远近端一体3D打印头的制造方法与工艺

本发明涉及3D打印头。

背景技术：
基于熔融堆积快速成型方法（FDM）的桌面级3D打印机基本原理如下：打印机的加热喷头受计算机控制根据水平分层数据作平面运动，丝材由送丝机构送至喷头，经过加热、融化，从喷头挤出粘接到工作台面，然后快速冷却并凝固，每一层截面完成后工作台下降一定高度，然后开始下一层的造型，如此重复直至完成整个实体的造型。现有桌面级3D打印机依据送丝机构与喷头的位置关系可以分为近端机与远端机两种；常见的近端机打印头存在结构复杂，自重大惯性大而不适合高速运动的缺点，远端机则存在送丝不顺畅的缺点，且结构一旦确定，近端远端无法互相转换。

技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种远近端一体的3D打印头。为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：一种远近端一体3D打印头，包括电机、送丝机构、加热件和喷头，所述送丝机构安装于所述电机上，所述喷头安装于所述加热件上，所述加热件内设有与所述喷头连通的送丝管道，还包括固定基座、可动基座、进丝通孔，固定基座，安装于所述电机上；可动基座，可拆卸的安装于所述固定基座上，所述加热件安装于所述可动基座上；固定基座、可动基座内分别设有进丝通孔，其中可动基座上进丝通孔的出口端与送丝管道连通；近端使用时，可动基座安装于固定基座上，两者的进丝通孔直接匹配对应；远端使用时，可动基座与固定基座拆分，两者的进丝通孔由连接件连接，所述连接件至少包括一条导料管，所述导料管的两端分别与前述的两个进丝通孔连接。如前所述的远近端一体3D打印头，所述连接件包括管夹、导料管，所述固定基座上进丝通孔的出口端、以及所述可动基座上进丝通孔的进口端分别安装所述管夹，两个所述管夹之间连接有所述导料管。如前所述的远近端一体3D打印头，所述固定基座下部开设有两条上凹槽，各所述上凹槽的内端设有向下延伸出的安装板，所述安装板由螺钉固定于所述电机上；所述可动基座的上部开设有两条与所述上凹槽对应的下凹槽。如前所述的远近端一体3D打印头，所述固定基座、所述可动基座的两端分别通过螺钉固定连接。如前所述的远近端一体3D打印头，所述送丝机构包括送丝齿轮和从动滚轮，所述送丝齿轮安装于电机的电机轴上，所述从动滚轮与所述送丝齿轮之间形成送丝空隙，所述送丝空隙的输出端与所述固定基座上送丝通孔的进口端对应。如前所述的远近端一体3D打印头，还包括压紧摆臂、压缩弹簧和调节螺杆；所述压紧摆臂包括中心部、与中心部连接的横向端和纵向端，所述中心部与所述电机转动连接，所述压缩弹簧设置于所述横向端与所述固定基座之间，所述调节螺杆穿设于所述压缩弹簧内，且所述调节螺杆的两端分别与所述固定基座、所述横向端连接；所述从动滚轮设置于所述纵向端。如前所述的远近端一体3D打印头，沿所述从动滚轮的圆周边缘形成有一条限位槽。如前所述的远近端一体3D打印头，所述压紧摆臂上设有与所述送丝空隙对应的送丝孔。如前所述的远近端一体3D打印头，所述固定基座的上凹槽顶壁设有供所述调节螺杆穿透的螺孔。如前所述的远近端一体3D打印头，所述送丝管道内、所述可动基座上的进丝通孔内均设有隔热管。如前所述的远近端一体3D打印头，所述喷头螺纹连接于所述加热件内。如前所述的远近端一体3D打印头，所述加热件顶部设有横向安装条，所述横向安装条的两端通过螺钉固定于所述可动基座底部。相比现有技术，本发明的有益效果在于：可动基座与固定基座连接成一体时组成近端结构，丝材在送丝机构的作用下，进入加热件的送丝管道内熔融并从喷头被挤出。可动基座与固定基座分离后，进丝通孔通过连接件连接，例如，两基座再分别加装管夹，两管夹之间加装导料管，即组成远端结构，丝材被推动经过导料管后进入加热件内的送丝管道，熔融并被挤出。