挤料机构及3d打印的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种挤料机构及3D打印机，包括：原料固定块，所述原料固定块上设置有多个线材的插入口，每个插入口中装有滚珠弹簧滑块；驱动装置，设置于所述原料固定块的侧面；传动装置，固定于所述驱动装置上，所述传动装置与所述滚珠弹簧滑块相连接；挤料装置、压紧装置和截断部件，设置于所述传动装置上，所述压紧装置与所述滚珠弹簧滑块相配合。本实用新型能够仅通过一个挤料机构实现两种及两种以上颜色的线材之间切换。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种挤料机构。 挤料机构及3D打印机
【背景技术】
[0002] 3D打印机又称三维打印机，是一种利用快速成形技术的机器，以数字模型文件为 基础，采用成型材料，通过逐层打印的方式来构造三维的实体。在打印前，需要利用计算机 建模软件建模，再将建成的三维模型"分区"成逐层的截面，即切片，从而指导3D打印机逐 层打印。3D打印机在产品制造业获得了广泛的应用，3D打印机的工作原理和传统打印机基 本相同，由控制组件、机械组件、打印头、耗材（即成型材料）和介质等组成，打印原理也基 本类似。
[0003] 现阶段，3D打印技术快速发展并已逐渐进入各个领域，一台3D打印机可以采用多 种材料进行打印，例如，使用ABS材料的3D打印机，还可使用一些与ABS相近的材料如尼龙 等材料进行打印。而且，3D打印机进行打印时可采用多种颜色的材料直接打印出彩色的三 维实体。
[0004] 现有的3D(三维）彩色打印都是采用多个喷头和多个挤料机构来实现，存在打印 机的占用空间大、打印过程中可选择的颜色较少、打印物品颜色单一的问题，会影响到打印 机的制造成本和结构设计。 实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种挤料机构，能够仅通过一个挤料机构实现两种及 两种以上颜色的线材之间切换，满足彩色打印需求。
[0006] 为解决上述问题，本实用新型提供一种挤料机构，包括：
[0007] 原料固定块，所述原料固定块上设置有多个线材的插入口，每个插入口中装有滚 珠弹簧滑块；
[0008] 驱动装置，设置于所述原料固定块的侧面；
[0009] 传动装置，固定于的所述驱动装置上，所述传动装置与所述滚珠弹簧滑块相连 接；
[0010] 挤料装置、压紧装置和截断部件，设置于所述传动装置上，所述压紧装置与所述滚 珠弹簧滑块相配合。
[0011] 进一步的，在上述挤料机构中，所述驱动装置包括：
[0012] 平行设置于所述原料固定块的两侧的两块螺杆固定块；
[0013] 两根螺杆和两个螺杆齿轮，每根螺杆的两端各自连接一块螺杆固定块，每根螺杆 与一个螺杆齿轮相配合，两根螺杆平行设置于所述原料固定块的两侧；
[0014] 固定于其中一块螺杆固定块上的螺杆马达固定块，设置于所述螺杆马达固定块上 的螺杆马达，与所述螺杆马达相配合的螺杆马达齿轮，连接所述螺杆马达齿轮和两个螺杆 齿轮的皮带。
[0015] 进一步的，在上述挤料机构中，每块螺杆固定块和每根螺杆均与插入口中的线材 相垂直。
[0016] 进一步的，在上述挤料机构中，每根螺杆与所述插入口的排列方向相平行，每块螺 杆固定块与所述插入口的排列方向相垂直。
[0017] 进一步的，在上述挤料机构中，所述螺杆齿轮设置于螺杆马达固定块的一侧，所述 螺杆马达固定块上设置有通孔，所述螺杆穿过所述通孔与所述螺杆齿轮相配合。
[0018] 进一步的，在上述挤料机构中，所述驱动装置还包括一压紧所述皮带的压紧部件， 所述压紧部件设置于所述螺杆马达固定块上。
[0019] 进一步的，在上述挤料机构中，所述驱动装置还包括一压紧所述皮带的压紧部件， 所述压紧部件设置于所述螺杆马达固定块上。
[0020] 进一步的，在上述挤料机构中，所述传动装置包括：
[0021] 两块螺杆移动块，各自固定于一根螺杆上；第一和第二螺杆滑块，各自固定于其中 一块螺杆移动块上的。
