一种3D打印笔的制作方法

一种3d打印笔
技术领域
1.本实用新型涉及3d打印技术，尤其涉及一种3d打印笔。


背景技术：

2.3d打印笔具有小巧便携的优点，通过简单操作就能够绘制立体图案，因此得到了广泛应用。现有技术中，通常用齿轮或滚轮夹持条状耗材，电机正转驱动齿轮带动耗材向笔尖移动；更换耗材时，需使电机反转，驱动齿轮带动耗材向反方向移动至脱离夹持的位置，而适用于3d打印笔的电机通常无法调速，如需频繁进行不同颜色耗材的更换，会出现更换耗材的时间长，效率低，影响使用体验等问题。


技术实现要素：

3.实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种能够快速更换耗材的3d打印笔。
4.技术方案：本实用新型的3d打印笔包括送料装置、换料装置、加热装置、控制芯片和用于安装各组件的笔壳，送料装置包括送料电机以及从两侧夹持耗材的辅助轮和送料齿轮，送料齿轮通过传动机构连接送料电机；所述换料装置包括换料拨块、连杆和压杆，连杆、压杆和换料拨块分别与固定在笔壳内部的轴转动连接；压杆一侧与辅助轮的转轴固定连接，另一侧设有固定柱，固定柱上套有弹簧，弹簧嵌在笔壳上的弹簧限位槽中；连杆一端抵接在压杆上，换料拨块通过滚花定位销与连杆另一端连接并带动连杆绕轴转动，推动压杆带动辅助轮远离耗材并压缩弹簧。
5.笔壳上开有用于限制换料拨块转动角度的条形限位孔，换料拨块一端从条形限位孔内伸出。
6.送料装置还包括将耗材导向笔尖的导料管，导料管为空心软管，导料管一端安装在导料管固定座上，另一端通向加热装置。
7.笔壳顶部开有进料孔，压杆上开有导向孔，耗材依次穿过所述进料孔和导向孔之后经过辅助轮和齿轮啮合进入导料管。
8.传动机构包括齿轮轴和、减速齿轮组和固定外壳，送料电机通过电机轴上的齿轮与传动机构连接，送料电机与控制芯片电性连接。
9.加热装置包括加热腔和喷头、温度传感器，温度传感器设置在加热腔外壁上，笔壳在加热装置的安装处开有散热孔并设有高温警示标志，加热腔和温度传感器均与控制芯片电性连接。
10.笔壳上设有用于打印笔开关机的电源键、用退料的退料键、进料和暂停进料的进料键以及调节进料速度的调速键，所述电源键、退料键、进料键与控制芯片电性连接；还包括用于指示不同工作状态的语音播报装置、状态指示灯和电量显示灯，语音播放装置、状态指示灯和电量显示灯与控制芯片电性连接，笔壳内部设置有电源，笔壳上开有充电口。
11.有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：通过简单的按动操作即能实现耗材的快速更换，且换料机构能够在松手后自动复位，结构简单可靠，节约时间，提升
使用效率，且易于加工。
附图说明
12.图1为本实用新型工作状态下换料装置结构图；
13.图2为本实用新型换料拨块按下时的换料装置结构图；
14.图3为本实用新型的外部结构图；
15.图4为本实用新型的轴测图；
16.图5为本实用新型的内部结构图
具体实施方式
17.下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
18.本实用新型的3d打印笔包括笔壳1、送料装置、换料装置、加热装置和控制芯片，
