具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置的制作方法

本实用新型涉及3D打印技术，具体涉及一种具有双驱动送丝功能的3D 打印机的挤出装置。

背景技术：

3D打印是目前一种被广泛应用的快速成型技术，其成型工艺原理是：首先建立目标零件的计算机三维模型，然后用软件将三维模型进行分层切片处理，得到每一个加工层面的数据信息，在计算机控制下，根据切片层面信息进行叠层增材制造，完成目标加工的制造。3D打印的优势在于不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，速度快，效率高，能够实现自由形状实体的自动化制造，正在受到越来越广泛的重视。

熔融堆积3D打印机(即FDM 3D打印机)为目前的3D打印机中的一种。熔融堆积3D打印机因设备造价及打印材料成本比较低廉而得到普遍应用。但目前市售的很多熔融堆积3D打印机，由于其挤出装置设计不尽合理，难以加工软质材料(如热塑性弹性体)。难以加工软质材料的原因在于：一是软质材料弹性较大，容易变形，市售的很多FDM 3D打印机，其挤出装置对于线材推进过程中的限位不够，难以有效限制线材在推进过程中的变形；二是市售的很多FDM 3D打印机均采用单驱动(仅连接电机动力输出轴的挤丝轮有驱动力)，软质线材在推进过程中由于受力不对称而容易变形，挤出不稳定导致无法加工软质材料。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置。此具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置可对线材全程限位，以对称输出驱动力输送线材，保证线材输送的稳定性。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：本具有双驱动送丝功能的 3D打印机的挤出装置，包括支架、双驱动送丝机构和线材通道盒；所述线材通道盒包括面盖、中间件、底盖和送丝管，所述面盖、中间件和底盖均安装于支架且依次扣接，所述中间件设有安装孔，所述送丝管安装于安装孔，所述送丝管内设有线材通道，所述送丝管的圆周壁两侧设有与线材通道相通的切口，所述中间件设有安装槽；所述双驱动送丝机构包括电机、主动驱动轮、同步驱动轮、主动送丝轮、同步送丝轮和转轴，所述主动驱动轮和主动送丝轮均通过电机的动力输出轴安装于安装槽内，所述同步驱动轮和同步送丝轮均通过转轴安装于安装槽内；所述主动驱动轮与同步驱动轮连接，所述主动送丝轮和同步送丝轮的一端分别压入送丝管的圆周壁两侧的切口。

具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置包括支架、双驱动送丝机构和线材通道盒；所述线材通道盒包括面盖、底盖和送丝管，所述面盖和底盖均安装于支架且扣接一起形成安装孔和安装槽，所述送丝管安装于安装孔，所述送丝管内设有线材通道，所述送丝管的圆周壁两侧设有与线材通道相通的切口；所述双驱动送丝机构包括电机、主动驱动轮、同步驱动轮、主动送丝轮、同步送丝轮和转轴，所述主动驱动轮和主动送丝轮均通过电机的动力输出轴安装于安装槽内，所述同步驱动轮和同步送丝轮均通过转轴安装于安装槽内；所述主动驱动轮与同步驱动轮连接，所述主动送丝轮和同步送丝轮的一端分别压入送丝管的圆周壁两侧的切口。

具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置包括支架、双驱动送丝机构和线材通道盒；所述线材通道盒包括面盖、中间件和底盖，所述面盖、中间件和底盖均安装于支架且依次扣接一起，所述中间件设有线材通道和两个安装通道，两个安装通道位于送丝通道的两侧，且两个安装通道均与线材通道连通；所述双驱动送丝机构包括电机、主动驱动轮、同步驱动轮、主动送丝轮、同步送丝轮和转轴，所述主动驱动轮和主动送丝轮均通过电机的动力输出轴安装于其中一个安装通道，所述同步驱动轮和同步送丝轮均通过转轴安装于另一个安装通道；所述主动送丝轮和同步送丝轮的一端均压入线材通道，所述主动驱动轮和同步驱动轮连接。

优选的，所述主动驱动轮和同步驱动轮均为齿轮，所述主动驱动轮和同步驱动轮啮合。

优选的，所述线材通道的壁面设有润滑涂层。

优选的，所述的具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置还包括喉管和喷头，所述喉管的一端与线材通道盒的连接，所述喉管的内道设有内衬管，且所述喉管的内道与线材通道连通；所述喷头通过连接件与喉管的另一端连接。

