一种3D打印头的插头连接器以及与之配合的打印头的制作方法

本实用新型涉及3D打印机产品技术领域，特指一种3D打印头的插头连接器以及与之配合的打印头。

背景技术：
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3D打印机(简称3D打印机)在这几年得到飞速的发展，现有3D打印机在工作前首先需要利用计算机进行建模，然后将建成的3D模型进行分层的“切片”处理，然后自下而上逐层“打印”每层切片，从而最终形成与所建模型相同的3D产品。根据这一原理，目前的3D打印技术主要采用以下方式，即热熔材料喷涂打印方式。该打印方式的原理与传统的喷墨打印机原理类似，所不同的是，这种3D打印机所使用的“墨水”为一种热熔材料，比如热熔蜡、热熔胶。通过打印机构将熔融的热熔材料喷涂在打印平台上，进行逐层的“打印”，当热熔材料被喷涂出来后，其将迅速的固化。经过不断的逐层“打印”，最终形成所需要的3D物体。

为了便于送料，目前的3D打印材料通制作成线材，见图1所示，目前的3D打印机的打印头5的内部设置有一条供打印线材50进入的通道，通道自打印头5的顶端开设，并贯穿打印头5。同时，在打印头5内设置有加热装置51，打印线材50自打印头5的顶端插入通道后，经过加热装置3熔融后，由通道的出口挤出。作为原材料的打印线材50一般为热熔胶线，所以为了便于打印线材50的输送，通常需要采用一个输送管道52，该输送管道52连接在打印头5上，打印线材50通过输入管道52进入通道内。

另外，由于打印头5内加热装置51采用电加热装置，所以打印头5需要与外部电源连接。目前，打印头5与外部电源进行连接的方式仍采用导线连接，见图2所示，这是目前一款常见的3D打印机用打印头6，该打印头6自其顶部设置有一个插槽61，输送打印线材的输送管道端部插接配合于该插槽61中，而打印头6的电源连接方式采用类似的方式，其是在打印头6的顶部开设有一个导线进入的导线孔62，外部电源输入导线通过导线孔62进入打印头6内部，为打印头6内部的加热装置以及可能设置的相关电路供电。这种结构带来的不便就是：在3D打印过程中，由于打印头6需要在三维空间移动，打印头6拖曳一条电源线是会对打印作业形成妨碍的，所以目前许多生产厂家均对打印头的供电方式进行了不断的设计，例如见图2所示，可以在打印头6的下方设置导电接触片63，当把打印头6放置在打印机械臂的云台上时，该导电接触片63将与打印机械臂云台上对应的电极接触连接，外部电源的输入导线沿打印机械臂设置，并与云台上对应的导电电极连接，从而实现对打印头6的供电。

本发明人也针对以上问题，经过不断改进，提出了以下技术方案。

技术实现要素：
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本实用新型所要解决的第一个技术问题就在于克服现有技术所存在的不足，提供一种3D打印头的插头连接器，该插头连接器将打印线材与电源线一起结合起来，形成一个可与3D打印头插拔配合的插头连接器，从而同时实现对3D打印头的线材输送和供电。

为解决上述第一个技术方案，本实用新型采用了以下技术方案：该3D打印头的插头连接器包括：插头部、管道部以及贯穿插头部和管道部的打印线材管道，打印线材通过打印线材管道穿过管道部和插头部后伸出，于所述的管道部上设置有电源线，电源线的末端伸入插头部内，于所述的插头部表面设置有第一电极，所述的电源线与该第一电极形成导电连接。

进一步而言，上述技术方案中，所述的插头部和管道部固定连接；所述的插头部上形成有可与打印头上连接插槽连接的连接结构。

进一步而言，上述技术方案中，所述插头部上的连接结构采用以下任意一种：螺纹连接、卡扣连接、卡嵌连接、过盈配合连接。

进一步而言，上述技术方案中，所述的电源线直接被包覆成型在管道部的内壁；或者，所述的电源线直接固定在管道部；或者，所述的管道部还设置有电源线管道，所述的电源线通过电源线管道引入到插头部处。

进一步而言，上述技术方案中，所述的插头部上设置有用于卡嵌连接的卡凸，该卡凸采用导电材料制作，所述的电源线末端与卡凸导电连接，该卡凸作为第一电极。

进一步而言，上述技术方案中，所述的第一电极呈环形设置于插头部上。

本实用新型所要解决的第二个技术问题就在于提供一种与上述3D打印头的插头连接器配合的打印头。

为解决上述第二个技术方案，本实用新型采用了以下技术方案：该打印头内设置有供打印线材进入的通道，于所述的打印头内还设置有加热装置，打印线材通过加热装置加热熔融后由位于通道末端的喷口挤出，所述打印头于通道进口处设置有一与插头连接器中插头部配合的连接插槽，于所述的连接插槽处设置有可与插头连接器导电连接的第二电极，该第二电极与加热装置电性连接。

