3d打印用可扩展多材料喷头系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种3D打印用可扩展多材料喷头系统，包括底座、若干送丝单元和驱动单元；送丝单元包括连杆、喷嘴、第一送丝轮、第二送丝轮和电磁铁；连杆一端通过安装轴铰接于底座的一侧上；若干送丝单元的第二送丝轮通过同一旋转轴安装于底座上；第一送丝轮和喷嘴安装在连杆上；底座上固定有若干对应各个连杆另一端的电磁铁；用于驱动旋转轴转动的驱动单元安装于底座上。本发明可以在不增加电机数量的前提下，根据需要扩展送丝单元；各个送丝单元工作与否可以任意控制；工作中的送丝单元上的喷嘴在连杆向下摆动后，位置低于其他非工作状态的喷嘴，可以避免非工作状态的喷嘴对3D打印过程中零件表面的刮擦破坏。
【专利说明】3D打印用可扩展多材料喷头系统
【技术领域】:
[0001]本发明涉及3D打印【技术领域】，特别涉及一种用于3D打印的多通道送丝机构。
【背景技术】:
[0002]FDM工艺是3D打印技术中的一种，利用一种丝材挤出机构，通过控制挤出头的运动轨迹而实现三维累加制造。挤出头一般为单通道，只能打印一种颜色或一种直径的丝材。要实现彩色或多材料打印，必须将多个打印头排列在一起组装，每个打印头上附带的电机导致了打印头总体尺寸偏大，影响了有效成型尺寸。并且每个打印头高度都是一样的并且固定，非工作状态的打印头会刮擦已成型的表面从而降低成型质量，甚至导致成型失败。
【发明内容】
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[0003]本发明的目的在于提供一种3D打印用可扩展多材料喷头系统，以解决上述技术问题。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]3D打印用可扩展多材料喷头系统，包括底座、若干送丝单元和驱动单元；送丝单元包括连杆、喷嘴、第一送丝轮、第二送丝轮和电磁铁；连杆一端通过安装轴铰接于底座的一侧上；若干送丝单元的第二送丝轮通过同一旋转轴安装于底座上；第一送丝轮和喷嘴安装在连杆上；底座上固定有若干对应各个连杆另一端的电磁铁；用于驱动旋转轴转动的驱动单元安装于底座上。
[0006]本发明进一步的改进在于:所述3D打印用可扩展多材料喷头系统还包括驱动连杆在电磁铁失电时脱离电磁铁的复位机构。
[0007]本发明进一步的改进在于:所述复位机构包括安装于安装轴上的扭簧和/或安装于电磁铁上的弹簧。
[0008]本发明进一步的改进在于:底座上固定有限制连杆非工作状态位置的限位杆。
[0009]本发明进一步的改进在于:第一送丝轮和第二送丝轮中一个为带轮，另一个为齿轮。
[0010]本发明进一步的改进在于:每个电磁铁均连接一个控制开关。
[0011]本发明进一步的改进在于:一个电磁铁处于通电状态时，对应的连杆的另一端贴合在电磁铁上，喷嘴和第一送丝轮处于工作位置，对应的连杆上的第一送丝轮和对应的第二送丝轮夹紧的丝材正对喷嘴的入口。
[0012]本发明进一步的改进在于:喷嘴上带有加热及保温装置。
[0013]本发明进一步的改进在于:底座上设有若干送丝单元扩展安装位置。
[0014]本发明进一步的改进在于:驱动单元包括电机和连接电机与旋转轴的传动带或齿轮组。
[0015]相对于现有技术，本发明具有以下有益效果:本发明可以在不增加电机数量的前提下，根据需要扩展送丝单元；各个送丝单元工作与否可以任意控制；工作中的送丝单元上的喷嘴在连杆向下摆动后，位置低于其他非工作状态的喷嘴，可以避免非工作状态的喷嘴对3D打印过程中零件表面的刮擦破坏。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明的结构示意图；
[0017]图2为本发明的剖视示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详述:
[0019]请参阅图1及图2所示，本发明一种3D打印用可扩展多材料喷头系统，包括底座
1、若干送丝单元和驱动单元。