优选的，所述喷头的套接有加热块，此加热块设有发热棒孔和热电偶孔。

优选的，所述喉管的一端套接有散热块，所述喷头与喉管之间设置隔热垫圈。

优选的，所述连接件采用耐高温隔热材料制成。

优选的，所述喷头的外表面设有防粘涂层。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点：

1、本具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置利用独特的双驱动送丝机构和线材通道盒结合，利用双驱动送丝机构对称作用于线材的两侧，以始终保持输送力均衡稳定，保证了线材被稳定的输送。

2、本具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置中的线材通道盒的线材通道可对线材进行严格限位，不会让线材产生偏移变形，使线材输送挤出过程更稳定，特别适用于加工软质材料。

3、本具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置中的喷头外表面设有防粘涂层，可有效防止打印过程中材料粘附在喷头上，提高打印件的质量，避免像传统的无防粘涂层的喷头一样，存在着打印过程中材料粘附在喷头表面而又在加热过程中滴落在打印层上面造成打印件缺陷的可能性。

附图说明

图1是本实用新型的具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置的工作原理图。

图2是实施例1的具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置的第一视角结构示意图。

图3是实施例1的具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置的第二视角结构示意图。

图4是实施例1的具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置的送丝管的剖视图。

图5是实施例2的具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置的第一视角结构示意图。

图6是实施例2的具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置的第二视角结构示意图。

图7是实施例3的具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置的第一视角结构示意图。

图8是实施例3的具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置的第二视角结构示意图。

图9是实施例3的具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置的中间件的剖视图。

其中，1为支架，2为双驱动送丝机构，2-1为电机，2-2为主动驱动轮， 2-3为同步驱动轮，2-4为主动送丝轮，2-5为同步送丝轮，2-6为转轴，3为线材通道盒，3-1为面盖，3-2为中间件，3-3为底盖，3-4为送丝管，3-5为线材通道，3-6为切口，3-7为安装孔，3-8为安装槽，3-9为安装通道，4为喉管，4-1为内衬管，5为喷头，6为连接件，7为加热块，7-1为发热棒孔，7-2为热电偶孔，8为散热块，9为隔热垫圈，10为线材。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

如图2至4所示的具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置，包括支架、双驱动送丝机构和线材通道盒；所述线材通道盒包括面盖、中间件、底盖和送丝管，所述面盖、中间件和底盖均安装于支架且依次扣接，所述中间件设有安装孔，所述送丝管安装于安装孔，所述送丝管内设有线材通道，所述送丝管的圆周壁两侧设有与线材通道相通的切口，所述中间件设有安装槽；所述双驱动送丝机构包括电机、主动驱动轮、同步驱动轮、主动送丝轮、同步送丝轮和转轴，所述电机与线材通道盒连接，所述主动驱动轮和主动送丝轮均通过电机的动力输出轴安装于安装槽内，所述同步驱动轮和同步送丝轮均通过转轴安装于安装槽内；所述主动驱动轮与同步驱动轮连接，所述主动送丝轮和同步送丝轮的一端分别压入送丝管的圆周壁两侧的切口。为方便安装及保证送丝管的稳定性，送丝管的上端设有卡块。而为保证转轴可有效的工作，转轴的两端通过轴承分别安装于面盖和底盖。

如图1至图4所示，在实际工作中，当线材从线材通道的入口进入后，下落至主动送丝轮和同步送丝轮之间；此时电机的动力输出轴驱动主动送丝轮转动，且电机通过主动驱动轮和同步驱动轮等构成同步传动机构驱动同步送丝轮与主动送丝轮以同样大小的转动速度进行同步异向转动，则主动送丝轮和同步送丝轮对称作用于线材，且作用力大小相等，以始终保持输送力均衡稳定，使线材可被平稳的输送。同时，线材通道盒中的线材通道可避免线材发生偏移，进一步线材可被平稳、精确的输送。

所述主动驱动轮和同步驱动轮均为齿轮，所述主动驱动轮和同步驱动轮啮合。具体的，主动驱动轮和同步驱动轮为同型号的齿轮，则主动驱动轮可带动同步驱动轮进行同速、反向的转动，从而使主动送比轮和同步送丝轮进行同速、反向的转动，以保证线材的平稳输送。同时，主动驱动轮和同步驱动构成的同步传动机构采用齿轮传动只为一种优选方面，本实用新型不仅限使用齿轮传动，当主动驱动轮和同步驱动轮为皮带轮或链轮时，也可同样实现同步传动的效果。