进一步而言，上述技术方案中，所述的连接插槽上设置有与所述的插头连接器插头部上形成有可与打印头上连接插槽连接的连接结构。

进一步而言，上述技术方案中，所述连接插槽上的连接结构采用以下任意一种：螺纹连接、卡扣连接、卡嵌连接、过盈配合连接。

进一步而言，上述技术方案中，所述的第二电极位于连接插槽内壁。

本实用新型采用上述技术方案后，将为打印头供电的电源线与输送打印线材的管道结合起来，合并为一个具有双重功效的插头连接器，不仅装配方便，并且减少打印头工作时的羁绊，进一步简化3D打印机打印头的结构。

附图说明：

图1是现有一款3D打印机的结构示意图；

图2是现有另一款3D打印机的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一的立体图；

图4是本实用新型实施例一的立体分解图；

图5是本实用新型实施例一的剖视图；

图6是本实用新型实施例一中插头连接器的主视图；

图7是本实用新型实施例二插头连接器的示意图；

图8是本实用新型实施例三插头连接器中管道部横截面示意图；

图9是本实用新型实施例四插头连接器中管道部横截面示意图；

图10是本实用新型实施例五插头连接器中管道部横截面示意图。

具体实施方式：

下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步说明。

见图3-6所示，这是本实用新型的具体实施例一，本实用新型包括一种3D打印机用的打印头1，以及与该打印头1配合使用的插头连接器4。该插头连接器4与打印头1之间采用可插拔的活动连接，并且该插头连接器将同时实现对打印线材2和电源线3的同时传输。

所述的打印头1内设置有供打印线材2进入的通道100，通道100自打印头1顶部贯穿至其底部，沿通道100、在打印头1内依次设置散热装置11、加热装置12。打印线材2进入通道100后，通过加热装置12加热变熔融，最后由通道100的末端的喷口101挤出。

在打印头1的顶部、通道100的上端口处设置有一个连接插槽10，该连接插槽10将与本实用新型中的插头连接器4插接配合，实现打印线材2和电源线3与打印头1之间的传输。

所述的连接插槽10与插头连接器4之间采用可插拔的活动连接，这种连接结构可采用以下任意一种结构：

1、螺纹连接：在连接插槽10和插头连接器4上分别设置对应的内螺纹、外螺纹，二者通过螺纹连接方式进行配合固定；

2、卡扣连接：在插头连接器4上设置相应的弹性卡钩，在连接插槽10上设置与弹性卡头配合的卡槽，通过弹性卡钩与卡槽的卡扣连接实现连接插槽10与插头连接器4之间的固定配合。

3、卡嵌连接：在插头连接器4上设置相应的凸起，在连接插槽10上与凸起对应的卡嵌槽，通过凸起与卡嵌槽之间的配合实现插头连接器与连接插槽10之间的固定连接。

4、过盈配合连接：顾名思义，就至直接利用插头连接器与连接插槽10之间配合公差，实现二者过盈配合紧固。

本实施例一采用了是卡嵌配合，其结构如下，连接插槽10主体呈圆形，在其两侧壁上自伤而下开设有一个呈“L”形的卡嵌槽102。参见图4所示，所述的插头连接器4包括：插头部41、管道部42，其中插头部41的主体呈与连接插槽10对应的圆柱形，并且在其表面设置有卡凸411。当插头部41与连接插槽10连接时，插头部41插入连接插槽10内，卡凸411首先沿卡嵌槽102的纵向槽体插入，当插入到底后，再旋转插头部41，从而令卡凸411进入卡嵌槽102的横向槽体内，从而实现连接插槽10与插头连接器4的连接。

上述结构实现了插头连接器4与打印头1之间的机械连接，二者时间的电性连接方式如下：在插头连接器4的表面设置有第一电极71，在连接插槽10内壁设置有第二电极72。该第二电极72将与打印头1内的电路板73连接，为打印头1内的加热装置或者电路板、及其他电气原件供电。当插头连接器4与连接插槽10连接配合后，第一电极71与第二电极72相互接触，从而实现导电连接。本实施例一中，采用的具体连接方式如下：

打印头1内，靠近连接插槽10卡嵌槽102的位置设置第二电极72；插头连接器4的卡凸411作为第一电极71，当插头连接器4的插头部41进入卡嵌槽102的横向槽体内后，作为第一电极71的卡凸411与打印头1内的第二电极72连接，从而实现插头连接器4与打印头1之间的电性连接。