[0022] 进一步的，在上述挤料机构中，所述第一和第二螺杆滑块通过螺栓各自固定于其 中一块螺杆移动块上。
[0023] 进一步的，在上述挤料机构中，所述挤料装置包括：
[0024] 挤料齿轮和挤料马达，设置于第一螺杆滑块上，所述挤料齿轮与挤料马达相连接。
[0025] 进一步的，在上述挤料机构中，所述压紧装置包括支点、摆动杆和滚轮，其中，
[0026] 所述支点设置于第二螺杆滑块上，所述摆动杆设置于所述支点上，所述滚轮与所 述摆动杆的一端连接，所述摆动杆的另一端与所述滚珠弹簧滑块相配合，所述滚轮与所述 挤料齿轮相对设置。
[0027] 进一步的，在上述挤料机构中，所述截断部件包括止付装置和截断装置，其中，所 述止付装置设置于所述第一螺杆滑块上，所述第一螺杆滑块与所述滚珠弹簧滑块连接。
[0028] 进一步的，在上述挤料机构中，所述止付装置为止付弹簧或铰链。
[0029] 本实用新型还提供一种3D打印机，包括：
[0030] 上述挤料机构；
[0031] 与所述挤料机构连接的打印喷头。
[0032] 与现有技术相比，本实用新型包括原料固定块，所述原料固定块上设置有多个线 材的插入口，每个插入口中装有滚珠弹簧滑块；驱动装置，设置于所述原料固定块的侧面； 传动装置，固定于的所述驱动装置上，所述传动装置与所述滚珠弹簧滑块相连接；挤料装 置、压紧装置和截断部件，设置于所述传动装置上，所述压紧装置与所述滚珠弹簧滑块相配 合，能够仅通过一个挤料机构实现两种及两种以上颜色的线材之间切换，满足彩色打印需 求。
【专利附图】
【附图说明】
[0033] 图1是本实用新型一实施例的挤料机构的结构图；
[0034] 图2是图1的挤料机构的换料示意图之一；
[0035] 图3是图1的挤料机构的换料示意图之二；
[0036] 图4是图1在D-D向的截面结构图；
[0037] 图5是图1在A-A向的非挤料状态下的截面结构图；
[0038] 图6是图5在B-B向的截面结构图；
[0039] 图7是图5在C-C向的截面结构图；
[0040] 图8是图1在A-A向的挤料状态下的截面结构图；
[0041] 图9是图8在B-B向的挤料状态下的截面结构图。
【具体实施方式】
[0042] 为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具 体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
[0043] 实施例一
[0044] 如图1?9所示，本实用新型提供一种挤料机构，包括原料固定块4,所述原料固定 块4上设置有多个线材21的插入口，不同颜色的线材21可固定于原料固定块4的不同插入 口中，每个插入口中装有滚珠弹簧滑块17 ;驱动装置，设置于所述原料固定块的侧面；传动 装置，固定于的所述驱动装置上，所述传动装置与所述滚珠弹簧滑块17相连接；挤料装置、 压紧装置和截断部件，设置于所述传动装置上，所述压紧装置与所述滚珠弹簧滑块17相配 合。
[0045] 如图1?9所示，所述驱动装置可以包括两块螺杆固定块5，两根螺杆7，两个螺杆 齿轮19，螺杆马达固定块3，螺杆马达6，螺杆马达齿轮20和皮带10，其中，两块螺杆固定块 5平行设置于所述原料固定块4的两侧，每根螺杆7的两端各自连接一块螺杆固定块5,在 原料固定块4的两边分別装有一根螺杆7,每根螺杆7与一个螺杆齿轮19相配合，两根螺 杆7平行设置于所述原料固定块4的两侧，螺杆马达固定块3固定于其中一块螺杆固定块5 上，螺杆马达6设置于所述螺杆马达固定块3上，螺杆马达齿轮20与所述螺杆马达6相配 合，皮带10连接所述螺杆马达齿轮20和两个螺杆齿轮19,以通过螺杆马达齿轮20带动皮 带10,继而皮带10带动两个螺杆齿轮19,继而两个螺杆齿轮19带动各自连接的螺杆7,所 述驱动装置还可包括一压紧所述皮带10的压紧部件18,所述压紧部件18设置于所述螺杆 马达固定块3上。
