一种3D打印机的打印头结构的制作方法

本发明涉及增材制造领域之熔融沉积快速成型（FDM）设备（俗称3D打印机），具体涉及一种3D打印机关键部件——打印头结构的改进。

背景技术：

3D打印机最终的输出装置就是打印头喷嘴，除了喷嘴孔径的精度之外，其结构上的设计也影响到最终成型的质量，也影响到使用过程的便捷性。热熔式3D打印喷头工作原理是利用滚轮将固体状的材料丝经过导向套后输送到喷头，喷头会产生高温使材料丝由固态转变为熔融状态后挤出，挤出后材料在室温下再次固化，从而实现材料堆积（3D打印）。但是传统打印头喷嘴喷头输料机构和导向管的工作温度过高，处于材料的半熔温度，其温度场的不合理分布严重影响输料的有效挤送，极易造成打印头喷嘴内输料管道的堵塞，影响整个打印头喷嘴结构的使用性能及寿命，而且输料导向管由于长度通常比较长，在实际生产中存在加工难度大的问题。因此，设计一种可以降低输料机构和导向管的温度且便于加工的打印头结构，是设计人员努力的目标。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是改善打印头机构的温度分布以及打印头内部输料管道难以加工的问题，提供一种结构紧凑、内部输料管道便于加工的3D打印机的打印头，其能有效改善从打印头喷嘴到输料机构之间各零部件的温度场分布，使这些零部件的温度分布更为合理，从而确保打印材料从输料机构至打印头喷嘴的有效挤送。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种3D打印机的打印头结构，包括输料机构、安装板、打印头机构和风扇，所述输料机构、安装板和打印头机构从上向下依次连接，风扇送风面朝向所述打印头机构的一个侧面，其特征在于：所述输料机构的顶部置有进料孔，底部置有出料孔，所述出料孔的位置与所述安装板上输料孔位置匹配一致；所述打印头机构包括散热导向机构、打印头喷嘴和发热棒，所述散热导向机构的顶层为输料连接盘，轴心位置置有输料管，所述输料连接盘下方置有多层重叠同轴设置的散热片，所述散热片的轴心位置置有的输料孔依次相互串联连接管路相通，底层通过安装平台与所述打印头喷嘴固定连接，所述发热棒安装于打印头喷嘴内；所述输料机构底部出料孔输出的打印料通过输料连接盘上输料孔，所述散热片轴心位置的输料孔、所述安装平台上输料孔，与喷嘴口连接贯通，组成打印头机构内部输料管道，发热棒安装于打印头喷嘴内。

本发明的积极效果是：

1. 开有输料孔的散热片将传统3D 打印机的打印头结构中的输料管和散热叶片两部分功能合二为一，形成一体化的散热导向机构；

2. 散热导向机构采用散热片多层叠加的分体式结构，每个散热片可独立加工，解决了传统3D打印机输料管又细又长、输料孔不易加工的问题，同时分体式结构有利于提高材料的使用效率，降低成本；

3. 散热导向机构的每个散热片均为一个单独的散热零件，多层叠加的结构可极大限度增加散热导向机构的散热力度，有效改善了从打印头喷嘴到输料机构之间各零部件的温度分布，使这些零部件的温度分布更为合理，确保打印材料从输料机构至打印头喷嘴的有效挤送；

4. 散热导向机构可根据实际应用需要选择散热片的叠加层数，操作灵活便捷；

5. 散热导向机构是分体式结构，即使由于各种原因，材料在打印头机构的输料管道内造成堵塞，亦可通过拆装分体结构，分段清除堵塞，延长整个打印头机构的使用寿命。

附图说明

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的打印头机构分解结构示意图。

图中，1—输料机构；2—安装板；3—打印头机构；4—风扇；5—螺栓安装孔；6—打印头喷嘴；7—发热棒；8—输料连接盘；9—散热片；10—输料孔；11—打印头喷嘴上的安装平台。

具体实施方式

图1是本发明的结构示意图。如图所示，整个打印头结构包括输料机构1、安装板2、打印头机构3和风扇4，输料机构1安装在安装板2上，顶部开有进料孔，底部开有出料孔，安装板2上开有输料孔；风扇4安装于打印头机构3侧面。

图2是本发明打印头机构分解结构示意图。图示打印头机构3包括散热导向机构、打印头喷嘴6和发热棒7,所述散热导向机构由输料连接盘8、多个散热片9和置于打印头喷嘴6上的安装平台11组成，位于散热导向机构最上端的输料连接盘9通过安装板2与输料机构1连通，位于所述散热导向机构最下面的散热片9安装于打印头喷嘴6的安装平台11上，输料连接盘8、散热片9、安装平台11上的输料孔10均同轴安装相互串联套接，并通过置于螺栓安装孔5中螺栓连接固定；组成打印头机构3内部输料管道，直通喷嘴口。发热棒7安装于打印头喷嘴6内,靠近喷嘴口处。

散热导向机构将传统3D 打印机结构中的输料管和散热风扇两部分功能合二为一，形成一体化结构，所述散热导向机构包括输料连接盘8和散热片9，输料连接盘8和散热片9上均开有输料孔10。各输料孔10均同轴安装相互串联套接，组成打印头机构3内部输料管道，散热片9采用多片叠加的分体式结构，最上面的散热片9与输料连接盘8相连接，最下面的散热9片安装于打印头喷嘴6的安装平台11上，每个散热片9可独立加工，解决了传统3D打印机输料管又细又长、输料孔不易加工的问题，同时分体式结构有利于提高材料的使用效率，降低成本。散热导向机构的每个散热片9均为一个单独的散热零件，多层叠加的结构可极大限度增加散热导向机构的散热力度，有效改善了从打印头喷嘴6到输料机构1之间各零部件的温度分布，使这些零部件的温度分布更为合理，确保打印材料从输料机构1至打印头喷嘴6的有效挤送。所述散热导向机构可根据实际应用需要选择散热片9的叠加层数，操作灵活便捷。而且所述散热导向机构的分体式结构，即使由于各种原因，材料在打印头机构3的输料管道内造成堵塞，亦可通过拆装分体结构，分段清除堵塞，延长整个打印头机构3的使用寿命。

以上对具体实施方式的描述，旨在为了进一步说明本发明涉及的技术方案，使本领域普通技术人员能够应用实施本发明。应当理解并不是用于限制本发明，凡是基于本发明启示，任何显而易见的变换或等同替代，也应当被认为落入本发明的保护范围。