一种3d打印头的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种3D打印机，尤其涉及一种基于熔融堆积快速成型的3D打印机。
【背景技术】
[0002]基于熔融堆积快速成型的3D打印机是一种精密的机电一体化设备，一般由设置在机箱上的X轴、Y轴和Z轴三个轴组成，X轴和Y轴设在一个垂直于Z轴的XY运动平面内，统称为XY轴；3D打印头设置在XY轴上，XY轴和Z轴之间相互独立运动，通过打印平台来调节他们之间的间距，实现3D打印机的3D打印工作。
[0003]常见的3D打印机的3D打印头普遍存在以下的缺陷:机械结构复杂；加热装置与打印喷头导热匹配不良，造成经常在打印过程中出现打印温度不稳定，打印出丝不顺畅，出丝不均匀；送料结构不够合理，将打印材料的送料到打印喷头距离较远，导致容易堵塞打印头，长距离送料将受到导料管间隙的影响，送料回抽的时候，打印材料在导料管中弯曲，从而影响了送料的精度。
【实用新型内容】
[0004]为解决现有3D打印机的3D打印头存在上述缺陷，本实用新型提供一种的更为科学、先进的3D打印头，其方案如下面所述。
[0005]一种3D打印头，包括打印头组件、打印头基座、送料机构和可耐高温的导料管；其特征是:打印头组件固定于打印头基座下方，送料机构固定于打印头基座上方；打印头组件包括将打印材料融熔并挤出的打印喷头，可耐高温的隔热管，对打印喷头进行加热的金属加热块；金属加热块套在打印喷头上，打印喷头固定在隔热管下端，隔热管上端固定在打印头基座上；导料管固定在打印头基座上，并向下通过隔热管延伸到打印喷头的内部。打印喷头与打印头基座通过隔热管隔开，避免打印喷头的热量传导到到打印头基座上，造成热量的浪费；隔热管的隔热作用从而降低金属加热块的功率。
[0006]作为上述方案的进一步说明，前述打印喷头下端设有圆锥结构的喷嘴，喷嘴内部设有一个倒圆台形结构的熔腔，熔腔下方设有延伸到喷嘴外的喷孔；导料管为塑料王管，其端部延伸到熔腔的上部。这种结构有利于缩短送料距离，送料更精准。解决了长距离送料将收到导料管间隙的影响，送料回抽的时候，有效防止作为打印材料的塑料丝在导料管中弯曲，提高了送料的精度。塑料王管耐高温达250°C，塑料王管隔热好，内壁阻力小，塑料王管直接和打印喷头的内壁接触，打印喷头的温度高达200°C以上，而一般打印材料的塑料丝融化温度只有170°C，通过塑料王管，确保塑料王管内的塑料丝不被熔化，只有当塑料丝送到接触到打印喷头的熔腔时才熔化，确保只有一小段的塑料丝被融化，有利于控制塑料丝的熔化量的控制。塑料王管的厚度的选择很关键，太薄则隔热性能变差，导致塑料王管内的塑料丝就容易提前被熔化了，无法达到出丝的精准控制；太厚隔热性能好，不利于温差的过渡，当塑料丝回抽的时候，熔化的塑料丝随之进入塑料王管，此时内外温差大，塑料丝温度马上变低，熔化的塑料丝容易凝固在塑料王管内，造成3D打印头堵塞。
[0007]优选地，前述喷孔的孔径为0.4mm，所述隔热管由PEEK材料制成。PEEK材料制成的隔热管耐高温达到250°C，在此高温下材料强度变化不大，有利于稳固地固定地打印头。
[0008]优选地，前述金属加热块为铝块，其内设有加热管和温度传感器。铝块直接套在打印喷头上，铝的导热性能好，可有效将加热管的热量传递到打印喷头和温度传感器。温度传感器直接测加热铝块的温度，温度传感器可选用测温精度高原测温热电偶。而且铝板质量轻，可以有效地减轻3D打印头重量。
[0009]优选地，为了方便维护，前述打印喷头和隔热管通过螺纹固定方式连接成一体，其中，打印喷头上部设有外螺纹，隔热管下部设有与该外螺纹匹配的内螺纹；打印喷头在靠近喷嘴位置设有与扳手匹配的外六角结构。
[0010]优选地，前述打印头组件侧面设有可对着打印喷头的喷嘴吹风的冷却风扇，冷却风扇通过固定板固定在打印头基座上。冷却风扇将打印喷头挤出的融熔的塑料快速冷却成型，有利于提高打印精度，避免因材料的在融熔状态下产生小变形，影响打印效果。
[0011]其中，前述打印头基座上设有纵横交错设置的直线轴承。方便3D打印机的X轴和Y轴分别通过直线轴承穿过打印头，X轴和Y轴的移动直接带动打印头的移动，X轴和Y轴在不同的平面，移动互不干扰，定位精度高。
[0012]另外作为配套，前述送料机构包括挤料座和设于挤料座上的步进电机和挤料头；步进电机的输出轴上设有齿轮，挤料头上设有与该齿轮相对设置的轴承，齿轮和轴承之间设有供作为打印材料的塑料丝通过的小缝隙；在缝隙相对应的位置，挤料头上部和下部设于彼此相对的送料口和出料口。送料机构直接安装在打印头基座上，确保送料距离短，有利于准确送料；避免了打印材料在导料管中弯曲。送料时，塑料丝从送料口穿入，通过小缝隙由齿轮将塑料丝压紧在轴承上，再从出料口穿出，进入导料管并延伸到打印喷头的熔腔中。
[0013]优选地，前述打印头基座上下两个端部设有铝板，前述隔热管固定在打印头基座下端部的铝板上，送料机构固定在打印头基座上端部的铝板上。铝板质量轻，可以有效地减轻3D打印头重量，确保3D打印头运动更顺畅，有助于提高打印质量。
[0014]由上可知，本实用新型具有如下的优点:结构科学、紧凑，结构巧妙，整体重量轻，送料距离短，送料更精准；温度较高的打印喷头与温度较低的打印头基座之间隔热效果好，有效地降低了打印喷头的热量损耗，有利于节能环保；.塑料王管的隔热控制，打印出丝均匀顺畅准确，打印效果更佳。
【附图说明】
[0015]图1为3D打印头的立体图。
[0016]图2为图1中的打印头组件和打印头基座的立体剖视图。
[0017]图3为图1中的送料机构的立体图。
[0018]附图标号说明:1 一打印头组件，2—打印头基座，3—导料