设于隔热罩内。打印装置包括尖头喷嘴11和温度检测传感器12;尖头喷嘴11通过齿轮出料口 10安装于齿轮栗进/出料装置底部，温度检测传感器12安装于尖头喷嘴11外壁上。
[0027]低熔点金属3D打印喷头工作时，将低熔点金属放入到铝质坩祸I中，然后对加热部件2进行通电加热，使得低熔点金属变成熔融态流体，金属流体通过铝质坩祸I的底部的直导管进入到齿轮栗6的进料口 5，由于整个齿轮栗6是全铝材质，所以金属流体不会和齿轮栗6黏贴，齿轮栗6通过步进电机8和减速箱9构成的电机伺服机构来带动，将金属流体精确地通过齿轮出料口 10运送到尖嘴喷头11，最后通过尖嘴喷头11将金属流体挤出，在打印面成型，温度检测传感器12和加热部件2通过控制系统对整个尖嘴喷头11进行温度调节。让温度维持在稳定的范围之内。
[0028]实施例1
[0029]图1为本实用新型所述低熔点金属3D打印喷头的结构示意图。该低熔点金属3D打印喷头包括加热融化装置、齿轮栗进/出料装置、传动装置和打印装置;加热融化装置固定安装于齿轮栗进/出料装置上方;传动装置固定安装于齿轮栗进/出料装置的一侧;打印装置固定安装于齿轮栗进/出料装置下方。
[0030]加热融化装置包括铝制坩祸I和加热部件2;铝制坩祸I顶部设有低熔点金属槽3，底部设有坩祸出料口4;加热部件2采用电热丝，并且镶嵌于铝制坩祸I内壁与外壁之间。铝制坩祸I采用矩形锅体与圆锥形出料体结合的坩祸结构。低熔点金属槽3内盛装的金属流体为锡金属熔液。
[0031 ]齿轮栗进/出料装置包括进料口 5、齿轮栗6和齿轮7 ；齿轮栗6的顶部设有进料口 5，底部设有齿轮出料口 10;齿轮7安装于齿轮栗6内部;齿轮栗6内部设有吸入腔和排出腔。进料口 5与坩祸出料口 4通过直管相连。传动装置包括步进电机8、减速齿轮箱9和隔热罩;步进电机8和减速齿轮箱9通过转轴相连;步进电机8和减速齿轮箱9均设于隔热罩内。同时，齿轮7的数量为两个，其中一个齿轮7由步进电机8结合减速箱9传动，并且隔热罩起到了保护步进电机8和减速箱9的作用。
[0032]打印装置包括尖头喷嘴11和温度检测传感器12;齿轮栗6的齿轮出料口10与尖嘴喷头11连接。温度检测传感器12安装于尖头喷嘴11外壁上，用于检测尖嘴喷头11的温度。其中，温度检测传感器12采用热敏电阻，尖头喷嘴11为铝制喷嘴。
[0033]此外，齿轮栗6由铝合金开模定制，包括齿轮栗6中的齿轮7也是铝合金，主要是考虑金属锡不和铝粘连的特性。同时，步进电机8采用42步进电机。
[0034]实施例2
[0035]实施例2与实施例1的不同之处在于，加热部件2采用电热棒，在铝制坩祸的内壁和外壁之间打孔，使得电热棒能插入孔中。步进电机8采用20步进电机，其他部件的组成及连接方式与实施例1相同。
[0036]虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
【主权项】
1.一种低熔点金属3D打印喷头，其特征在于，所述3D打印喷头包括加热融化装置、齿轮栗进/出料装置、传动装置和打印装置;所述加热融化装置固定安装于齿轮栗进/出料装置上方;所述传动装置固定安装于齿轮栗进/出料装置的一侧;所述打印装置固定安装于齿轮栗进/出料装置下方。2.根据权利要求1所述3D打印喷头，其特征在于，所述加热融化装置包括铝质坩祸(I)和加热部件(2);所述铝质坩祸(I)顶部设有低熔点金属槽(3)，底部设有坩祸出料口(4); 所述加热部件(2)镶嵌于铝制坩祸(I)内壁与外壁之间。3.根据权利要求2所述3D打印喷头，其特征在于，所述铝制坩祸(I)采用矩形锅体与圆锥形出料体结合的坩祸结构。4.根据权利要求2所述3D打印喷头，其特征在于，所述低熔点金属槽(3)内盛装的金属流体为锡金属熔液。5.根据权利要求2所述3D打印喷头，其特征在于，所述加热部件(2)采用电热棒或电热丝。6.根据权利要求1或2所述3D打印喷头，其特征在于，所述齿轮栗进/出料装置包括进料口(5)、齿轮栗(6)和齿轮(7);所述齿轮栗(6)的顶部设有进料口(5)，底部设有齿轮出料口(1);所述齿轮(7)安装于齿轮栗(6)内部;所述齿轮栗(6)内部设有吸入腔和排出腔。7.根据权利要求6所述3D打印喷头，其特征在于，所述进料口(5)与坩祸出料口(4)通过直管相连。8.根据权利要求1所述3D打印喷头，其特征在于，所述传动装置包括步进电机(8)、减速齿轮箱(9)和隔热罩;所述步进电机(8)和减速齿轮箱(9)通过转轴相连;所述步进电机(8)和减速齿轮箱(9)均设于隔热罩内。9.根据权利要求1所述3D打印喷头，其特征在于，所述打印装置包括尖头喷嘴(11)和温度检测传感器(12);所述尖头喷嘴(11)通过齿轮出料口(10)安装于齿轮栗进/出料装置底部，所述温度检测传感器(12)安装于尖头喷嘴(11)的外壁上。10.根据权利要求9所述3D打印喷头，其特征在于，所述温度检测传感器(12)采用热敏电阻。
【文档编号】B22F3/115GK205673603SQ201620571154
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月7日 公开号201620571154.0, CN 201620571154, CN 205673603 U, CN 205673603U, CN-U-205673603, CN201620571154, CN201620571154.0, CN205673603 U, CN205673603U
【发明人】雷浩, 于炳煜, 付崴, 吴朋, 刘唐秋格
【申请人】雷浩, 哈尔滨沧海电子信息有限公司