基于FDM的不同线径耗材断料卡料检测系统的制作方法

本实用新型属于3D打印技术领域，具体涉及一种基于FDM的不同线径耗材断料卡料检测系统。

背景技术：

现有的基于FDM的3D打印机耗材一般为PLA、ABS、TPU、PVA、PA、PC、HIPS、柔性、木质、碳纤维等，耗材直径多为1.75/2.85/3mm，从目前来看，3D打印机装置只支持一种线径的耗材，如果需要打印不同线径的耗材，必须更换打印机或者打印头挤出系统，因此为打印带来了极大的不便。

除此之外，基于FDM原理的3D打印机在打印过程中经常会遇到以下情况：(1)模型没有打印完成，但耗材用尽或者耗材长时间暴露在空气中搁置发生折断，使得模型打印失败。(2)耗材在打印使用过程中，发生自身缠绕，使得受驱动电机驱动的送料齿轮没有足够的力量带动耗材往喷嘴方向进行送料，而发生打印机运作，但不下料的情况。也就是说，现有技术中，当发生断料或卡料情形时，由于3D打印机的中央处理处理系统无法及时检测到这一情形，而常常发生打印机持续进行无意义打印的情况，一方面，对打印机本身带来了一些损害；另一方面，由于打印机进行无意义打印进程，降低了打印机的打印效率。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种基于FDM的不同线径耗材断料卡料检测系统，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种基于FDM的不同线径耗材断料卡料检测系统，包括断料卡料检测装置(1)和线径耗材选择系统(2)；

所述断料卡料检测装置(1)包括断料卡料检测器壳体(1.1)、霍尔传感器(1.3)、导线(1.4)、带帽长滑杆(1.5)、磁铁(1.6)、短滑杆(1.7)、短滑杆位移调节件以及耗材通过孔(1.9)；

所述断料卡料检测器壳体(1.1)开设竖向设置的所述耗材通过孔(1.9)；所述耗材通过孔(1.9)的左侧沿Y向安装水平设置的所述带帽长滑杆(1.5)，并且，所述带帽长滑杆(1.5)可进行轴向转动，所述带帽长滑杆(1.5)与所述耗材通过孔(1.9)相切；所述耗材通过孔(1.9)的右侧沿X向安装所述短滑杆(1.7)，所述短滑杆(1.7)与所述短滑杆位移调节件连接，所述短滑杆位移调节件调节所述短滑杆(1.7)与所述耗材通过孔(1.9)的位置，进而使短滑杆(1.7)与通过所述耗材通过孔(1.9)的耗材(3)相切，最终使耗材(3)卡于所述带帽长滑杆(1.5)和所述短滑杆(1.7)之间；

所述带帽长滑杆(1.5)的一端固定所述磁铁(1.6)；在所述断料卡料检测器壳体(1.1)上固定所述霍尔传感器(1.3)，并且，所述霍尔传感器(1.3)靠近所述磁铁(1.6)；所述霍尔传感器(1.3)的输出端通过所述导线(1.4)连接到中央处理系统；

所述线径耗材选择系统(2)包括固定铝块(2.1)、送料齿轮(2.2)、U形槽滑轮(2.3)、U形槽滑轮位移调节件和进料口(2.7)；所述固定铝块(2.1)的顶部开设所述进料口(2.7)，所述固定铝块(2.1)的内部设置与所述进料口(2.7)连通的进料通道；在所述进料通道的左侧固定安装所述送料齿轮(2.2)；在所述进料通道的右侧安装所述U形槽滑轮(2.3)，并且，所述U形槽滑轮(2.3)与所述U形槽滑轮位移调节件连接，所述U形槽滑轮位移调节件调节所述U形槽滑轮(2.3)距离所述送料齿轮(2.2)的距离。

优选的，所述短滑杆位移调节件包括短滑杆螺纹体旋钮(1.2)和短滑杆螺纹体孔洞(1.8)；

所述短滑杆(1.7)的右侧设置所述短滑杆螺纹体孔洞(1.8)，所述短滑杆螺纹体旋钮(1.2)与所述短滑杆螺纹体孔洞(1.8)相配合，所述短滑杆螺纹体旋钮(1.2)的末端螺旋穿过所述短滑杆螺纹体孔洞(1.8)后，与所述短滑杆(1.7)相连。

优选的，所述断料卡料检测器壳体(1.1)的材质为金属铝。

优选的，所述带帽长滑杆(1.5)和所述短滑杆(1.7)的材质为铝合金。

优选的，U形槽滑轮位移调节件包括U形槽滑轮螺纹体旋钮(2.5)、U形槽滑轮固定端(2.4)、U形槽滑轮与U形槽滑轮螺纹体旋钮的连接装置(2.6)和U形槽滑轮螺纹体孔洞(2.8)；