[0046] 如图1?9所示，所述传动装置包括两块螺杆移动块9和第一和第二螺杆滑块11， 其中两块螺杆移动块9各自固定于一根螺杆7上，第一和第二螺杆滑块11各自固定于其中 一块螺杆移动块9上的，每根螺杆7可带动固定于其上的螺杆移动块9,当每块螺杆移动块 9移动时，固定于其上的第一和第二螺杆滑块11也会随螺杆移动块9移动，从而可以用于自 由地进行选料。所述第一和第二螺杆滑块11可通过螺栓8各自固定于其中一块螺杆移动 块9上。如图1所示，第一和第二螺杆滑块11通过四个螺栓8分别固定在两个螺杆移动块 9上。
[0047] 如图1?9所示，所述挤料装置包括挤料齿轮2和挤料马达1，挤料齿轮2和挤料 马达1设置于第一螺杆滑块上，所述挤料齿轮与挤料马达相连接。
[0048] 如图1?9所示，所述压紧装置包括支点12、摆动杆14和滚轮13,其中，支点12 设置于第二螺杆滑块11上，摆动杆14设置于所述支点12上，滚轮13与所述摆动杆14的 一端连接，所述摆动杆14的另一端与所述滚珠弹簧滑块17相配合，所述滚轮13与所述挤 料齿轮2相对设置，当第一螺杆滑块11移动时带动连接的滚珠弹簧滑块17,滚珠弹簧滑块 17推动与其配合的摆动杆14 一端，从而摆动杆14绕着支点旋转，继而与摆动杆14连接的 滚轮13压住线材21，这样滚轮13与挤料齿轮2配合实现送料。
[0049] 如图1?9所示，所述截断部件包括止付装置16和截断装置15,其中，所述止付装 置16设置于所述第一螺杆滑块11上，所述第一螺杆滑块11与所述滚珠弹簧滑块17连接， 实现在换料之前将原来选中的线材进行截断。
[0050] 挤料机构的运动原理如下：
[0051] 进行选料作业时，螺杆马达6带动螺杆马达齿轮20,螺杆马达齿轮20带动皮带 10,皮带10带动另两个螺杆齿轮19,每个螺杆齿轮19分别同步带动两根螺杆7,螺杆7带 动螺杆移动块9前进或后退，螺杆移动块9同步分别带动第一和第二螺杆滑块11及装于第 一和第二螺杆滑块11上的其它部件，即第一螺杆滑块11带动滚珠弹簧滑块17,滚珠弹簧 滑块17推动摆动杆14,摆动杆14以支点12为支点旋转带动滚轮13,使滚轮13和挤料齿 轮2将所选的线材21夹紧，挤料马达1运行带动挤料齿轮2挤料，其中，如图1所示，选中 的是第1根线材，如图2所示，选中的是第2根线材，如图3所示，选中的是第4根线材；
[0052] 进行换料作业时，挤料马达1先停止，螺杆马达6带动螺杆马达齿轮20,螺杆马 达齿轮20带动皮带10,皮带10带动另两个螺杆齿轮19,两个螺杆齿轮19分别同步带动两 根螺杆7,两根螺杆7分别带动两块螺杆移动块9前进或后退，两块螺杆移动块9分别带动 第一和第二螺杆滑块11及装于第一和第二螺杆滑块11上的其它部件，即第一螺杆滑块11 带动止付装置16,止付装置16带动截断装置15如刀片等截断当前作业线材后，第一螺杆滑 块11带动滚珠弹簧滑块17,滚珠弹簧滑块17推动摆动杆14,摆动杆14以支点12为支点 旋转带动滚轮13,使滚轮13和挤料齿轮2将替换的线材21夹紧，挤料马达1运行带动挤料 齿轮2进行挤料。
[0053] 优选的，如图1所示，每块螺杆固定块5和每根螺杆7均与插入口中的线材21相 垂直。每根螺杆7与所述插入口的排列方向相平行，每块螺杆固定块5与所述插入口的排 列方向相垂直。
[0054] 优选的，如图4所示，所述的挤料机构还包括一压紧所述皮带10的压紧装置18,所 述压紧装置18设置于所述螺杆马达固定块3上。根据不同的设计需求，所述压紧装置18 为滚轮或轴承。所述止付装置16为止付弹簧或铰链。
[0055] 如图1所示，所述螺杆齿轮19设置于螺杆马达固定块3的一侧，可选的，所述螺杆 马达固定块3上设置有通孔，所述螺杆7穿过所述通孔与所述螺杆齿轮19相配合。具体 的，马达固定块3固定于其中一块螺杆固定块5上，两根螺杆7分别固定于两块螺杆固定块 5的同时穿过马达固定块3。
[0056] 另外，对于残余线材处理，有两种方式：一种作为填充材料，打印在对象内部；另 一种可挤在打印机指定废料收集区。
[0057] 实施例二
[0058] 本实用新型还提供一种3D打印机，包括：
[0059] 上述挤料机构；
[0060] 与所述挤料机构连接的打印喷头。
