一种具有充分溶化原料功能的3D打印喷头的制作方法

本发明涉及3D打印设备领域，特别涉及一种具有充分溶化原料功能的3D打印喷头。

背景技术：

随着科学技术的发展，3D打印技术已应用于珠宝、鞋类、工业设计、汽车等多个领域中,3D打印机即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

目前3D打印时存在着许多问题，一个是由于原料未被完全溶化而导致的产品有瑕疵，或者出现喷嘴被堵的现象。还有就是由于喷头加热时的热量传递至进料机构，使进料机构中的原料被预先溶化，导致进料出现异常。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有充分溶化原料功能的3D打印喷头。

本发明解决问题所采用的技术方案是：一种具有充分溶化原料功能的3D打印喷头，包括进料机构、加热机构和出料机构；

所述进料机构和出料机构分别位于加热机构的两侧，所述进料机构与加热机构之间设有隔热片；

所述加热机构包括主体以及设置在主体上的搅拌组件和若干个第一加热器，所述主体内设有搅拌槽、进料通道、出料通道和防溢通道，所述搅拌槽竖向设置，所述搅拌槽的槽口朝上设置，所述进料通道水平设置，所述进料通道的一端与进料机构连通，所述进料通道的另一端与搅拌槽连通，所述出料通道水平设置，所述出料通道的一端与出料机构连通，所述出料通道的另一端与搅拌槽连通，所述进料通道和出料通道分别位于搅拌槽的两侧，所述进料通道位于出料通道的上方，所述防溢通道位于进料通道的下方，所述防溢通道的上端与进料通道连通，所述防溢通道的下端与搅拌槽连通，所述主体上设有若干个加热孔，所述第一加热器位于加热孔内；

所述搅拌组件包括隔热板、第一电机和螺杆，所述隔热板设置在主体的上端面，所述第一电机设置在隔热板上，所述第一电机的输出轴竖直向下设置，所述第一电机的输出轴与螺杆同轴设置，所述第一电机与螺杆传动连接，所述螺杆位于搅拌槽内；

所述进料机构包括进料板和设置在进料板上的第一输送组件、切断组件、和第二输送组件，所述进料板上设有第一通孔、第二通孔、第三通孔和进料槽，所述第一通孔和第二通孔均为水平贯穿孔，所述进料槽为水平贯穿槽，所述进料槽与进料通道连通，所述第一通孔有两个，两个所述第一通孔分别位于进料槽的上下两侧，两个所述第一通孔关于进料槽对称，两个所述第一通孔均与进料槽连通，所述第二通孔有两个，两个所述第二通孔位于分别进料槽的上下两侧，两个所述第二通孔关于进料槽对称，两个所述第二通孔均与进料槽连通，所述第三通孔位于第一通孔和第二通孔之间，所述第三通孔与进料槽位于同一水平面，所述第三通孔与进料槽连通，所述第二通孔位于第一通孔和进料通道之间；

所述第一输送组件有两个，所述第一输送组件位于第一通孔内，所述第一输送组件包括第二电机和第一齿轮，所述第一齿轮套设在第二电机的输出轴上，所述第二电机与第一齿轮传动连接，所述第二电机设置在进料板的一侧，所述第一电机的输出轴水平设置，所述第一齿轮的一端位于第一通孔内，所述第一齿轮的另一端位于进料槽内；

所述第二输送组件有两个，所述第二输送组件位于第二通孔内，所述第二输送组件包括第三电机和第二齿轮，所述第二齿轮套设在第三电机的输出轴上，所述第三电机与第二齿轮传动连接，所述第三电机设置在进料板的一侧，所述第二电机的输出轴水平设置，所述第二齿轮的一端位于第二通孔内，所述第二齿轮的另一端位于进料槽内；

所述切断组件包括气缸和第一刀片，所述气缸设置在输送板的一侧，所述气缸的输出轴位于第三通孔内，所述第一刀片设置在气缸的输出轴上，所述第一刀片到位第三通孔内，所述进料槽的槽壁上设有第二刀片，所述第二刀片与第一刀片相对设置；

所述出料机构包括储存箱、传感器、第二加热器和喷嘴，所述传感器设置在储存箱的内壁上，所述传感器位于进料通道和出料通道之间，所述第二加热器有若干个，各第二加热器均匀设置在储存箱的外壁上，所述喷嘴设置在储存箱的下方，所述喷嘴与储存箱连通。

