一种促进材料快凝的3D打印笔的制作方法

本实用新型涉及3D打印设备，具体涉及一种3D打印笔。

背景技术：

3D打印机设备已经得到急速发展和广泛应用，目前市面上已经出现3D打印笔，3D打印笔是具有3d打印功能的笔，利用PLA、ABS塑料，经过加热部件使塑料融化，然后在后端的塑料输送机构不断输送，同时将经过加热部件融化的塑料流体压出，从而实现在表面"书写"或者绘画，从而得到3D物体图形。它很紧凑，并且无需电脑或电脑软件支持。你只要把它插上电，等一等就可以开始你的奇妙创作。

虽然目前的3D打印笔已经能够完成3D打印，但是由于ABS的熔点温度一般是217～237℃，PLA的熔点一般是155-185℃，目前一般的加热部件仅仅是通过电加热，并没有电脑或者芯片控制使得温度过高或者不稳定，从而导致塑料流体的相应温度过高，在被挤出笔尖的时候仍然处于一个相对较高的温度，不利于遇到空气立刻冷凝，导致打印的3D模型经常会出现不能及时凝固而变形，甚至整体的打印模型整体变形或者垮塌。即使针对有温控电路或者温控芯片的加热部件，由于其一定要达到塑料的熔点才能进行3D打印或者作画，在3D紧凑的结构中，在塑料流体流出笔尖的时候也并没有降温过程，也会导致打印的3D模型经常出现整体的打印模型整体变形或者垮塌的现象，尤其是打印“塔”等较高的模型，随着模型的高度增加重力增大，由于材料没有完全凝固，变形、垮塌的现象十分普遍。

并且目前3D打印笔的加热部件一般装在3D打印笔内部，由于3D打印笔内部是一个相对封闭的空间，加热部件的温度在笔壳内部集聚，导致笔壳内部的温度升高，使得笔壳内部的塑料流体在一个相对高温的环境里，不能及时降温，其被挤出笔尖的时候仍然温度较高，不能及时凝固，加重了上述情况。这种情况还导致了使用3D打印笔时间稍长都会出现烫手的问题，甚至存在安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有的3D打印笔由于流体打印材料离开打印笔时温度较高不能及时冷却而存在的打印模型容易变形垮塌的问题。

一种促进材料快凝的3D打印笔，包括上部外壳(32)、中部外壳(22)和下部外壳(12)，上部外壳(32)、中部外壳(22)和下部外壳(12)连接在一起构成3D打印笔外壳；

所述的中部外壳(22)的上部设有若干加热组件散热口(23)，下部外壳(12)上部设有若干供料笔芯散热口(14)；

中部外壳(22)内部设有加热管(20)，固态材料通过上部外壳(32)内部的供料装置送入加热管(20)；加热管外周设有加热组件(21)，加热组件(21)用于给加热管(20)加热，使固态材料在加热管内部融化，变成流体材料；

加热管(20)底端连接金属材质的供料笔芯(10)，供料笔芯(10)伸进下部外壳(12)形成的腔体内部，穿过腔体内部并从下部外壳(12)的笔尖出口伸出；在下部外壳(12)部分对应的供料笔芯(10)外周设有若干散热翅片(11)。

进一步地，所述上部外壳(32)的底端设有锥形的热流导板(202)，且锥形热流导板(202)的锥口朝向中部外壳(22)，固态材料穿过锥形热流导板(202)的锥口深入中部外壳(22)的加热管(20)内部。

进一步地，所述中部外壳(22)的底部设有供料笔芯固定环(201)。

进一步地，所述供料笔芯固定环(201)为陶瓷材质。

进一步地，所述下部外壳(12)底部设有供料笔芯固定头(13)。

进一步地，所述供料笔芯固定头(13)为陶瓷材质。

进一步地，所述加热管(20)为金属材质。

进一步地，所述中部外壳(22)和下部外壳(12)的主体上还设有散热孔。

进一步地，所述供料笔芯(10)的长度为3厘米至5厘米。

本实用新型的结构限定能够使供料笔芯内部流经的流体材料得到降温冷却，流体材料在供料笔芯出口处已经经过足够的降温过程，在其离开笔尖接触所要打印的表面或者正在打印的模型能够进一步冷却实现快凝，从而保证打印模型不易变形垮塌，从而提升打印模型的空间结构和质量。一般情况下使用普通的ABS，使用本实用新型进行打印，能够在长宽为0.3m×0.3m的范围内将“塔”状模型的高度打印到1.2m以上，且不垮塌。