[0061] 综上所述，本实用新型包括原料固定块，所述原料固定块上设置有多个线材的插 入口，每个插入口中装有滚珠弹簧滑块；驱动装置，设置于所述原料固定块的侧面；传动装 置，固定于的所述驱动装置上，所述传动装置与所述滚珠弹簧滑块相连接；挤料装置、压紧 装置和截断部件，设置于所述传动装置上，所述压紧装置与所述滚珠弹簧滑块相配合，能够 仅通过一个挤料机构实现两种及两种以上颜色的线材之间切换，满足彩色打印需求。
[0062] 显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新 型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其 等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。
【权利要求】
1. 一种挤料机构，其特征在于，包括： 原料固定块，所述原料固定块上设置有多个线材的插入口，每个插入口中装有滚珠弹 簧滑块； 驱动装置，设置于所述原料固定块的侧面； 传动装置，固定于所述驱动装置上，所述传动装置与所述滚珠弹簧滑块相连接； 挤料装置、压紧装置和截断部件，设置于所述传动装置上，所述压紧装置与所述滚珠弹 簧滑块相配合。
2. 如权利要求1所述的挤料机构，其特征在于，所述驱动装置包括： 平行设置于所述原料固定块的两侧的两块螺杆固定块； 两根螺杆和两个螺杆齿轮，每根螺杆的两端各自连接一块螺杆固定块，每根螺杆与一 个螺杆齿轮相配合，两根螺杆平行设置于所述原料固定块的两侧； 固定于其中一块螺杆固定块上的螺杆马达固定块，设置于所述螺杆马达固定块上的螺 杆马达，与所述螺杆马达相配合的螺杆马达齿轮，连接所述螺杆马达齿轮和两个螺杆齿轮 的皮带。
3. 如权利要求2所述的挤料机构，其特征在于，每块螺杆固定块和每根螺杆均与插入 口中的线材相垂直。
4. 如权利要求2所述的挤料机构，其特征在于，每根螺杆与所述插入口的排列方向相 平行，每块螺杆固定块与所述插入口的排列方向相垂直。
5. 如权利要求2所述的挤料机构，其特征在于，所述螺杆齿轮设置于螺杆马达固定块 的一侧，所述螺杆马达固定块上设置有通孔，所述螺杆穿过所述通孔与所述螺杆齿轮相配 合。
6. 如权利要求2所述的挤料机构，其特征在于，所述驱动装置还包括一压紧所述皮带 的压紧部件，所述压紧部件设置于所述螺杆马达固定块上。
7. 如权利要求6所述的挤料机构，其特征在于，所述压紧部件为滚轮或轴承。
8. 如权利要求2所述的挤料机构，其特征在于，所述传动装置包括： 两块螺杆移动块，各自固定于一根螺杆上；第一和第二螺杆滑块，各自固定于其中一 块螺杆移动块上。
9. 如权利要求8所述的挤料机构，其特征在于，所述第一和第二螺杆滑块通过螺栓各 自固定于其中一块螺杆移动块上。
10. 如权利要求8所述的挤料机构，其特征在于，所述挤料装置包括： 挤料齿轮和挤料马达，设置于第一螺杆滑块上，所述挤料齿轮与挤料马达相连接。
11. 如权利要求10所述的挤料机构，其特征在于，所述压紧装置包括支点、摆动杆和滚 轮，其中， 所述支点设置于第二螺杆滑块上，所述摆动杆设置于所述支点上，所述滚轮与所述摆 动杆的一端连接，所述摆动杆的另一端与所述滚珠弹簧滑块相配合，所述滚轮与所述挤料 齿轮相对设置。
12. 如权利要求11所述的挤料机构，其特征在于，所述截断部件包括止付装置和截断 装置，其中，所述止付装置设置于所述第一螺杆滑块上，所述第一螺杆滑块与所述滚珠弹簧 滑块连接。
13. 如权利要求12所述的挤料机构，其特征在于，所述止付装置为止付弹簧或铰链。
14. 一种3D打印机，其特征在于，包括： 如权利要求1至13任一项所述的挤料机构； 与所述挤料机构连接的打印喷头。
【文档编号】B29C31/04GK203888214SQ201420231787
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】沈嘉云 申请人:英华达（上海）科技有限公司, 英华达(上海)电子有限公司, 英华达股份有限公司