作为优选，为了防止主体的温度传递至进料板，导致进料板内部的原料预先溶化，从而影响送料，所述进料板的一侧设有散热板，所述散热板上均匀设有若干翅片。

作为优选，为了提高散热能力，所述散热板的一侧设有风扇，所述风扇的进风口与翅片抵靠。

作为优选，为了使进入储存箱的原料彻底溶化，所述搅拌槽内设有过滤盘，所述过滤盘水平设置，所述过滤盘与搅拌槽匹配，所述过滤盘上设有若干个过滤孔，所述过滤盘位于螺杆的下方，所述过滤盘位于进料通道和出料通道之间。未完全溶化的原料会被过滤盘阻挡，直至溶化后进入储存箱内。

作为优选，为了能精确控制主体和储存箱内的温度，所述主体上设有第一温度传感器，所述储存箱内设有第二温度传感器。

作为优选，为了提高喷嘴的坚固度和导热性，所述喷嘴为铜喷嘴。

作为优选，为了提高进料板的导热性能，所述进料板的制作材料为铜。

作为优选，为了提高散热板的散热性能，所述散热板的制作材料为铝合金。

作为优选，为了提高加热器的加热效率，所述第一加热器和第二加热器均为电磁加热器。

作为优选，为了精确控制电机，所述第一电机、第二电机和第三电机均为伺服电机。

本发明的有益效果是，该具有充分溶化原料功能的3D打印喷头设计巧妙，可行性高，进料机构利用两组齿轮辅助进料，两组齿轮之间设有用于切断原料丝的刀片，可以防止热传递，加热机构可以将进入的原料充分溶化后储存进出料机构的储存箱中，该喷头将现有的实时进料转化为间断性进料，防止出现材料未溶化而导致打印物出现瑕疵，也可防止喷嘴被阻塞。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一种具有充分溶化原料功能的3D打印喷头的结构示意图。

图2是本发明的一种具有充分溶化原料功能的3D打印喷头的进料机构的结构示意图。

图3是本发明的一种具有充分溶化原料功能的3D打印喷头的进料板的正视图。

图4是本发明的一种具有充分溶化原料功能的3D打印喷头的进料板的侧视图。

图中：1.隔热片，2.主体，3.第一加热器，4.搅拌槽，5.进料通道，6.出料通道，7.防溢通道，8.隔热板，9.第一电机，10.螺杆，11.进料板，12.第一通孔，13.第二通孔，14.第三通孔，15.进料槽，16.第二电机，17.第一齿轮，18.第三电机，19.第二齿轮，20.气缸，21.第一刀片，22.第二刀片，23.储存箱，24.传感器，25.第二加热器，26.喷嘴，27.散热板，28.风扇，29.过滤盘。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-4所示，一种具有充分溶化原料功能的3D打印喷头，包括进料机构、加热机构和出料机构；

所述进料机构和出料机构分别位于加热机构的两侧，所述进料机构与加热机构之间设有隔热片1；

所述加热机构包括主体2以及设置在主体2上的搅拌组件和若干个第一加热器3，所述主体2内设有搅拌槽4、进料通道5、出料通道6和防溢通道7，所述搅拌槽4竖向设置，所述搅拌槽4的槽口朝上设置，所述进料通道5水平设置，所述进料通道5的一端与进料机构连通，所述进料通道5的另一端与搅拌槽4连通，所述出料通道6水平设置，所述出料通道6的一端与出料机构连通，所述出料通道6的另一端与搅拌槽4连通，所述进料通道5和出料通道6分别位于搅拌槽4的两侧，所述进料通道5位于出料通道6的上方，所述防溢通道7位于进料通道5的下方，所述防溢通道7的上端与进料通道5连通，所述防溢通道7的下端与搅拌槽4连通，所述主体2上设有若干个加热孔，所述第一加热器3位于加热孔内；

所述搅拌组件包括隔热板8、第一电机9和螺杆10，所述隔热板8设置在主体2的上端面，所述第一电机9设置在隔热板8上，所述第一电机9的输出轴竖直向下设置，所述第一电机9的输出轴与螺杆10同轴设置，所述第一电机9与螺杆10传动连接，所述螺杆10位于搅拌槽4内；

所述进料机构包括进料板11和设置在进料板11上的第一输送组件、切断组件、和第二输送组件，所述进料板11上设有第一通孔12、第二通孔13、第三通孔14和进料槽15，所述第一通孔12和第二通孔13均为水平贯穿孔，所述进料槽15为水平贯穿槽，所述进料槽15与进料通道5连通，所述第一通孔12有两个，两个所述第一通孔12分别位于进料槽15的上下两侧，两个所述第一通孔12关于进料槽15对称，两个所述第一通孔12均与进料槽15连通，所述第二通孔13有两个，两个所述第二通孔13位于分别进料槽15的上下两侧，两个所述第二通孔13关于进料槽15对称，两个所述第二通孔13均与进料槽15连通，所述第三通孔14位于第一通孔12和第二通孔13之间，所述第三通孔14与进料槽15位于同一水平面，所述第三通孔14与进料槽15连通，所述第二通孔13位于第一通孔12和进料通道5之间；