而且本实用新型的分腔结构和散热口不仅保证了3D打印笔内部的温度，避免了3D打印笔使用时间过长导致笔壳烫手的问题，也能够避免安全隐患。

附图说明

图1为打印笔局部的外部结构示意图；

图2为打印笔局部的内部结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，

一种促进材料快凝的3D打印笔，包括上部外壳32、中部外壳22和下部外壳12，上部外壳32、中部外壳22和下部外壳12能够通过螺纹连接在一起构成3D打印笔外壳；

所述的中部外壳22的上部设有若干加热组件散热口23，下部外壳12上部设有若干供料笔芯散热口14；

中部外壳22内部设有加热管20，固态材料能够通过上部外壳32内部的供料装置送入加热管20；加热管外周设有加热组件21，加热组件21用于给加热管20加热，使固态材料在加热管内部融化，变成流体材料；

加热管20底端连接金属材质的供料笔芯10，供料笔芯10伸进下部外壳12形成的腔体内部，穿过腔体内部并从下部外壳12的笔尖出口伸出；在下部外壳12部分对应的供料笔芯10外周设有若干散热翅片11，用于供料笔芯的散热，从而使供料笔芯内部流经的流体材料得到降温冷却，流体材料在供料笔芯出口处已经经过足够的降温过程，在其离开笔尖接触所要打印的表面或者正在打印的模型能够进一步冷却实现快凝，从而保证所要打印模型的空间结构和质量。

具体实施方式二：

本实施方式所述上部外壳32的底端设有锥形的热流导板202，且锥形热流导板202的锥口朝向中部外壳22，固态材料能够穿过锥形热流导板202的锥口深入中部外壳22的加热管20内部。

上部外壳32和中部外壳22连接在一起时，锥形的扩口端边缘接触加热组件散热口23的上边缘；热流导板202能够将加热组件21的热量及时通过加热组件散热口23排掉，这个分腔结构和散热口不仅保证了3D打印笔内部的温度，避免了3D打印笔使用时间过长导致笔壳烫手的问题，也能够避免安全隐患。

其他结构与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：

本实施方式所述中部外壳22的底部设有供料笔芯固定环201。

中部外壳22和下部外壳12连接在一起时，供料笔芯固定环201不仅能够固定供料笔芯，而且笔芯固定环201和中部外壳22的底部构成的面接触笔芯散热口14的上边缘；能够将供料笔芯的热量及时通过笔芯散热口14排掉，这个分腔结构和散热口不仅保证了3D打印笔内部的温度，避免了3D打印笔使用时间过长导致笔壳烫手的问题，也能够避免安全隐患。

其他结构与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：

本实施方式所述供料笔芯固定环201为陶瓷材质。不仅保证了能够固定供料笔芯，而且保证了供料笔芯的热量不能够传到给中部外壳22，进一步避免了3D打印笔使用时间过长导致笔壳烫手的问题，也避免安全隐患。

其他结构与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：

本实施方式所述下部外壳12底部设有供料笔芯固定头13，用于固定供料笔芯的出料口端。

其他结构与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：

本实施方式所述供料笔芯固定头13为陶瓷材质。不仅保证了能够固定供料笔芯出料口端，而且保证了供料笔芯的热量不能够传到给下部外壳12，避免了3D打印笔使用时间过长可能产生的笔壳烫手的问题。

其他结构与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：

本实施方式所述加热管20为金属材质。

其他结构与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：

本实施方式所述中部外壳22和下部外壳12的主体上还设有散热孔。

其他结构与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：

本实施方式所述供料笔芯10的长度为3厘米至5厘米。

基于能够作为用于3D打印的固态材料的特性，供料笔芯10过断可能不能很好的冷却流体材料，过长可能导致流体材料过度冷却度堵塞供料笔芯出料口。

其他结构与具体实施方式一至八之一相同。