针对3D打印的防卡料耗材加载装置的制作方法

本实用新型涉及3D打印技术领域，具体地，涉及一种针对3D打印的防卡料耗材加载装置。

背景技术：

FDM(Fused Deposition Modeling)工艺熔融沉积制造工艺。属于3D打印的一种工艺，使用PLA、ABS、尼龙等材料。喷头按照模型数据定义的轨迹移动，材料在喷头内融化并被挤出，最终形成3D打印模型。

在3D打印的过程中，喷头所吐出的耗材量是经过严格计算而得出，但由于各种原因，打印耗材有时会在耗材卷的位置被卡住，造成打印耗材不能被正常的送入喷头，这样喷头不能正常吐出足够的耗材，如果持续的时间较短，打印模型的表面会出现缺口，造成不良的打印效果。如果持续的时间较长，会造成打印层出现隔断，导致打印的彻底失败，特别是对于一些尺寸较大或者是打印精度要求比较高的模型来说，如果出现这种情况，往往需要重新打印。造成耗材卡主的主要原因有两点：

1)耗材卷在生产过程中存在无序缠绕。

2)在打印过程中耗材卷的外围几层缠绕比较松散，随着耗材卷的转动，造成耗材的无序缠绕。

目前的3D打印机的耗材传送部件往往是直接连接耗材卷，耗材传送部件需要通过步进电机的转动直接从耗材卷抽取耗材并带动耗材卷转动，这样才能保证喷头能够有持续的耗材被送出，但经过一定时间的使用后，3D打印机的耗材架与耗材卷阻力增加，耗材卷往往较重，从而使得3D打印机耗材传送部件内部的步进电机负荷会加重，增加耗材在耗材传送部件被卡主的概率。一旦耗材在耗材卷处被卡住，很容易造成3D打印机的耗材加载部件空转，耗材不能被送出，最终使得打印失败。

本实用新型通过在3D打印机自带的耗材加载部件之前添加耗材加载缓冲区，由于缓冲区内耗材量相对于耗材卷的耗材量来说小的多，这样就减小了3D打印机耗材传送部件的耗材抽取阻力，有效的避免了3D打印机自带的耗材加载部件不能加载正确耗材 量的情况。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种针对3D打印的防卡料耗材加载装置。

根据本实用新型提供的针对3D打印的防卡料耗材加载装置，包括：耗材架、耗材加载部件、耗材缓冲部件，其中，所述耗材架上安置有耗材卷，耗材缠绕在耗材卷上，耗材加载部件将耗材从耗材卷上抽出并输送至耗材缓冲部件，打印机从耗材缓冲部件上提取耗材。

优选地，所述耗材加载部件包括：步进电机、耗材加载主齿轮、耗材加载随动轮，步进电机驱动耗材加载主齿轮转动，所述耗材加载主齿轮带动耗材加载随动轮转动，耗材位于耗材加载主齿轮和耗材加载随动轮之间，当步进电机启动时，耗材从耗材卷上抽离并被输送至耗材缓冲部件。

优选地，所述耗材缓冲部件位于耗材缓冲区域内，该耗材缓冲区域介于耗材架和打印机之间，所述耗材缓冲部件包括：耗材缓冲架；从耗材卷抽离的耗材预先缠绕在耗材缓冲架上。

优选地，所述耗材缓冲架上耗材的预缠绕圈数能够根据需要设定，耗材加载部件的加载速度能够根据需要设定。

优选地，当不使用打印机自带的送料部件时，还包括打印送料部件，所述打印送料部件从耗材缓冲部件上提取耗材并传输至打印机。

优选地，所述打印送料部件包括：步进电机、打印送料主齿轮以及打印送料随动轮，步进电机驱动打印送料主齿轮转动，所述打印送料主齿轮带动打印送料随动轮转动；耗材缓冲部件上的耗材被抽取的一侧位于打印送料主齿轮和打印送料随动轮之间，当步进电机启动时，耗材缓冲部件上的耗材被输送至打印机。

优选地，打印送料部件的送料速度能够通过改变打印送料主齿轮的转动速度来设定。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型可以解决3D打印过程中的卡料问题，大大降低了打印错误的概率，节省了打印耗材，对于打印效率的提升有非常大的效果，尤其是尺寸较大的模型以及精细程度较高的模型。

2、本实用新型在使用时无需对原有的3D打印机进行改造，只需要在每次耗材卷上的材料全部使用完之后进行耗材卷的更换，操作简单；另外装置自带的耗材送 入部件可以代替打印机自带的耗材送入部件，可用于机器的维护和调试。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为针对3D打印的防卡料耗材加载装置的结构示意图；

图2为使用防卡料耗材加载装置内的送料部件为3D打印机送料时的工作示意图；

图3为使用打印机自带送料部件为3D打印机送料时的工作示意图。

图中：

1-耗材卷；

2-耗材；

3-耗材架；

4-耗材加载主齿轮；

5-耗材加载随动轮；

6-耗材缓冲架；

7-缓冲耗材；

8-打印送料随动轮；

9-打印送料主齿轮；

10-步进电机；

11-3D打印机送料部件；

12-送料管；

13-喷头。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

根据本实用新型提供的针对3D打印的防卡料耗材加载装置，包括：耗材架3、耗材加载部件、耗材缓冲部件，其中，所述耗材架3上安置有耗材卷1，耗材2缠绕在耗材卷1上，耗材加载部件将耗材2从耗材卷1上抽出并输送至耗材缓冲部件，打印机从耗 材缓冲部件上上提取耗材2。

