一种3d打印自动切换料装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种3D打印自动切换料装置，包括支架，设置于支架上的切换机构及两个以上并排设置的送料机构，还包括用于感应切换机构的料管与相应送料机构出料口是否对接的定位感应机构。本发明采用切换机构与不同送料机构选择性对接的技术方案，实现单个打印头自动打印多种颜色或多种材质的线材，单个打印头的设置也简化了设备结构，简化工艺流程；在另一方面，本发明还设有定位感应机构，实现了切换机构和送料机构的精准对接，从而大大提高了工作效率；此外，本发明的切换机构与打印头之间设定的一定距离，还能实现打印机在切换料过程中能够连续打印、不停机，这在提高了工作效率的同时还提高了打印件的成型质量。
【专利说明】
一种3D打印自动切换料装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印自动切换料装置。
【背景技术】
[0002]现今，3D打印是新型的成型技术，在打印时，熔融堆积型打印技术是利用加热的打印头熔融打印材料线材，通过控制打印头将熔融状的线材堆叠在指定位置，从而将3D模型转化成实体的3D工件。
[0003 ]通常熔融堆积型3D打印的材料为线状热熔材料，在打印多种颜色模型或多种不同材质的模型时需要多次更换材料，而目前的3D打印机大多是人工更换材料，操作复杂繁琐，虽然目前也有部分可以实现自动换料的装置，但其往往在更换材料过程中需要暂停打印，或是会因为定位不精准而影响打印的连续性，进而影响了工作效率和打印件的成型质量。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种3D打印自动切换料装置，以解决上述问题。
[0005]本发明实施例提供的一种3D打印自动切换料装置，包括支架，设置于支架上的切换机构及两个以上并排设置的送料机构；
[0006]所述切换机构包括在送料机构排列方向上设置的导向轨道、在导向轨道上可往复滑动的导向块及驱动该导向块滑动的滑动驱动单元，在导向块上设有用于可与送料机构的出料口相对接的料管及用于将进入到料管内的线材剪断的剪切单元；
[0007]还包括用于感应切换机构的料管与相应送料机构出料口是否对接的定位感应机构，该定位感应机构包括安装在送料结构一侧的与送料机构相对应的感应器/感应件及安装在切换机构一侧与所述感应器/感应件相配的感应件/感应器。
[0008]优选地，所述定位感应机构的感应器/感应件设于送料机构一侧并分别与所述送料机构一一对应，所述感应件/感应器固定设于导向块上，所述感应件/感应器随导向块的滑动与相应的感应器/感应件相配合。
[0009]优选地，所述剪切单元包括设置于所述导向块上的剪切驱动单元、可转动安装于所述剪切驱动单元上的转动块及可由所述转动块推动剪断所述料管内线材的剪切片。
[0010]优选地，所述剪切片的一端与导向块枢接于所述料管的上方，所述剪切片的自由端可由转动块推动而绕枢接孔转动。
[0011]优选地，所述剪切片枢接于导向块的一端距所述料管的长度小于所述剪切片自由端距所述料管的长度。
[0012]优选地，所述导向轨道包括与导向块一端可滑动连接的光轴导轨，导向块另一端设有螺纹孔，传动螺杆与所述螺纹孔配合安装，所述滑动驱动单元驱动导向块在送料机构排列方向上移动。
[0013]优选地，所述送料机构包括送料驱动单元及设置于所述送料驱动单元上并由所述送料驱动单元驱动的压料齿轮。
[0014]优选地，还包括控制器，所述控制器与所述滑动驱动单元、定位感应机构、送料机构及剪切单元相连。
[0015]一种自动切换料的3D打印机，包括打印头，还包括以上所述的3D打印自动切换料装置，所述送料机构将线材通过切换机构输送至打印头。
[0016]优选地，所述的一种自动切换料的3D打印机，还包括为送料机构提供线材的储料机构，所述储料机构为具有多个料辊同轴设置的储料辊。
