一种3D打印机的喷头装置的制作方法

本发明属于3d打印技术领域，具体涉及一种3d打印机的喷头装置。

背景技术：

3d打印是当今获得快速发展的一种新型加工技术，特别适合各种个性化加工和单件小批量加工。3d打印技术一般采用分层打印的原理实现，即将所需要打印的3d模型分解为薄片，通过控制平面定位系统，每次打印一个薄片，然后将高度提升一个台阶，打印下一个薄片，通过反复打印薄片，最终形成的3d外形。

通常的3d打印技术包括以下几种：激光烧结、激光敏感技术、熔丝制造等。激光烧结的3d技术是通过激光高速加热，使粉末冶金材料熔化并成型，激光感光技术是使光敏材料固化成型。塑料熔丝制造是采用塑料丝进行热粘结技术，通过反复加热缠绕的塑料丝，并使之粘结在一起，成为所需的形状。

熔融3d打印机中，喷头是重要部件之一，喷头喷出打印材料的速度和均匀性直接决定了打印的质量，并且加热的熔融打印材料容易溶解气体，从而形成砂孔，影响最终的打印效果，并且打印完毕后，再喷头位置容易残留打印材料，影响下次打印，另外喷头能否均匀喷出打印材料直接影响打印效果。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足和缺陷，本发明提供了一种3d打印机的喷头装置。本发明可以实现打印完毕后打印材料回吸、去除熔融打印材料溶解气体和均匀挤出打印材料的功能，从而增强打印效果。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种3d打印机的喷头装置，包括用于容纳打印材料的喷头壳体，喷头壳体的顶部设置有动力装置，动力装置的输出端连接有用于搅拌打印材料及将打印材料挤出的搅拌装置，喷头壳体的底部设置有可控单向阀，喷头壳体的顶部还设置有用于将其中气体抽出的抽气装置，喷头壳体的周围设置有用于融化打印材料的加热装置。

进一步地，所述喷头壳体包括圆柱形壳体、连接在圆柱形壳体下部的锥形壳体以及连接在锥形壳体下部的喷嘴，且圆柱形壳体、锥形壳体以及喷嘴为一体化设计。

进一步地，可控单向阀连接在喷嘴上。

进一步地，搅拌装置包括设置在圆柱形壳体中的第一搅拌体以及设置在锥形壳体和喷嘴中的第二搅拌体，且第一搅拌体与第二搅拌体固定连接。

进一步地，所述可控单向阀为具有回吸功能的单向阀。

进一步地，所述加热装置的加热方式为电磁加热或电阻丝加热。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明的喷头装置正常工作时处于封闭状态，在喷头装置内的打印材料处于熔融状态时，抽气装置将喷头装置内的气体抽出，保证喷头壳体内的气压小于外部压力，从而迫使溶解在打印材料中的气体排出，进而减少在打印过程中的砂孔，提高打印质量，在打印过程中，通过控制动力装置可以实现搅拌装置的正反转，搅拌装置正转时将熔融的打印材料挤出喷头壳体，通过控制搅拌装置的转速来控制打印材料的挤出流量，搅拌装置反转时，将打印材料进行搅拌，可以保证打印材料充分处于熔融状态。

进一步地，本发明的可控单向阀可以通过外部设置来决定其通断状态，正常打印过程中，打印材料通过搅拌装置被挤出，此时打印材料仅能正向通过可控单向阀，打印完毕，打印材料可以双向通过可控单向阀，此时喷头装置具有回吸打印材料的功能，可以防止打印材料在出口处凝结，从而影响下次打印。

进一步地，加热装置包括两种加热方式，可以根据打印材料是否导电来决定使用哪种加热方式，从而增加打印材料的多样性。

附图说明

图1为本发明装置的主视图；

图2为本发明装置的侧视图；

图3为本发明装置的剖视图；

图4为图3中a处的放大图；

图5为本发明装置的搅拌装置示意图。

其中，1、动力装置；2、搅拌装置；3、喷头壳体；4、加热装置；5可控单向阀；6、抽气装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