本实用新型中插头连接器4包括：插头部41、管道部42以及贯穿插头部41和管道部42的打印线材管道40，打印线材2通过打印线材管道40穿过管道部42和插头部41后伸出，于所述的管道部42内设置电源线3。于所述的插头部41上设置有第一电极51，所述的电源线5与该第一电极51形成导电连接。如前面所述，插头部41表面设置有卡凸411，该卡凸411不仅作为与连接插槽10卡嵌配合的连接元件，其同时也作为插头连接器4中的第一电极。

管道部42采用塑胶材料制作，电源线3可以直接被包覆设置在管道部42的内壁中，见图6所示，电源线3直接被包覆在管道部42的内壁中，电源线3随管道部42伸入到插头41内，电源线3的末端可采用焊接的方式焊接在卡凸411的内壁，从而实现外部电源通过电源线3与作为第一电极71的卡凸411导通。

上述实施例一工作时，将插头连接4插入打印头1的连接插槽10内，当插头部41插入连接插槽10内，通过卡凸411与卡嵌槽102配合实现固定连接，同时作为第一电极71的卡凸411与打印头1内的第二电极72接触，从而实现插头连接器4与打印头1之间的电性连接，外部电源将通过电源线3、第一电极71、第二电极72为打印头1内的电路板73供电，电路板73将为加热装置12等相关电气元件供电。与此同时，打印线材管道40末端正好与连接插槽10内的通道100对接，实现打印线材2的进入。

上述实施例一中，第一电极71至直接通过卡凸411实现，本实用新型也可采用其他结构实现插头连接器4与打印头1之间的电性连接。见图7所示，本实施例二中，所述的第一电极71呈环形设置于插头部41的表面。与上述实施例一相同，电源线3通过管道部42伸入到插头41内后，电源线3的末端可采用焊接的方式焊接环形第一电极71的内壁。同样的，在连接插槽10内壁对应第一电极71的位置设置第二电极72。这种结构借鉴了目前常用的耳机插头的方式，将插头连接器4看做耳机插头，在其插头部41的表面设置环形的第一电极71，将连接插槽10看做耳机插孔，其内部不同高度设置有与第一电极71对应的第二电极72，当插头部41插入连接插槽10内后，第一电极71与对应的第二电极72接触，从而实现电性连接。

当然，相对简单的第一电极71与第二电极72的连接方式为：在插头部41表面直接设置导电片(例如弹性导电片)作为第一电极，在连接插槽10内对应位置设置相应的导电片作为第二电极，当插头部41与连接插槽10插接配合后，两个导电片对应接触，形成导电连接。这种方式存在的不足就是需要设置防呆结构，以确保插头部41与连接插槽10之间对位准确，确保两个导电片可以顺利接触。

见图8所示，这是本实用新型实施例三中插头连接器4中管道部42横截面示意图。本实施例三中是在管道部42内设置有两个通道，其中一个作为供打印线进入的打印线材管道40，另一个是作为共电源线3进入的电源线管道421，电源线3可直接通过电源线管道421穿入，并伸入到插头部41内。使用时，当插头部41与连接插槽10采用任意一种连接方式连接后，打印线材管道40与打印头1内的通道100对应对接，打印线材2由打印线材管道40穿出后，直接进入通道100内。电源线3由电源线管道421穿出后，通过焊接的方式与插头部41表面的环形第二电极72焊接。

本实施例三是直接在管道部42内开设两条通道，其也可采用其他结构，见图9所示，本实施例四中，管道部42由两部分构成，其中第一部分内设置打印线材管道40，第二部分内设置电源线管道421，然后通过热融合、或者胶水粘接、或者再包覆成型的方式将第一部分和第二部分固定在一起。

见图10所示，本实施例五采用了一种相对简单的结构，将电源线3直接通过固定件422(例如束线、固定环等)绑缚在管道部42上，这种方式同样可以实现本实用新型的目的。当然，采用这种方式时，电源线3应采用漆包线，避免电线裸露造成触电。

另外，上述所有实施例中，所述的第一电极71、第二电极72的数量通常为两个，所述的电源线3通常为两根，以分别对应电源的正负极。

本实用新型采用上述技术方案后，将为打印头1供电的电源线3与输送打印线材的管道结合起来，合并为一个具有双重功效的插头连接器，不仅装配方便，并且不会打印头工作时的羁绊，进一步简化3D打印机打印头的结构。

当然，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并非来限制本实用新型实施范围，凡依本实用新型申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。