所述U形槽滑轮(2.3)的两端可转动安装于所述U形槽滑轮固定端(2.4)的内部；所述U形槽滑轮固定端(2.4)通过所述U形槽滑轮与U形槽滑轮螺纹体旋钮的连接装置(2.6)，与所述U形槽滑轮螺纹体旋钮(2.5)连接，并且，所述U形槽滑轮螺纹体旋钮(2.5)的末端在所述U形槽滑轮与U形槽滑轮螺纹体旋钮的连接装置(2.6)内部可360度转动；所述U形槽滑轮螺纹体旋钮(2.5)与所述U形槽滑轮螺纹体孔洞(2.8)配合，可在所述U形槽滑轮螺纹体孔洞(2.8)内拧进或拧出。

本实用新型提供的基于FDM的不同线径耗材断料卡料检测系统具有以下优点：

本实用新型提出的一种基于FDM的不同线径耗材断料卡料检测系统，可以通过线径选择系统实现不同线径的耗材打印，以及对应每种线径的耗材都可以起到断料卡料的检测效果，从而提高了打印机的打印效率，降低了对打印机的损害。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的断料卡料检测系统的主视示意图；

图3为本实用新型的断料卡料检测系统的俯视示意图；

图4为本实用新型不同线径耗材选择系统的主视示意图；

图5为本实用新型的滑轮与螺纹体连接结构示意图；

其中：

1-断料卡料检测装置；2-线径耗材选择系统；3-耗材；1.1-断料卡料检测器壳体；1.2-短滑杆螺纹体旋钮；1.3-霍尔传感器；1.4-导线；1.5-带帽长滑杆；1.6-磁铁；1.7-短滑杆；1.8-短滑杆螺纹体孔洞；1.9-耗材通过孔；2.1-固定铝块；2.2-送料齿轮；2.3-U形槽滑轮；2.4-U形槽滑轮固定端；2.5-U形槽滑轮螺纹体旋钮；2.6-U形槽滑轮与U形槽滑轮螺纹体旋钮的连接装置；2.7-进料口；2.8-U形槽滑轮螺纹体孔洞。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种基于FDM的不同线径耗材断料卡料检测系统，包括断料卡料检测装置1和线径耗材选择系统2。如图1所示，为基于FDM的不同线径耗材断料卡料检测系统的整体结构示意图；下面对断料卡料检测装置1和线径耗材选择系统2分别详细介绍：

(一)断料卡料检测装置

参考图2和图3，断料卡料检测装置1包括断料卡料检测器壳体1.1、霍尔传感器1.3、导线1.4、带帽长滑杆1.5、磁铁1.6、短滑杆1.7、短滑杆位移调节件以及耗材通过孔1.9；

断料卡料检测器壳体1.1材质采用较轻的金属铝，断料卡料检测器壳体1.1开设竖向设置的耗材通过孔1.9；耗材通过孔1.9的左侧沿Y向安装水平设置的带帽长滑杆1.5，并且，带帽长滑杆1.5可进行轴向转动，带帽长滑杆1.5与耗材通过孔1.9相切；在具体实现上，断料卡料检测器壳体1.1中心部分为抽空结构，带帽长滑杆1.5贯穿整个抽空的空间以及断料卡料检测器壳体1.1，带帽长滑杆1.5的两端带有帽盖防止长滑杆前后移动。

耗材通过孔1.9的右侧沿X向安装短滑杆1.7，短滑杆1.7与短滑杆位移调节件连接，短滑杆位移调节件调节短滑杆1.7与耗材通过孔1.9的位置，进而使短滑杆1.7与通过耗材通过孔1.9的耗材3相切，最终使耗材3卡于带帽长滑杆1.5和短滑杆1.7之间；其中，短滑杆位移调节件可采用以下结构：短滑杆位移调节件包括短滑杆螺纹体旋钮1.2和短滑杆螺纹体孔洞1.8；其中，短滑杆螺纹体旋钮1.2由螺纹间距较小的螺纹体制成，用户根据耗材尺寸对螺纹体进行拧进或拧出。短滑杆1.7的右侧设置短滑杆螺纹体孔洞1.8，短滑杆螺纹体旋钮1.2与短滑杆螺纹体孔洞1.8相配合，短滑杆螺纹体旋钮1.2的末端螺旋穿过短滑杆螺纹体孔洞1.8后，与短滑杆1.7相连。因此，通过短滑杆螺纹体旋钮1.2在短滑杆螺纹体孔洞1.8的拧进或拧出，调节短滑杆1.7与带帽长滑杆1.5之间的距离，以达到适应不同线径耗材进料的目的。带帽长滑杆1.5和短滑杆1.7的材质可采用铝合金。

