一种新型3D打印头的制作方法

本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种新型3D打印头。

背景技术：

FDM技术在3D打印行业中又称为熔融沉积成形技术(Fused DepositionModeling)，其工作原理是以丝状的热熔性材料为原料，例如蜡、聚乳酸(PLA)以及ABS等材料。这些热熔性材料通常被制作成丝状，以丝状供料，经过供丝机构供丝给高温喷头，材料在喷头中被高温融化形成熔融状态，喷头在计算机的控制下，将熔融的材料选择性的涂覆在工作平台上，形成一个截面，随后打印头升或下降一个层高。打印头继续按程序设定的零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔融状态下的材料挤出，前一层的材料粘结并固化。这一过程反复进行，各截面层层叠加，每一层都在上一层堆积而成，上一层对下一层起到了定位和支撑的作用。随着高度的增加，最终形成三维实体模型。分层的厚度可以每一层都相等，也可以不等，层与层之间的厚度越小，生成的零件精度越高，表面的质量越好。该技术中，关键的问题是打印头，打印头的加热的对打印的速度和质量影响很大。

现有技术存在以下缺陷：现有的打印头加热棒都是圆柱棒，在加热头的固定块侧面上开圆孔放置，该类型的加热容易造成热量的损失和材料的加热不均匀(如附图5)；打印头加热处加热不均匀；加热棒有一部分直接暴露在外边，浪费能耗；材料加热慢，不能适应高速或超高速打印速度(材料的熔融速度跟不上打印速度)；材料温度过高容易融化过多的材料，使得本应处于固态部分的材料软化，造成挤出力不够，甚至堵头。

技术实现要素：

有鉴于此，为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种新型3D打印头。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种新型3D打印头，包括喷头、加热环底座、连接件、喉管、散热管、喷头温度传感器、环形加热棒、加热环端盖、散热管温度传感器、打印材料、紧定螺钉；

