一种冷凝圈促材料快凝的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。

一种冷凝圈促材料快凝的3D打印笔，包括上部外壳32、中部外壳22下部外壳12 和冷凝圈1；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；所述的下部外壳12为一端设有挡沿122的圆筒，下部外壳12内部形成空腔，且空腔的一端呈锥形；下部外壳12 的圆筒壁上开有卡簧孔121；

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形成的空腔内部，且伸到下部外壳12外部；

冷凝圈1两端呈锥形，其中的一端锥形与下部外壳12内部空腔一端的锥形相互配合，将冷凝圈1设置在下部外壳12内部空腔时起到导向作用，同时保证冷凝圈1和下部外壳 12内壁接触；沿着冷凝圈1轴心开有笔芯通孔；供料笔芯10从笔芯通孔中穿过；冷凝圈 1的侧壁上设有卡簧2，卡簧2与下部外壳12圆筒壁上的卡簧孔121配合使用，从而实现冷凝圈1卡在下部外壳12的内部空腔内。

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，所述加热管20为金属材质。

进一步地，所述中部外壳22的主体上还设有散热孔。

进一步地，所述冷凝圈1的长度为0.7厘米至1.5厘米。

在进行3D打印前，将冷凝圈1放在温度较低的地方冷却，当进行3D打印时将冷凝圈1安装在下部外壳12的内部空腔内。冷凝圈1对供料笔芯10进行冷却，当流体材料在供料笔芯内部流过时，在冷凝圈1对应的供料笔芯10处得到降温冷却，流体材料会实现快降温，在流体材料离开笔尖，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。而且在进行3D打印时，如果冷凝圈1温度升高不能实现快速冷凝时可以将其拆卸下来，将另外一个已经冷却的冷凝圈1安装在下部外壳12的内部空腔内，继续进行3D打印，能够实现长时间的3D打印且保证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1.5m以上，且不垮塌。

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为没有安装冷凝圈的打印笔局部的剖视图。

图3为安装冷凝圈的打印笔局部的剖视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图3说明本实施方式，

一种冷凝圈促材料快凝的3D打印笔，包括上部外壳32、中部外壳22下部外壳12 和冷凝圈1；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；所述的下部外壳12为一端设有挡沿122的圆筒，下部外壳12内部形成空腔，且空腔的一端呈锥形；下部外壳12 的圆筒壁上开有卡簧孔121；

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形成的空腔内部，且伸到下部外壳12外部；

冷凝圈1两端呈锥形，其中的一端锥形与下部外壳12内部空腔一端的锥形相互配合，将冷凝圈1设置在下部外壳12内部空腔时起到导向作用，同时保证冷凝圈1和下部外壳 12内壁接触；沿着冷凝圈1轴心开有笔芯通孔；供料笔芯10能够从笔芯通孔中穿过，且相互接触；冷凝圈1的侧壁上设有卡簧2，卡簧2与下部外壳12圆筒壁上的卡簧孔121 配合使用，从而实现冷凝圈1卡在下部外壳12的内部空腔内。

实际上冷凝圈1的主体可以是实心金属的主体，也可以是主体内部装有冷凝液水的主体。

在进行3D打印前，将冷凝圈1放在温度较低的地方冷却，当进行3D打印时将冷凝圈1安装在下部外壳12的内部空腔内。冷凝圈1对供料笔芯10进行冷却，当流体材料在供料笔芯内部流过时，在冷凝圈1对应的供料笔芯10处得到降温冷却，流体材料会实现快降温，在流体材料离开笔尖，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。而且在进行3D打印时，如果冷凝圈1温度升高不能实现快速冷凝时可以将其拆卸下来，将另外一个已经冷却的冷凝圈1安装在下部外壳12的内部空腔内，继续进行3D打印，能够实现长时间的3D打印且保证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1.5m以上，且不垮塌。

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：

本实施方式所述加热管20为金属材质。

其他结构与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：

本实施方式所述中部外壳22的主体上还设有散热孔。

其他结构与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：

本实施方式所述冷凝圈1的长度为0.7厘米至1.5厘米。

实际上冷凝圈1的冷凝效果与冷凝圈1的温度相关，一般在使用前可以将其放在并行的冷藏室或者冷冻室，所以冷凝圈温度较低，以至其长度不能太长，若果太长会导致供料笔芯内的流体材料过分冷凝从而堵塞供料笔芯出口。

其他结构与具体实施方式一至四之一相同。