参见图1至图5，一种3d打印机的喷头装置，包括用于容纳打印材料的喷头壳体3，喷头壳体3的顶部设置有动力装置1，动力装置1的输出端连接有用于搅拌打印材料及将打印材料挤出的搅拌装置2，喷头壳体3的底部设置有可控单向阀5，喷头壳体3的顶部还设置有用于将其中气体抽出的抽气装置6，喷头壳体3的周围设置有用于融化打印材料的加热装置4，所述喷头壳体3包括圆柱形壳体、连接在圆柱形壳体下部的锥形壳体以及连接在锥形壳体下部的喷嘴，且圆柱形壳体、锥形壳体以及喷嘴为一体化设计，可控单向阀5连接在喷嘴上，搅拌装置2包括设置在圆柱形壳体中的第一搅拌体以及设置在锥形壳体和喷嘴中的第二搅拌体，且第一搅拌体与第二搅拌体固定连接，所述可控单向阀5为具有回吸功能的单向阀，所述加热装置4的加热方式为电磁加热或电阻丝加热。

下面结合实施例对本发明做详细描述：

一种3d打印机的喷头装置，如图1、图2和图3所示，包括动力装置1、搅拌装置2、喷头壳体3、加热装置4、可控单向阀5、抽气装置6。动力装置1和搅拌装置2相互连接在一起，动力装置1和搅拌装置2可以轻松与喷头壳体3脱离，从而进行装载打印材料。

加热装置4内嵌在喷头壳体3的侧壁，用来融化打印材料。加热装置4包括两种加热方式，电磁加热和电阻丝加热，可以根据打印材料是否导电来决定使用哪种加热方式。

以电阻丝加热为例进行本发明的具体内容。

将打印材料放入喷头壳体3中，封闭好喷头壳体3，开始加热。动力装置1带动搅拌装置2进行旋转，此时设定搅拌装置2正转为挤出打印材料，反转为搅拌打印材料。加热过程中，搅拌装置2反转，充分搅拌打印材料，使之完全为熔融状态。打印材料完全处于熔融状态后，搅拌装置2保持反转状态，可控单向阀5处于工作状态，打印材料只能从可控单向阀5被挤出，外部气体不能进入喷头壳体3，此时抽气装置6开始工作，将喷头壳体3内的部分气体抽出，使喷头壳体3内的气体压力小于喷头壳体3外的气体压力，此时熔融的打印材料中溶解的气体会慢慢释放，可减少打印过程中的砂孔。

如图3、图4所示，搅拌装置2分为两段，第一搅拌体和第二搅拌体均为螺旋结构。第一搅拌体用于搅拌熔融的打印材料，使其充分融化，该部分与喷头壳体3侧壁有较大缝隙。第二搅拌体与喷头壳体3的喷嘴部分侧壁缝隙很小，可以将打印材料定量挤出喷头。

在打印过程中，搅拌装置2正转，打印材料可双向通过可控单向阀5，打印材料被挤出喷头壳体3，喷在指定位置。可以通过调整搅拌装置2的转速来控制打印材料的挤出量，从而实现控制打印的速度。打印结束后，搅拌装置2反转，打印材料停止从喷头装置挤出，由于喷头壳体3内的压力小于外部压力，打印材料被吸回喷头壳体3，打印材料被完全吸回到喷头壳体3后，可控单向阀5处于工作状态，打印材料只能从可控单向阀5被挤出，外部气体不能进入喷头壳体3，防止有多余的打印材料滞留于喷头装置的出口，影响下一次打印。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种3D打印机的喷头装置，包括用于容纳打印材料的喷头壳体，喷头壳体的顶部设置有动力装置，动力装置的输出端连接有用于搅拌打印材料及将打印材料挤出的搅拌装置，喷头壳体的底部设置有可控单向阀，喷头壳体的顶部还设置有用于将其中气体抽出的抽气装置，喷头壳体的周围设置有用于融化打印材料的加热装置。本发明可以实现打印完毕后打印材料回吸、去除熔融打印材料溶解气体和均匀挤出打印材料的功能，从而增强打印效果。

技术研发人员：郑力铭;康柱;黄继霖
受保护的技术使用者：陕西恒通智能机器有限公司
技术研发日：2018.07.13
技术公布日：2018.10.16