所述第一输送组件有两个，所述第一输送组件位于第一通孔12内，所述第一输送组件包括第二电机16和第一齿轮17，所述第一齿轮17套设在第二电机16的输出轴上，所述第二电机16与第一齿轮17传动连接，所述第二电机16设置在进料板11的一侧，所述第一电机9的输出轴水平设置，所述第一齿轮17的一端位于第一通孔12内，所述第一齿轮17的另一端位于进料槽15内；

所述第二输送组件有两个，所述第二输送组件位于第二通孔13内，所述第二输送组件包括第三电机18和第二齿轮19，所述第二齿轮19套设在第三电机18的输出轴上，所述第三电机18与第二齿轮19传动连接，所述第三电机18设置在进料板11的一侧，所述第二电机16的输出轴水平设置，所述第二齿轮19的一端位于第二通孔13内，所述第二齿轮19的另一端位于进料槽15内；

所述切断组件包括气缸20和第一刀片21，所述气缸20设置在输送板的一侧，所述气缸20的输出轴位于第三通孔14内，所述第一刀片21设置在气缸20的输出轴上，所述第一刀片21到位第三通孔14内，所述进料槽15的槽壁上设有第二刀片22，所述第二刀片22与第一刀片21相对设置；

所述出料机构包括储存箱23、传感器24、第二加热器25和喷嘴26，所述传感器24设置在储存箱23的内壁上，所述传感器24位于进料通道5和出料通道6之间，所述第二加热器25有若干个，各第二加热器25均匀设置在储存箱23的外壁上，所述喷嘴26设置在储存箱23的下方，所述喷嘴26与储存箱23连通。

作为优选，为了防止主体2的温度传递至进料板11，导致进料板11内部的原料预先溶化，从而影响送料，所述进料板11的一侧设有散热板27，所述散热板27上均匀设有若干翅片。

作为优选，为了提高散热能力，所述散热板27的一侧设有风扇28，所述风扇28的进风口与翅片抵靠。

作为优选，为了使进入储存箱23的原料彻底溶化，所述搅拌槽4内设有过滤盘29，所述过滤盘29水平设置，所述过滤盘29与搅拌槽4匹配，所述过滤盘29上设有若干个过滤孔，所述过滤盘29位于螺杆10的下方，所述过滤盘29位于进料通道5和出料通道6之间。未完全溶化的原料会被过滤盘29阻挡，直至溶化后进入储存箱23内。

作为优选，为了能精确控制主体2和储存箱23内的温度，所述主体2上设有第一温度传感器24，所述储存箱23内设有第二温度传感器24。

作为优选，为了提高喷嘴的坚固度和导热性，所述喷嘴26为铜喷嘴26。

作为优选，为了提高进料板11的导热性能，所述进料板11的制作材料为铜。

作为优选，为了提高散热板27的散热性能，所述散热板27的制作材料为铝合金。

作为优选，为了提高加热器的加热效率，所述第一加热器3和第二加热器25均为电磁加热器。

作为优选，为了精确控制电机，所述第一电机9、第二电机16和第三电机18均为伺服电机。

该具有充分溶化原料功能的3D打印喷头，安装在3D打印机的行走机构上，其中进料机构的工作原理为：进料机构的工作原理为：原料丝从进料槽15进入进料通道5内进行溶化，第一输送组件和第二输送组件均为两个相对设置的齿轮，可将原料丝挤入进料通道5内，当储存箱23内的原料达到预定量时，切断组件可将原料丝切断，第二输送组件将尾段原料丝继续挤入进料通道5内，第一输送组件停止输送，实现原料丝分离，防止热传递。加热机构的工作原理为：螺杆10讲从进料通道5进入的原料丝挤入搅拌槽内，螺杆的推进和切割作用使原料丝更好地溶化，过滤盘29将未溶化的原料丝阻挡在搅拌槽4内，直至完全溶化后再流入储存箱23中，由于储存箱23预设的储藏量使原料的液位低于进料通道5，所述防溢通道7正常情况下不工作。出现紧急情况时，原料溶液从进料通道5回流时会先进入防溢通道7内。

与现有技术相比，该具有充分溶化原料功能的3D打印喷头设计巧妙，可行性高，进料机构利用两组齿轮辅助进料，两组齿轮之间设有用于切断原料丝的刀片，可以防止热传递，加热机构可以将进入的原料充分溶化后储存进出料机构的储存箱中，该喷头将现有的实时进料转化为间断性进料，防止出现材料未溶化而导致打印物出现瑕疵，也可防止喷嘴被阻塞。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。