19.送料装置包括辅助轮2、送料齿轮3、送料电机和导料管10；送料齿轮3和辅助轮2从两侧夹持耗材11，送料齿轮3通过传动机构30连接送料电机，传动机构包括齿轮轴和减速齿轮组；送料电机正转时送料齿轮3带动耗材11向笔尖移动，反转时送料齿轮3向外送出耗材。
20.如图1-5所示，笔壳顶部开有进料孔14，耗材11从进料孔14处插入，经过压杆6上的导向孔与辅助轮2和送料齿轮3啮合，耗材11经过辅助轮2和进料齿轮3之间的间隙进入导料管10，导料管10一端安装在导料管固定座13上，另一端通向加热腔；耗材11沿导料管10进入加热腔加热后由喷头17送出进行打印。
21.换料装置包括换料拨块4、连杆5、压杆6和弹簧7，换料拨块4、连杆5和压杆6均可绕固定于笔壳1内部的轴转动；笔壳1上开有条形孔12，换料拨块4的一端从条形孔12内伸出，条形孔12限制换料拨块4的转动角度，换料拨块4与连杆5通过滚花定位销9连接，连杆5一端抵接在压杆6上；下压换料拨块4可带动连杆5绕轴转动，连杆5推动压杆6绕轴转动，压杆6一侧固定连接有送料辅助轮2的转轴，另一侧装有固定柱，固定柱上套设弹簧7，弹簧7嵌在笔壳内部的弹簧限位槽中，一端由限位槽限位，另一端抵接在压杆6上，如图2所示，压杆6绕轴转动时压缩弹簧7并带动辅助轮2移动，使辅助轮2与送料齿轮3之间的间隙增大，松开对耗材11的夹持；松开换料拨块4后，压杆6在弹簧7作用下复位，缩小辅助轮2和送料齿轮3之间的间隙，使辅助轮2复位并重新夹持耗材11。
22.如图3所示，加热装置包括喷头17和加热腔27；喷头和加热腔27设置在笔壳1内部靠近笔尖的一端，笔尖为圆锥体，表面上开有条状散热孔15，并有高温警示标志16，加热腔17外壁上设有温度传感器26，用于检测和控制加热腔27的温度。
23.本实用新型的3d打印笔还包括控制芯片，控制芯片与送料电机、加热腔和喷头17和温度传感器26电性连接；如图4所示，笔壳1上设有用于打印笔开关机的电源键19、自动退料的退料键20、进料和暂停进料的进料键21以及调节进料速度的调速键28；为指示不同工作状态和电量情况，还包括语音播报装置24、状态指示灯28和电量显示灯18；电源键19、退料键20、进料键21、调速键28、语音播放装置24、状态指示灯18和电量显示灯29均与控制芯片电性连接，打印笔内部设置有电源25，笔壳上开有充电口22。
24.本实用新型的使用过程如下：
25.握住3d打印笔，向下按压换料拨块4，将耗材11通过进料孔14插入打印笔，插到底
后松开换料拨块4，此时在弹簧7的弹力作用下，压杆带动辅助轮2复位，使辅助轮2与送料齿轮3夹持耗材。长按电源键19三秒后，打印笔开机，此时打印笔进入预热状态并发出相应的语音提示，预热完成后状态指示灯变绿，并发出语音提示，单击进料键21，在电机的驱动下，耗材11向笔尖移动，经加热腔加热熔化后从喷头17挤出，即可开始3d打印笔的创作。
26.使用过程中如果需要调整打印笔挤出速度，单击调速键，即可进行挤出速度挡位的更换，并且会有语音提示当前使用的挡位，如需暂停时，单击进料键21，打印笔会语音提示：“暂停成功”并停止挤出耗材11，再次单击进料键打印笔即可恢复正常工作。
27.如果需要退出或者更换耗材11，先单击进料键21让打印笔暂停挤出，然后握住打印笔笔身，向下按压换料拨块4到底，即可将耗材直接抽出，重复上述操作，即可完成打印笔耗材的更换或退出，如耗材长度较短，无法直接抽出，也可以单击退料键20，打印笔发出语音提示并使电机反转，将耗材11退出。