[0017]上述技术方案可以看出，由于本发明采用切换机构与不同送料机构选择性对接的技术方案，实现单个打印头自动打印多种颜色或多种材质的线材，单个打印头的设置也简化了设备结构，简化工艺流程;在另一方面，本发明还设有定位感应机构，实现了切换机构和送料机构的精准对接，从而大大提高了工作效率;此外，本发明的切换机构与打印头之间设定的一定距离，还能实现打印机在切换料过程中能够连续打印、不停机，这在提高了工作效率的同时还提高了打印件的成型质量。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0019]图1是本发明实施例的结构示意图；
[0020]图2是本发明实施例的结构示意图；
[0021 ]图3是本发明实施例A处局部细节放大结构示意图；
[0022]图4是本发明实施例的结构示意图；
[0023]图5是本发明实施例B处局部细节放大结构示意图。
[0024]附图标记:I支架;2储料机构，21线材;3送料机构，31送料驱动单元，32、压料齿轮，321送料轮，322定位齿轮;4切换机构，41导向轨道，411光轴导轨，412传动螺杆，42导向块，421剪切单元，4211剪切驱动单元，4212转动块，4213剪切片，4214回复单元，422料管，43滑动驱动单元;5定位感应机构，51感应器，52感应件。
【具体实施方式】
[0025]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]实施例1:
[0027]本发明实施例提供一种3D打印自动切换料装置，结合图1至图5所示，包括支架I，设置于支架I上的切换机构4及两个以上并排设置的送料机构3，送料机构3的数量可以根据线材颜色、种类的数量对应设置。
[0028]所述切换机构4包括在送料机构3排列方向上设置的导向轨道41、在导向轨道41上可往复滑动的导向块42及驱动该导向块42滑动的滑动驱动单元43，在导向块42设有用于可与送料机构3的出料口相对接的料管422及用于将进入到料管422内的线材21剪断的剪切单元 421。
[0029]所述3D打印自动切换料装置还包括用于感应切换机构4的料管422与相应送料机构3出料口是否对接的定位感应机构5。
[0030]所述定位感应机构5的感应器51设于送料机构3—侧并分别与所述送料机构3对应，所述感应件52固定设于导向块42上，所述感应件52随导向块42的滑动与相应的感应器51相配合，每个送料机构3所对应的感应器51用以精确定位切换机构4的位置，以便判断切换机构4的料管422是否与送料机构3的出料口准确对接，保证打印机的工作连续性。当移动的感应件52与对应的感应器51相配合时，与感应器51相连接的控制器会收到信号，随后控制器发出指令，使切换机构4停止移动，此时切换机构4的料管422与相应送料机构3的出料口对接。
[0031]在另一实施例中，所述定位感应机构5的感应件52设于送料机构3—侧并分别与所述送料机构3—一对应，所述感应器51固定设于导向块42上，所述感应器51随导向块42的滑动与相应的感应件52相配合，当移动的感应器51与对应的感应件52相配合时，与感应器51相连接的控制器会收到信号，控制器结合切换机构4的移动行程判断切换机构4是否是与相应的送料机构3对接，随后控制器发出指令，使切换机构4停止移动，此时切换机构4的料管422与相应送料机构3的出料口对接。
[0032]所述3D打印自动切换料装置还包括控制器，所述控制器与滑动驱动单元43、剪切单元421、送料机构3及定位感应器51相连，所述控制器可用于控制切换料过程中送料机构3的进料、导向块42的滑动和剪切单元421对线材21的剪切。
[0033]所述用于实现导向块42滑动的导向轨道包括与导向块42—端可滑动连接的光轴导轨411，所述导向块42的另一端设有螺纹孔，传动螺杆412与所述螺纹孔配合安装，所述滑动驱动单元43驱动导向块在送料机构排列方向上移动。本实施例中，所述滑动驱动单元43为电机，与控制器相连的滑动驱动电机在接收到控制器发出的驱动指令后，通过传动螺杆412驱动导向块42在光轴导轨411上滑动，光轴导轨411和传动螺杆412相结合的方案，不仅可以实现导向块42在送料机构3排列方向上的相对移动，还可以给导向块42起到了稳定的支撑作用。