喷头设置在加热环底座下方，用于传导热量给打印材料使融化的打印材料沿着喷头中间的通道流出喷头；

加热环底座设置在喷头上方，用于为环形加热棒提供安装位使热量均匀传输至喷头与连接件、为喷头温度传感器提供安装位；

连接件设置在加热环底座上方，用于作为加热环底座与散热管的中间连接件以及为打印材料接触喷头提供中间通道；

喉管设置在连接件上方，用于固定打印材料与导热；

散热管通过连接件与加热环底座连接，用于使散热管内的打印材料能够散热以免在散热管内融化；

喷头温度传感器设置在加热环底座内、喷头上方，用于最大限度地测量出打印材料的融化温度以便于准确控制加热温度；

环形加热棒设置在加热环底座的U形槽里，用于加热加热环底座使打印材料迅速融化；

加热环端盖设置在加热环底座的U形槽之上，用于固定环形加热棒并覆盖加热环底座的U形槽；

散热管温度传感器设置在散热管处喉管上方，用于监控散热管4处的温度以保证散热管内的打印材料不被融化；

打印材料设置在喉管与连接件的内部，用于被融化后成型打印；

紧定螺钉设置在加热环底座内的螺纹孔，用于使加热环端盖固定在加热环底座。

进一步地，喷头的上半部为圆柱形状且设置有定位台阶；

所述喷头的下半部为倒锥形体；

所述喷头的中间开孔且在喷头的下半部的开口逐渐收小。

进一步地，加热环底座为圆柱形状且中间开孔。

进一步地，连接件为圆柱形状且中间开孔；

所述连接件中间设有定位台阶以区分连接件的上半部与下半部；

所述连接件的下半部插入加热环底座的中间孔且与加热环底座同轴；

所述连接件的上半部设置在加热环底座之上。

进一步地，喉管为圆柱形状且中间开通孔。

进一步地，散热管呈圆柱形状且中间开通孔并由多个圆环组成。

进一步地，喷头温度传感器尽可能地靠近喷头的熔融腔。

进一步地，打印材料与喉管、连接件同轴，打印材料的端面与喷头接触。

进一步地，紧定螺钉为两枚对称的紧定螺钉。

本发明通过改变加热头处的加热块和加热棒的形状、在圆形加热块中放置圆柱环形的加热棒、用安装板将圆形加热棒隐藏在加热块的方式，使打印材料各部分的温度得到合理控制，保证了在喉管部分打印材料不能被软化，在加热部分打印材料受热均匀，在高速或超高的打印中可以将打印材料迅速融化以确保打印材料融化后的流动性，而且封闭的结构设计有效降低了能耗，解决了加热不均匀不合理、热量损失的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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他的附图。

图1是本发明一种新型3D打印头的正视图；

图2是本发明一种新型3D打印头的A-A向剖示图；

图3是本发明一种新型3D打印头的B-B向剖示图；

图4是本发明一种新型3D打印头的温升仿真图；

图5是现有技术的3D打印头的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。需要指出的是，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2、图3所示，本发明提供一种新型3D打印头，包括喷头11、加热环底座9、连接件8、喉管6、散热管4、喷头温度传感器1、环形加热棒2、加热环端盖3、散热管温度传感器5、打印材料7、紧定螺钉10；

喷头11设置在加热环底座9下方，用于传导热量给打印材料7使融化的打印材料7沿着喷头11中间的通道流出喷头11；

加热环底座9设置在喷头11上方，用于为环形加热棒2提供安装位使热量均匀传输至喷头11与连接件8、为喷头温度传感器1提供安装位；

连接件8设置在加热环底座9上方，用于作为加热环底座9与散热管4的中间连接件以及为打印材料7接触喷头11提供中间通道；

喉管6设置在连接件8上方，用于固定打印材料与导热；

散热管4通过连接件8与加热环底座9连接，用于使散热管4内的打印材料能够散热以免在散热管4内融化；

喷头温度传感器1设置在加热环底座9内、喷头11上方，用于最大限度地测量出打印材料的融化温度以便于准确控制加热温度；

环形加热棒2设置在加热环底座9的U形槽里，用于加热加热环底座9使打印材料迅速融化；

加热环端盖3设置在加热环底座9的U形槽之上，用于固定环形加热棒2并覆盖加热环底座9的U形槽；

散热管温度传感器5设置在散热管4处喉管6上方，用于监控散热管4处的温度以保证散热管内的打印材料不被融化；

打印材料7设置在喉管6与连接件8的内部，用于被融化后成型打印；

紧定螺钉10设置在加热环底座9内的螺纹孔，用于使加热环端盖3固定在加热环底座9；

喷头11的上半部为圆柱形状且设置有定位台阶；

所述喷头11的下半部为倒锥形体；

所述喷头11的中间开孔且在喷头11的下半部的开口逐渐收小；

加热环底座9为圆柱形状且中间开孔；

连接件8为圆柱形状且中间开孔；

所述连接件8中间设有定位台阶以区分连接件8的上半部与下半部；

所述连接件8的下半部插入加热环底座9的中间孔且与加热环底座9同轴；

所述连接件8的上半部设置在加热环底座9之上；

喉管6为圆柱形状且中间开通孔；

散热管4呈圆柱形状且中间开通孔并由多个圆环组成；

喷头温度传感器1尽可能地靠近喷头11的熔融腔；

打印材料7与喉管6、连接件8同轴，打印材料7的端面与喷头11接触；

紧定螺钉10为两枚对称的紧定螺钉10。

本发明通过改变加热头处的加热块和加热棒的形状、在圆形加热块中放置圆柱环形的加热棒、用安装板将圆形加热棒隐藏在加热块的方式，使打印材料各部分的温度得到合理控制，保证了在喉管部分打印材料不能被软化，在加热部分打印材料受热均匀，在高速或超高的打印中可以将打印材料迅速融化以确保打印材料融化后的流动性，而且封闭的结构设计有效降低了能耗，解决了加热不均匀不合理、热量损失的问题。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。