技术特征：
1.一种3d打印笔，包括送料装置、换料装置、加热装置、控制芯片和用于安装各组件的笔壳(1)，其特征在于，所述送料装置包括送料电机(23)以及从两侧夹持耗材(11)的辅助轮(2)和送料齿轮(3)，所述送料齿轮(3)通过传动机构连接送料电机(23)；所述换料装置包括换料拨块(4)、连杆(5)和压杆(6)，所述连杆(5)、压杆(6)和换料拨块(4)分别与固定在笔壳(1)内部的轴转动连接；所述压杆(6)一侧与辅助轮(2)的转轴固定连接，另一侧设有固定柱，所述固定柱上套有弹簧(7)，弹簧(7)嵌在笔壳上的弹簧限位槽(8)中；连杆(5)一端抵接在压杆(6)上，所述换料拨块(4)通过滚花定位销(9)与连杆(5)另一端连接并带动连杆(5)绕轴转动，推动压杆(6)带动辅助轮(2)远离耗材(11)并压缩弹簧(7)。2.根据权利要求1所述的3d打印笔，其特征在于，所述笔壳(1)上开有用于限制换料拨块(4)转动角度的条形限位孔(12)，所述换料拨块(4)一端从条形限位孔(12)内伸出。3.根据权利要求1所述的3d打印笔，其特征在于，所述送料装置还包括将耗材导向笔尖的导料管(10)，所述导料管(10)为空心软管，所述导料管(10)一端安装在导料管固定座(13)上，另一端通向加热装置。4.根据权利要求1所述的3d打印笔，其特征在于，所述笔壳(1)顶部开有进料孔(14)，所述压杆(6)上开有导向孔，耗材(11)依次穿过所述进料孔(14)和导向孔之后经过辅助轮和齿轮啮合进入导料管。5.根据权利要求1所述的3d打印笔，其特征在于，所述传动机构(30)包括齿轮轴、减速齿轮组和固定外壳。6.根据权利要求1所述的3d打印笔，其特征在于，所述送料电机(23)通过电机轴上的齿轮与传动机构(30)连接，所述送料电机(23)与控制芯片电性连接。7.根据权利要求1所述的3d打印笔，其特征在于，所述加热装置包括加热腔(27)和喷头(17)、温度传感器(26)，所述温度传感器(26)设置在加热腔外壁上，所述笔壳在加热装置的安装处开有散热孔(15)并设有高温警示标志(16)，所述加热腔(27)和温度传感器(26)均与控制芯片电性连接。8.根据权利要求1所述的3d打印笔，其特征在于，所述笔壳(1)上设有用于打印笔开关机的电源键(19)、用于退料的退料键(20)、进料和暂停进料的进料键(21)以及调节进料速度的调速键(28)，所述电源键(19)、退料键(20)、进料键(21)及调速键(28)均与控制芯片电性连接。9.根据权利要求1所述的3d打印笔，其特征在于，还包括用于指示不同工作状态的语音播报装置、状态指示灯(18)和电量显示灯(29)，所述语音播放装置、状态指示灯(18)和电量显示灯(29)与控制芯片电性连接。10.根据权利要求1所述的3d打印笔，其特征在于，笔壳(1)内部设置有电源(25)，笔壳(1)上开有充电口。

技术总结
一种3D打印笔，包括笔壳、送料装置、换料装置、加热装置和控制芯片；送料装置包括送料电机、传动机构和送料机构，送料机构包括从两侧夹持耗材的辅助轮和送料齿轮；换料装置包括换料拨块、连杆、压杆和弹簧，连杆、压杆均可绕固定于壳体的轴转动，送料辅助轮可绕固定于压杆一侧的轴转动，弹簧设置在压杆另一侧，需要更换耗材时不必等待电机反转，下压换料拨块带动连杆、压杆转动并压缩弹簧，使送料辅助轮松开对耗材的夹持，即可将耗材直接抽出或送入；松开下压块，弹簧弹性作用会使压杆、连杆和下压块复位，使辅助轮重新夹持耗材，通过按动即能实现耗材的快速更换，且换料机构能够在松手后自动复位，结构简单可靠，提升使用效率。提升使用效率。提升使用效率。


技术研发人员：陈荣华 张阿刚
受保护的技术使用者：南京物种起源科技有限公司
技术研发日：2021.06.03
技术公布日：2022/1/28