当不使用打印机自带的送料部件时，还包括打印送料部件，所述打印送料部件从耗材缓冲部件上提取耗材并传输至打印机。

所述耗材加载部件包括：步进电机10、耗材加载主齿轮4、耗材加载随动轮5，步进电机10驱动耗材加载主齿轮4转动，所述耗材加载主齿轮4带动耗材加载随动轮5转动，耗材2位于耗材加载主齿轮4和耗材加载随动轮5之间，当步进电机10启动时，耗材2从耗材卷1上抽离并被输送至耗材缓冲部件。

所述耗材缓冲部件位于耗材缓冲区域内，该耗材缓冲区域介于耗材2架和打印机之间，所述耗材缓冲部件包括：耗材缓冲架6；从耗材卷1抽离的耗材2预先缠绕在耗材缓冲架6上。

所述耗材缓冲架6上耗材2的预缠绕圈数能够根据需要设定。

所述打印送料部件包括：步进电机10、打印送料主齿轮9以及打印送料随动轮8，步进电机10驱动打印送料主齿轮9转动，所述打印送料主齿轮9带到打印送料随动轮齿轮8转动；耗材缓冲部件上的耗材2被抽取的一侧位于打印送料主齿轮9和打印送料随动轮8之间，当步进电机10启动时，耗材缓冲部件上的耗材2被输送至打印机。

耗材加载部件的加载速度，打印送料部件的送料速度能够根据需要设定。

针对基于FDM原理的3D打印机，本实用新型提出的防卡料的耗材加载装置可外置或安装在3D打印机上，防止由于卡料而造成的打印失败。此外，本实用新型还可以作为目前3D打印机材料加载部件的备用加载装置，经过对3D打印机简单的改动，该装备可以完全替换掉3D打印机自带的加载装置，灵活方便，可以用于设备的调试维护。

具体地，如图1所示，本装置主要由以下几个部分组成：耗材架3，耗材加载部件，耗材缓冲区，打印送料部件。首先耗材架3用于装载耗材卷1，打印耗材缠绕在耗材卷1上，耗材卷1转动方向如图1所示，耗材加载部件用于从耗材卷1上抽取耗材2，并送入耗材缓冲区，耗材加载主动齿轮4由步进电机10驱动，耗材2在主齿轮的驱动下按照箭头方向移动，在缓冲区内，为了避免耗材出现缠绕的情况，耗材2在缓冲架上缠绕的圈数不能太多(10圈以下)，打印送料部件负责从耗材缓冲区提取耗材并送入打印机，同样打印送料主齿轮9由步进电机10驱动。由于耗材缓冲区内的耗材缠绕的圈数不多，而且是直接挂在耗材缓冲架6上，从中抽取耗材2的阻力较小，这样可以有效避免卡料情况的发生。耗材加载部件直接从耗材卷1抽取耗材2送入缓冲区，所以在工 作过程中可能会出现耗材卷卡料的情况，但由于耗材缓冲区的存在，这种卡料的影响并不会直接影响到喷头的送料。

本装置在工作的过程中，与3D打印机共同启动，耗材加载主动齿轮4会在3D打印机预热过程中提前加载一部分耗材2挂在耗材缓冲架3上用于缓冲，在3D打印机工作过程中，耗材加载主齿轮4会匀速转动，转动速度可以由用户指定，把耗材2从耗材卷1上持续的抽取出来送入耗材缓冲区，耗材缓冲区在打印过程中始终保持稳定的耗材量，用户也可以根据耗材缓冲区的耗材量实时调节耗材加载主齿轮4的转速。

由于本装置内置打印送料部件，所以用户可以根据需要选择使用装置内的打印送料部件(如图2所示)或者是打印机自带的送料部件(如图3所示)。当使用3D打印机自带的送料部件时，耗材2经过本装置送出后需要直接连接到3D打印机的送料部件11上，这样，耗材经过送料管就可以送入喷头加热并进行打印。本装置内的打印送料部件此时不工作。

当使用本装置内置的送料部件时，需要首先把耗材连接到3D打印机的送料管中，另外还需要把本装置内的送料部件中的步进电机的信号线接入3D打印机，这样，本装置内的送料部件就可以完全替换掉3D打印机的送料部件进行工作，可以用于设备的维护调试。

本装置可以解决3D打印过程中卡料情况的发生，大大降低了打印错误的概率，节省了打印耗材，对于打印效率的提升有非常大的效果，尤其是尺寸较大的模型以及精细程度较高的模型，使用本装置并不需要对原有的3D打印机进行改造，只需要在每次耗材卷上的材料全部使用完之后进行耗材卷的更换，操作简单。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。