现有的近端3D打印头由于带有电机部分和挤出部分，重量大，难以实现快速移动，但其优点是挤出精度高；而现有的远端3D打印头轻巧，能快速移动，但挤出精度却比不上近端打印头。本发明中的远近端一体3D打印头，使用时用户在近端和远端之间进行切换即可，根据实际情况充分利用近端或远端的长处，避免其短处，使3D打印机打印出优良的产品。并且一机两用，可以降低用户的采购成本。附图说明图1为本发明远近端一体3D打印头的近端示意图；图2为本发明远近端一体3D打印头的远端示意图；图3为本发明送丝齿轮和从动滚轮的示意图；图4为本发明压紧摆臂的示意图；图5为本发明加热件与喷头的示意图；图6为本发明加热件与喷头的剖视图；图7为本发明固定基座的示意图；图8为本发明可动基座的示意图；图中标识说明如下：1、电机；2、加热件；3、喷头；4、固定基座；5、可动基座；6、压紧摆臂；7、压缩弹簧；8、调节螺杆；9、送丝齿轮；10、从动滚轮；11、丝材；12、管夹；13、导料管；100、限位槽；200、螺孔；60、中心部；61、横向端；62、纵向端；63、送丝孔；20、送丝管道；21、隔热管；22、横向安装条；40、安装板；41、上凹槽；300、进丝通孔；51、下凹槽。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。如图1-8所示的一种远近端一体3D打印头，包括电机1、送丝机构、加热件2和喷头3，送丝机构安装于电机1上，喷头3安装于加热件2上，加热件2内设有与喷头3连通的送丝管道20，还包括固定基座4和可动基座5，固定基座4安装于电机1上，可动基座5可拆卸的安装于固定基座4上，加热件2安装于可动基座5上，固定基座4、可动基座5内设有与送丝管道20连通的进丝通孔300，两处进丝通孔直接连接或通过连接件连通。近端使用时，可动基座5安装于固定基座4上，两者的进丝通孔300直接匹配对应；远端使用时，可动基座5与固定基座4拆分，两者的进丝通孔300由连接件连接，连接件至少包括一条导料管13，导料管13的两端分别与前述的两个进丝通孔连接，导料管13具备一定长度，并且可以弯曲活动。两处进丝通孔直接连接或通过连接件连接，是指这两处进丝通孔可以直接连接的同时还可以选择通过连接件实现连接，直接连接实现近端功能，切换成用连接件连接时实现远端功能。从图中的具体实施可以看出，连接件是可以拆除的，拆除之后固定基座、可动基座直接连接固定，两处进丝通孔直接连接配合；将可动基座从固定基座上拆下来时，需要安装上连接件来连接两个进丝通孔。连接件以管夹、导料管为例，进丝通孔300上位于固定基座4上的出口端、以及进丝通孔300上位于可动基座5上的进口端分别设有可拆卸的管夹12，两个管夹12之间连接有导料管13。将管夹拆除，固定基座和可动基座直接连接；安装管夹时，可动基座需从固定基座上拆下。近端时，可动基座5与固定基座4连接成一体，丝材11在送丝机构的推动下，依次通过固定基座4和可动基座5上的进丝通孔300，然后进入加热件2的送丝管道20内熔融并从喷头3被挤出。远端时，将可动基座5从固定基座4上拆离，然后在固定基座4上进丝通孔300的出口端装上一个管夹12，在可动基座5上进丝通孔300的进口端也安装一个管夹12，两个管夹12之间用导料管13连接。丝材11在送丝机构的推动下，首先经过从固定基座4的进丝通孔300进入，然后经过可动基座5的进丝通孔300进入导料管13，最终进入加热件2的送丝管道20内熔融并从喷头3被挤出。管夹12以及导料管13为远端时所需结构，根据使用需求，将这些结构进行拆除或安装，实现3D打印头在远近端的切换。