用于3D打印设备打印头的冷却装置的制作方法

本发明涉及一种FDM打印设备辅助装置，主要应用于3D打印设备打印头冷却的技术领域，特别地，涉及一种用于3D打印设备打印头的冷却装置。

背景技术：

现有FDM三维打印均为熔融挤出方式，因对螺杆的加热及挤出本身产生的热量，需对挤出机构进行冷却，同时避免热量传导到设备传动部件。现有FDM打印设备一般都采用风扇冷却，噪音大，且冷却不稳定，影响打印效果。例如，申请号为201420334367.2，名称为“三维打印机的一体式分流散热打印头”使用散热风扇、散热片、导流槽对打印头进行冷却，但不可否认的是风冷冷却不稳定，噪音大，而FDM打印对温度的稳定性有极高的要求，稳定性差，易造成喷头堵塞、拉丝、粘连等影响，影响打印产品效果。

技术实现要素：

针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种打印头冷却稳定性高、冷却噪音小的用于3D打印设备打印头的冷却装置。

本发明提供一种用于3D打印设备打印头的冷却装置，打印头包括挤出螺杆机筒和设置在挤出螺杆机筒上的加热器，冷却装置包括：围绕加热器设置的冷却板，冷却板内部设置有供冷却水流经的冷却水道。

根据本发明，冷却装置还包括通过水软管与冷却板的冷却水进出口连接的水冷机，水冷机通过水软管与冷却水道构成冷却水循环回路。

根据本发明，冷却板包括左侧面冷却板、背面冷却板和右侧面冷却板，左侧面冷却板、背面冷却板和右侧面冷却板中的冷却水道依次串联。

根据本发明，左侧面冷却板的冷却水进口连接水冷机，左侧面冷却板的冷却水出口连接背面冷却板的冷却水进口，背面冷却板的冷却水出口连接右侧面冷却板的冷却水进口，右侧面冷却板的冷却水出口连接水冷机。

根据本发明，冷却水道包括在冷却水进口与冷却水出口之间并联的多条分水道。

根据本发明，冷却板固定在用于固定打印头的打印头滑枕上。

根据本发明，加热器上设置有多个温度传感器。

根据本发明，打印头还包括设置在挤出螺杆机筒的上端并依次连接的电机、减速机、减速机轴承座，以及设置在挤出螺杆机筒的下端的喷嘴。

本发明的有益技术效果在于：

本发明的用于3D打印设备打印头的冷却装置围绕打印头的加热器设置冷却板，冷却板内部设置有供冷却水流经的冷却水道，冷却水流经冷却板时带走打印头加热扩散的多余热量，进而起到对打印头加热热量的隔绝和冷却，从而避免热量传导到3D打印设备的传动部件，确保打印头加热温度不扩散，并保证打印头周边环境温度在一定范围内，因而提高了打印头冷却稳定性，并相比于风冷减小了冷却噪音。

附图说明

图1是本发明的用于3D打印设备打印头的冷却装置的结构示意图。

图2是本发明的冷却板的连接示意图。

具体实施方式

参考附图公开示出的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅为可以以各种和替代形式显示的实施例。附图未必按比例绘制，并且可能放大或缩小一些特征来显示特定部件的细节。所公开的具体结构和功能性细节不应解释为限制，而是作为用于教导本领域技术人员如何实践本公开的代表性基础。

参照图1，本发明提供一种用于3D打印设备打印头30的冷却装置，打印头30包括挤出螺杆机筒34和设置在挤出螺杆机筒34上的加热器35，冷却装置包括：围绕加热器35设置的冷却板20，冷却板20内部设置有供冷却水流经的冷却水道24。本发明的用于3D打印设备打印头的冷却装置围绕打印头的加热器35设置冷却板20，冷却板20内部设置有供冷却水流经的冷却水道24，冷却水流经冷却板20时带走打印头30加热扩散的多余热量，进而起到对打印头30加热热量的隔绝和冷却，从而避免热量传导到3D打印设备的传动部件，确保打印头30加热温度不扩散，并保证打印头30周边环境温度在一定范围内，因而提高了打印头30冷却稳定性，并相比于风冷减小了冷却噪音。

继续参照图1，冷却装置还包括通过水软管41与冷却板20的冷却水进出口连接的水冷机42，水冷机42通过水软管41与冷却水道24构成冷却水循环回路。

参照图1和图2，冷却板20包括左侧面冷却板21、背面冷却板22和右侧面冷却板23，左侧面冷却板21、背面冷却板22和右侧面冷却板23中的冷却水道24依次串联。具体而言，左侧面冷却板21的冷却水进口21-1连接水冷机42，左侧面冷却板21的冷却水出口24-2连接背面冷却板22的冷却水进口22-1，背面冷却板22的冷却水出口22-2连接右侧面冷却板23的冷却水进口23-1，右侧面冷却板23的冷却水出口23-2连接水冷机42。

参照图2，冷却水道24包括在冷却水进口与冷却水出口之间并联的多条分水道25。具体而言，与冷却水进口和冷却水出口分别连接有总进水道26和总出水道27，总进水道26和总出水道27并联有多条分水道25，总进水道中的冷却水分配在多条分水道25中，换热后在总出水道27汇总，然后从冷却水出口流出冷却板20。

优选地，冷却板20固定在用于固定打印头30的打印头滑枕(未示出)上。因此，冷却板20可随着打印头30一起移动，从而提高冷却稳定性。同时本发明的冷却装置采用水循环冷却，结构简单，易安装拆卸。

参照图1，加热器35上设置有多个温度传感器36。从而能够实时测量打印头的温度，监测冷却装置的冷却效果，因而冷却温度可实现参数化控制，冷却水循环温控，冷却效果稳定，从而提高打印产品质量。

此外，参照图1，打印头30还包括设置在挤出螺杆机筒34的上端并依次连接的电机31、减速机32、减速机轴承座33，以及设置在挤出螺杆机筒34的下端的喷嘴37，挤出螺杆机筒34还设置有储料装置40。

本发明的冷却装置的一个示例性的工作过程如下：

首先，在水冷机42中加入蒸馏水，设定好参数。启动水冷机42，冷却水由软管41进入左侧面冷却板21。进入左侧面打印头冷却板21进口的冷却水通过左侧面冷却板21内部冷却水道，由左侧面冷却板的冷却水出口21-2通过水循环软管进入背面冷却板的冷却水进口22-1，进而通过背面冷却板22内部的冷却水道，同上，进入右侧面冷却板23，由右侧冷却板的冷却水出口23-2汇入冷却水主干路返回冷水机42进行冷却，同时带走打印头冷却板及其周围打印头加热扩散的多余热量，进而起到对打印头加热热量的隔绝和冷却。周而复始，在打印头加热过程中，一直对打印头进行冷却，确保打印头加热温度不扩散，并保证打印头周边环境温度在一定范围内。从以上叙述可以知道，进入挤出螺杆端头的冷却水由挤出螺杆端头内部水道冲流一周后由挤出螺杆端头出路回流，进而通过冷却水主干路回路返回水冷机冷却，同时带走挤出螺杆端头热量，进而对挤出螺杆端头进行冷却，防止打印头加热热量由挤出螺杆端头传导至减速机等传动部件。此3D打印设备打印头冷却装置结构非常简单，操作方便，而且拆卸方便，便于维护。

本发明的的冷却装置中，水冷板结构简单，易于安装及拆卸。所采用水循环冷却，使用现有工业水冷机，结构简单，易安装拆卸，成本低，冷却温度通过水冷机可实现参数化控制，冷却效果稳定；从而大幅提高了打印产品的质量。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。