所述线材通道的壁面设有润滑涂层，其材质为聚四氟乙烯。其作用都是为了降低线材在输送过程中的摩擦力，提高线材输送的顺畅性。

所述的具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置还包括喉管和喷头，所述喉管的一端与线材通道盒的连接，所述喉管的内道设有内衬管，内衬管的材质为聚四氟乙烯，且所述喉管的内道与线材通道连通；所述喷头通过连接件与喉管的另一端连接。此结构简单，方便安装。此喉管和喷头配合线材通道盒的线材通道一起使用，进一步减少线材的偏移变形，保证线材输送的平稳性及精确性。

线材通道表面的聚四氟乙烯润滑涂层和喉管内道的聚四氟乙烯内衬管，其作用都是为了降低线材在输送过程中的摩擦力，提高线材输送的顺畅性。

所述喷头的套接有加热块，此加热块设有发热棒孔和热电偶孔。加热熔化线材，以使挤出装置适用多种不同类型的线材打印。

所述喉管的一端套接有散热块，所述喷头与喉管之间设置隔热垫圈。其中隔热垫圈的材质为聚四氟乙烯、PEEK或者陶瓷，这散热块和隔热垫圈可降低加热块产生的热量传递到线材通道盒内，以避免影响线材的输送。

所述连接件采用耐高温隔热材料制成。具体的，本实施例中连接件采用 PEEk(聚醚醚酮)材料。此连接件可减少加热块产生的热时传导到喉管及线材通道盒，以避免影响线材的输送。

所述喷头的外表面设有防粘涂层。本实施例中的防粘涂层采用聚四氟乙烯制成，可有效防止打印过程中材料粘附在喷头上，提高打印件的质量。

实施例2

如图5和图6所示，本具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置除以下技术特征外同实施例1：具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置包括支架、双驱动送丝机构和线材通道盒；所述线材通道盒包括面盖、底盖和送丝管，所述面盖和底盖均安装于支架且扣接一起形成安装孔和安装槽，所述送丝管安装于安装孔，所述送丝管内设有线材通道，所述送丝管的圆周壁两侧设有与线材通道相通的切口；所述双驱动送丝机构包括电机、主动驱动轮、同步驱动轮、主动送丝轮、同步送丝轮和转轴，所述电机与线材通道盒连接，所述主动驱动轮和主动送丝轮均通过电机的动力输出轴安装于安装槽内，所述同步驱动轮和同步送丝轮均通过转轴安装于安装槽内；所述主动驱动轮与同步驱动轮连接，所述主动送丝轮和同步送丝轮的一端分别压入送丝管的圆周壁两侧的切口。具体的，本实施例与实施例1相比，两者中的线材通道盒的具体结构不同，但两种结构形成的线材通道具有相同的效果，可有效保证线材的平稳输送，也保证了线材通道盒与双驱动送丝机构两者之间的紧密配合，令双驱动送丝机构可对称作用于线材。

实施例3

如图7至图9所示，本具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置除以下技术特征外同实施例1：具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置包括支架、双驱动送丝机构和线材通道盒；所述线材通道盒包括面盖、中间件和底盖，所述面盖、中间件和底盖均安装于支架且依次扣接一起，所述中间件设有线材通道和两个安装通道，两个安装通道位于送丝通道的两侧，且两个安装通道均与线材通道连通；所述双驱动送丝机构包括电机、主动驱动轮、同步驱动轮、主动送丝轮、同步送丝轮和转轴，所述电机与线材通道盒连接，所述主动驱动轮和主动送丝轮均通过电机的动力输出轴安装于其中一个安装通道，所述同步驱动轮和同步送丝轮均通过转轴安装于另一个安装通道；所述主动送丝轮和同步送丝轮的一端均压入线材通道，所述主动驱动轮和同步驱动轮连接。具体的，本实施例与实施例1相比，两者中的线材通道盒的具体结构不同，但两种结构形成的线材通道具有相同的效果，可有效保证线材的平稳输送，也保证了线材通道盒与双驱动送丝机构两者之间的紧密配合，令双驱动送丝机构可对称作用于线材。

在实际使用中，本实用新型的具有双驱动送丝功能的3D打印机的挤出装置，搭配打印工作平台和XYZ坐标移动装置或者可空间移动的多轴机械臂装置组成3D打印机。

上述具体实施方式为本实用新型的优选实施例，并不能对本实用新型进行限定，其他的任何未背离本实用新型的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。