[0020]底座I呈矩形框状。送丝单元包括连杆2、喷嘴4、第一送丝轮8、第二送丝轮6、弹簧5和电磁铁9。若干送丝单元的连杆2—端均通过安装轴13铰接于底座I的一侧上，安装轴上安装有驱动连接I复位的扭簧；若干送丝单元的连杆2的设计及安装确保连杆2在旋转过程中不与其它零件干涉并且使得喷嘴4和第一送丝轮8均能准确到达工作位置；若干送丝单元的第二送丝轮6通过同一旋转轴14安装于底座I上，电机11安装于底座I上，电机11通过传动带12连接旋转轴，带动所有第二送丝轮6同步旋转。若干第二送丝轮6直径相同或者不同，若干第一送丝轮8直径相同或者不同。连杆2上安装有第一送丝轮8、喷嘴4 ;第一送丝轮8活动安装在连杆2上，连杆2上设有调节第一送丝轮8和第二送丝轮6夹紧力的弹性调节机构。底座I上固定有若干对应各个连杆2另一端的电磁铁9，电磁铁9上套有弹簧5。底座I上还固定有限制连杆2位置的限位杆。第一送丝轮8为带轮，第二送丝轮6为齿轮。
[0021]每个电磁铁9均连接一个控制开关，通过控制开关可以控制对应的电磁铁9通断电，电磁铁9通电后，吸引连杆2绕其销轴转动，连杆2的另一端压缩弹簧5贴合在电磁铁9上，此时，喷嘴4和第一送丝轮8将至工作位置，第一送丝轮8和第二送丝轮6将丝材3夹紧，丝材3正对喷嘴4的入口。
[0022]本发明一种3D打印用可扩展多材料喷头系统工作时，通过控制需要工作的电磁铁9通电，牵引相应的连杆2绕其安装轴摆动与电磁铁9贴合，喷嘴4和第一送丝轮8到达工作位置；第一送丝轮8和第二送丝轮6将丝材3夹紧，随着第二送丝轮6的转动，丝材3被输送至喷嘴4 ;丝材3在喷嘴4里面被加热软化并被后续进入的固态丝材从喷嘴4出口挤出。连杆2的摆动通过电磁作用完成，利用杠杆作用，对送丝轮的夹紧力起放大作用。喷嘴4上带有加热及保温装置，可以加热至指定温度，每个喷嘴4的温度可以不同。
[0023]不工作时，电磁铁9断电，连杆2在弹簧力5和扭簧的作用下向上弹起，达到限位杆并保持在该非工作位置(如图2的虚线位置)，对应的喷嘴4停止进丝。
[0024]以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。
【权利要求】
1.3D打印用可扩展多材料喷头系统，其特征在于，包括底座(I )、若干送丝单元和驱动单元； 送丝单元包括连杆(2)、喷嘴(4)、第一送丝轮(8)、第二送丝轮(6)和电磁铁(9);连杆(2 ) 一端通过安装轴铰接于底座(I)的一侧上；若干送丝单元的第二送丝轮(6 )通过同一旋转轴安装于底座(I)上；第一送丝轮(8)和喷嘴(4)安装在连杆(2)上；底座(I)上固定有若干对应各个连杆(2 )另一端的电磁铁(9 ); 用于驱动旋转轴转动的驱动单元安装于底座(I)上。
2.根据权利要求1所述的3D打印用可扩展多材料喷头系统，其特征在于，所述3D打印用可扩展多材料喷头系统还包括驱动连杆(2)在电磁铁(9)失电时脱离电磁铁(9)的复位机构。
3.根据权利要求2所述的3D打印用可扩展多材料喷头系统，其特征在于，所述复位机构包括安装于安装轴上的扭簧和/或安装于电磁铁(9)上的弹簧。
4.根据权利要求1所述的3D打印用可扩展多材料喷头系统，其特征在于，底座(I)上固定有限制连杆(2)非工作状态位置的限位杆。
5.根据权利要求1所述的3D打印用可扩展多材料喷头系统，其特征在于，第一送丝轮(8)和第二送丝轮(6)中一个为带轮，另一个为齿轮。
6.根据权利要求1所述的3D打印用可扩展多材料喷头系统，其特征在于，每个电磁铁(9)均连接一个控制开关。
7.根据权利要求1所述的3D打印用可扩展多材料喷头系统，其特征在于，一个电磁铁(9)处于通电状态时,对应的连杆(2)的另一端贴合在电磁铁(9)上,喷嘴(4)和第一送丝轮(8)处于工作位置，对应的连杆(2)上的第一送丝轮(8)和对应的第二送丝轮(6)夹紧的丝材(3)正对喷嘴(4)的入口。
8.根据权利要求1所述的3D打印用可扩展多材料喷头系统，其特征在于，喷嘴(4)上带有加热及保温装置。
9.根据权利要求1所述的3D打印用可扩展多材料喷头系统，其特征在于，底座(I)上设有若干送丝单元扩展安装位置。
10.根据权利要求1所述的3D打印用可扩展多材料喷头系统，其特征在于，驱动单元包括电机(11)和连接电机(11)与旋转轴的传动带或齿轮组。
【文档编号】B29C67/00GK103707509SQ201310719302
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】同治强, 李涤尘, 曹毅, 杨春成, 张莹莹 申请人:西安交通大学, 陕西恒通智能机器有限公司