在断料卡料检测器壳体1.1上固定霍尔传感器1.3，并且，霍尔传感器1.3靠近磁铁1.6；霍尔传感器1.3的输出端通过导线1.4连接到中央处理系统。

其工作原理为：

霍尔传感器与打印机的中央处理器通过导线连接，将获得的滑杆转动信息传递给中央处理系统，中央处理系统根据滑杆的转动信息对打印机的运作状态做相应的调整。

当耗材3进入竖向的耗材通过孔1.9后，带帽长滑杆1.5与耗材3相切，这时将短滑杆1.7调制到与耗材3相切的位置，即将耗材3卡在带帽长滑杆1.5和短滑杆1.7的中间，当耗材3进料向下移动时即可带动带帽长滑杆1.5自转。带帽长滑杆1.5的一端粘贴磁铁1.6，在磁铁1.6旁边放置霍尔传感器1.3。当带帽长滑杆1.5自转时，霍尔传感器1.3则可通过霍尔传感器1.3上的磁铁1.6感受到带帽长滑杆1.5的转动信息，之后将此信息传递给打印机的中央处理系统，表明耗材3下料状态正常，打印机可以继续运作。而当耗材3用尽、折断或自身缠绕住时，带帽长滑杆1.5不再转动，这时霍尔传感器1.3将接收到带帽长滑杆1.5的转动信息为零，则中央处理系统接收到此信息后，会作出停止打印机运作的指令，以及时减少对机器的损害和无意义的打印进程。

(二)线径耗材选择系统

参考图4和图5，线径耗材选择系统2包括固定铝块2.1、送料齿轮2.2、U形槽滑轮2.3、U形槽滑轮位移调节件和进料口2.7；固定铝块2.1的顶部开设进料口2.7，固定铝块2.1的内部设置与进料口2.7连通的进料通道；在进料通道的左侧固定安装送料齿轮2.2；在进料通道的右侧安装U形槽滑轮2.3，并且，U形槽滑轮2.3与U形槽滑轮位移调节件连接，U形槽滑轮位移调节件调节U形槽滑轮2.3距离送料齿轮2.2的距离。

其中，参考图5，U形槽滑轮位移调节件包括U形槽滑轮螺纹体旋钮2.5、U形槽滑轮固定端2.4、U形槽滑轮与U形槽滑轮螺纹体旋钮的连接装置2.6和U形槽滑轮螺纹体孔洞2.8；

U形槽滑轮2.3的两端可转动安装于U形槽滑轮固定端2.4的内部；U形槽滑轮固定端2.4通过U形槽滑轮与U形槽滑轮螺纹体旋钮的连接装置2.6，与U形槽滑轮螺纹体旋钮2.5连接，并且，U形槽滑轮螺纹体旋钮2.5的末端在U形槽滑轮与U形槽滑轮螺纹体旋钮的连接装置2.6内部可360度转动，而保持U形槽滑轮2.3左右不动；U形槽滑轮螺纹体旋钮2.5与U形槽滑轮螺纹体孔洞2.8配合，可在U形槽滑轮螺纹体孔洞2.8内拧进或拧出。其中，U形槽滑轮螺纹体旋钮2.5由螺纹间距较小的螺纹体制成，用户根据耗材尺寸对螺纹体进行拧进或拧出。

其工作原理为：

线材穿过断料卡料检测装置1后，直接进入进料口2.7，进料口2.7位于固定铝块2.1上侧。为实现不同线径材料的打印，在固定铝块2.1一侧装有线径耗材选择系统。对于线径耗材选择系统，送料齿轮2.2保持位置不变，而U形槽滑轮2.3通过与其相连的U形槽滑轮螺纹体旋钮2.5在U形槽滑轮螺纹体孔洞2.8的拧进或拧出，达到调节U形槽滑轮2.3与送料齿轮2.2间隔的目的，从而适应不同线径的耗材3进入耗材通道进行打印。

本实用新型提供的基于FDM的不同线径耗材断料卡料检测系统具有以下优点：

(1)使用不同线径的耗材时，可通过调节断料卡料检测装置中两滑杆的间距，实现对不同线径耗材的有无料、是否卡料状态的检测，从而提高了打印机的打印效率，降低了对打印机的损害。

(2)通过线径选择系统，支持打印机打印不同线径的耗材，适用范围广。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。