[0034]本发明的3D打印自动切换料装置，其剪切单元421包括设置于所述导向块42上的剪切驱动单元4211、可转动安装于所述剪切驱动单元4211上的转动块4212及可由所述转动块4212推动剪断所述料管422内线材21的剪切片4213，所述剪切驱动单元4211可以为一般能够提供动力的单元，如电机、气缸等，本实施例采用的剪切驱动单元4211为舵机，所述转动块4212安装于舵机上并由舵机驱动转动。所述剪切片4213的一端与导向块42枢接于料管422的上方，所述剪切片4213的自由端可随转动块4212的推动而其绕其枢接孔转动，剪切片4213的自由端带动剪切片4213向线材21移动并将其剪断。为了减小剪断线材21所需的推力、节省能源消耗，在设置剪切片4213时，可以适当设置剪切片4213两端相对于料管422的长度比例，当剪切片4213枢接于导向块42的一端(即剪切片4213的枢接端)距所述料管422的长度小于剪切片4213自由端距所述料管422的长度，即剪切片4213的枢接端与其自由端距料管422的长度比例小于I时，剪切片4213剪断线材21所需的推力较小，该比例值越小，则所需的推力也越小，本实施例中的该比例值为1/4。
[0035]在本实施例中，剪切片4213倾斜设置，剪切片4213的枢接端和自由端分设于料管422的两侧，剪切片4213的枢接端位于料管422—侧的上方，其自由端位于料管422另一侧的下方，所述剪切片4213的自由端还连接有一可将剪切片4213自由端回复原位的回复单元4214，该回复单元4214可为回力弹簧。在需要剪切线材21时，旋转的转动块4212与剪切片4213的自由端相接触并在旋转的过程中推动剪切片4213的自由端绕其枢接端旋转，剪切片4213在被推动的过程中接触料管422中的线材21并将其剪断，当转动块4212旋转到初始位置，剪切片4213的自由端则在回复单元4214的作用下回复初始状态。
[0036]作为另一实施例，剪切片4213的枢接端与自由端均位于料管422靠近转动块4212的同一侧，此时剪切片4213可以垂直设置或是自由端稍向远离转动块4212的一端倾斜设置，转动块4212在转动过程中与剪切片4213的自由端接触并推动其自由端朝远离转动块4212的方向移动，剪切片4213在被推动的过程中接触料管422中的线材21并将其剪断，当转动块4212旋转到初始位置，剪切片4213的自由端则在重力的作用下回复初始状态。
[0037]本发明安装于剪切驱动单元4211上的转动块4212能够通过旋转等方式推动剪切片4213自由端转动，从而剪断线材21，所述转动块4212可以为方形、“8”字型等带有凸边的形状，也可以为能够产生推力的其他形状，在本实施例中，呈“8”字型的转动块4212在舵机的驱动下转动，在转动块4212的旋转过程中，转动块4212的凸边对剪切片4213的自由端产生推力，推动剪切片4213的自由端朝远离舵机的方向移动，从而将线材21剪断。
[0038]本发明3D打印自动切换料装置的送料机构3包括送料驱动单元31及设置于所述送料驱动单元31上并由所述送料驱动单元31驱动的压料齿轮32，所述送料驱动单元31可以为电机，本实施例的压料齿轮32设于送料驱动电机上，所述压料齿轮32为一对相应设置的轴设于送料驱动电机上、可由送料驱动电机驱动其绕轴旋转的无齿送料轮321和与送料轮321相配合的定位齿轮322，所述定位齿轮322的顶部和底部之间设有一容置线材21的凹槽，当需要送料时，与送料驱动电机相连的控制器对送料驱动电机发出驱动指令，送料驱动电机驱动送料轮321绕轴转动，定位齿轮322与送料轮321配合从动转动，位于定位齿轮322凹槽的线材21被压送至切换机构4的料管422。
[0039]实施例2:
[0040]本发明实施例公开了一种自动切换料的3D打印机，其包括储料机构2、打印头及上述实施例1中的3D打印自动切换料装置。所述储料机构2内设储备多种颜色、多种材质线材21的供料单元，所述供料单元与送料机构3对应设置，本实施例的储料机构2为具有多个料辊同轴设置的储料辊，料辊上的线材21接入送料机构3的入料口，线材21通过送料机构3和切换机构4被送至打印头进行打印。