固定基座4下部开设有两条上凹槽41，各上凹槽41的内端设有向下延伸出的安装板40，安装板40由螺钉固定于电机1上；可动基座5的上部开设有两条与上凹槽41对应的下凹槽51，固定基座4、可动基座5的两端分别通过螺钉固定连接。从图7-8可以看出，在安装板40、固定基座4和可动基座5的两端分别设有螺孔200，其中安装板40的螺孔200是用于将固定基座4通过螺钉安装于电机1上，而固定基座4、可动基座5的两端分别采用螺钉从固定基座4的螺孔200往下拧入直至与可动基座5上的螺孔200连接固定。上凹槽41、下凹槽51的作用在于安装时，给螺钉让位，避免造成干涉。可动基座5两端的螺孔200在近端状态时作为与固定基座4连接的螺钉安装孔，在远端状态时作为与打印机移动桥连接的螺钉安装孔，一孔两用。送丝机构包括送丝齿轮9和从动滚轮10，送丝齿轮9安装于电机1的电机1轴上，从动滚轮10与送丝齿轮9之间形成送丝空隙，送丝空隙的输出端与固定基座4上送丝通孔的进口端对应。沿从动管轮的圆周边开设一条限位槽100，避免在丝材的输送过程中，出现丝材从送丝齿轮和从动滚轮之间滑脱的现象。还包括压紧摆臂6、压缩弹簧7和调节螺杆8；压紧摆臂6包括中心部60、与中心部60连接的横向端61和纵向端62，中心部60与电机1转动连接，压紧摆臂6上设有与送丝空隙对应的送丝孔63，压缩弹簧7设置于横向端61与固定基座4之间，调节螺杆8穿设于压缩弹簧7内，且调节螺杆8的两端分别与固定基座4、横向端61连接；从动滚轮10设置于纵向端62。可动基座5与固定基座4扣合并采用螺栓连接固定，固定基座4由螺钉固定于电机1安装孔，压紧摆臂6中心部60的转轴由螺钉固定于电机1另一安装孔，调节螺杆8依次穿过固定基座4、压缩弹簧7和压紧摆臂6，固定基座4的上凹槽41顶壁设有供调节螺杆8穿透的螺孔200，便于将调节螺杆8的端部隐藏，不对其他零部件产生过多的干涉。压缩弹簧7压力推动压紧摆臂6，减小从动管轮与送丝齿轮9之间送丝空隙的空间，从而起到压紧丝材11的作用。材丝在电机1送丝齿轮9与从动滚轮10的压紧和推动下，经过进丝通孔300进入加热件2内的送丝管道20熔融并从喷头3被挤出。调节螺杆8拧紧一些，压紧摆臂6以中心部为支点进行转动，横向端将压缩弹簧7稍微的压缩变形，而纵向端会向外运动，送丝齿轮9和从动滚轮10之间的空隙扩大；如将调节螺杆8拧松一些，压缩弹簧77的复位力量会将压紧摆臂6的横向端向上顶，在压紧摆臂6转动后，纵向端会向内运动，送丝齿轮9和从动滚轮10之间的空隙缩小。当设备处于空闲状态时，送丝齿轮9与从动滚轮10之间不存在丝材11，为避免两者发生不必要的碰撞摩擦，通过对调节螺杆8进行调整，可以使从动滚轮10与送丝齿轮9保持稳定的间距，起到保护送丝齿轮9齿纹的作用。参见图2远端结构示意图，可动基座5与固定基座4分离，可动基座5用螺钉固定于打印机移动桥上，可动基座5与固定基座4分别加装管夹12，两管夹12之间加装导料管13；而电机1和与其连接的送丝齿轮9、压缩弹簧7、固定基座4、压紧摆臂6相互间不作调整，整体安装定位在打印机框架上，丝材11穿过压紧摆臂6上的入丝孔，在电机1送丝齿轮9与从动滚轮10的压紧和推动下，穿过固定基座4上的管夹12、导料管13、可动基座5上的管夹12，进入加热件2内送丝管道20熔融并从喷头3被挤出。为避免丝材11过早受热弯曲，可安装隔热管21，隔热管21从可动基座5上的管夹12口延伸到加热件2内部。加热件顶部设有横向安装条22，横向安装条22的两端通过螺钉固定于可动基座底部，其中一端的螺钉安装孔设置于下凹槽的底壁上，安装之后螺钉被隐藏于下凹槽内。喷头螺纹连接于加热件内，方便拆取，喷头材质为铜，喷孔直径为0.2mm或0.3mm或0.4mm，隔热管由特氟龙（PTFE）材料制成，金属加热件为铝块。上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。