[0041]打印机在打印过程中需要切换料的情况一般为:(I)需要更换不同颜色线材；(2)需要更换不同材质线材；(3)料辊中线材用完后需要更换新线材。第(1)、(2)种情况切换料过程的开启可以为打印机向控制器发出切换料的指令，第(3)种情况可以人为或在打印机中预设地给出切换料指令，此时送料驱动单元31停止驱动，剪切驱动单元4211带动转向块4212旋转并切断线材21，随后滑动驱动单元43驱动导向块42向对应送料机构3的位置滑动，当位于导向块42上的感应件52与相应感应器51相配合，导向块42停止滑动，此时导向块42上的料管422与对应送料机构3的出料口精准对接，然后对应送料驱动单元31驱动压料齿轮32将线材21从料辊压送至切换机构4，通过切换机构4的线材21被送至打印头进行打印。
[0042]在本实施例中，所述打印头与切换机构4的料管422之间设定一定的距离，此段距离的设定以此段线材21能够维持切换料过程对打印头的供应为佳。
[0043]以上对本发明实施例所提供的一种3D打印自动切换料装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想和方法，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1.一种3D打印自动切换料装置，其特征在于，包括支架，设置于支架上的切换机构及两个以上并排设置的送料机构； 所述切换机构包括在送料机构排列方向上设置的导向轨道、在导向轨道上可往复滑动的导向块及驱动该导向块滑动的滑动驱动单元，在导向块上设有用于可与送料机构的出料口相对接的料管及用于将进入到料管内的线材剪断的剪切单元； 还包括用于感应切换机构的料管与相应送料机构出料口是否对接的定位感应机构，该定位感应机构包括安装在送料结构一侧的与送料机构相对应的感应器/感应件及安装在切换机构一侧与所述感应器/感应件相配的感应件/感应器。2.如权利要求1所述的3D打印自动切换料装置，其特征在于，所述定位感应机构的感应器/感应件设于送料机构一侧并分别与所述送料机构一一对应，所述感应件/感应器固定设于导向块上，所述感应件/感应器随导向块的滑动与相应的感应器/感应件相配合。3.如权利要求1所述的3D打印自动切换料装置，其特征在于，所述剪切单元包括设置于所述导向块上的剪切驱动单元、可转动安装于所述剪切驱动单元上的转动块及可由所述转动块推动剪断所述料管内线材的剪切片。4.如权利要求3所述的3D打印自动切换料装置，其特征在于，所述剪切片的一端与导向块枢接于所述料管的上方，所述剪切片的自由端可由转动块推动而绕枢接孔转动。5.如权利要求4所述的3D打印自动切换料装置，其特征在于，所述剪切片枢接于导向块的一端距所述料管的长度小于所述剪切片自由端距所述料管的长度。6.如权利要求1所述的3D打印自动切换料装置，其特征在于，所述导向轨道包括与导向块一端可滑动连接的光轴导轨，导向块另一端设有螺纹孔，传动螺杆与所述螺纹孔配合安装，所述滑动驱动单元驱动导向块在送料机构排列方向上移动。7.如权利要求1所述的3D打印自动切换料装置，其特征在于，所述送料机构包括送料驱动单元及设置于所述送料驱动单元上并由所述送料驱动单元驱动的压料齿轮。8.如权利要求1所述的3D打印自动切换料装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述滑动驱动单元、定位感应机构、送料机构及剪切单元相连。9.一种自动切换料的3D打印机，包括打印头，其特征在于，还包括如权利要求1?8任一项所述的3D打印自动切换料装置，所述送料机构将线材通过切换机构输送至打印头。10.如权利要求9所述的一种自动切换料的3D打印机，其特征在于，还包括为送料机构提供线材的储料机构，所述储料机构为具有多个料辊同轴设置的储料辊。
【文档编号】B29C67/00GK105881912SQ201610402754
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】郑秋波, 郭皓
【申请人】深圳市斯塔睿科技有限公司