一种3D打印机出料冷却装置及用于3D打印机的打印头的制作方法

本实用新型涉及用于3D打印机的零部件，具体涉及一种3D打印机出料冷却装置及用于3D打印机的打印头。

背景技术：

应用熔融沉积造型(FDM)技术的3D打印机一般包括两根平行布置的X轴传动杆，两根X轴传动杆上安装一个打印头，该打印头包括与X轴传动杆滑动配合的基座，以及驱使基座沿着X轴传动杆移动的步进电机。在两根X轴传动杆之间，所述基座上开设有通孔，该通孔处安装有用于固定线性热熔性材料的固定块，固定块的底部固定有处于基座下方的出料头。

出料头把热熔性材料(ABS树脂、尼龙、蜡等)加热到临界状态，呈现半流体性质，在计算机控制下，沿CAD确定的二维几何信息运动轨迹，加热出料头将半流动状态的材料挤压出来，凝固形成轮廓形状的薄层。当一层完毕后，通过垂直升降系统降下新形成层，进行固化。这样层层堆积粘结，自下而上形成该模型的三维实体。

应用熔融沉积造型(FDM)技术的3D打印机一般都存在成型精度较低的问题，影响成型精度的因素主要有两个，一是传动精度；二是熔融材料在成型过程中会因冷却温差而产生变形翘曲。

为解决这个问题，公开号为CN 203650997 U的中国专利文献公开了一种用于3D打印机的出料冷却装置，该出料冷却装置包括脉冲宽度调制风扇，该脉冲 宽度调制风扇包括通过螺钉固定在固定块上的外壳，外壳下方也设有处于基座下方的弧形排风嘴，该弧形排风嘴即正对出料头。

除了将外壳通过螺栓固定在固定块上，有的3D打印机还会将外壳直接嵌装在基座的通孔内。

在出料过程中，弧形排风嘴对出料头送风，从而降低熔融材料在成型过程中的冷却温差。然而在长期使用过程中，风扇内部会沉积灰尘，灰尘还会粘附在弧形排风嘴内壁上，这些灰尘一方面会影响风扇风力，降低风扇对出料头的冷却作用，另一方面部分灰尘还会随气流飘落在未凝固定型的熔融材料上，影响打印产品的质量。因此，需要经常对风扇和弧形排风嘴进行清理。

然而，无论是利用螺栓将外壳固定在固定块上，还是将外壳直接嵌装在通孔内，现有的出料冷却装置都存在以下不足：①对于采用螺栓固定方式的出料冷却装置，清理时需要旋松螺栓，将风扇取出，清理完成后再旋紧螺栓，清理及装配过程较为繁琐；②对于采用嵌装固定方式的出料冷却装置，清理时需要将风扇从通孔中拔出，清理完成后再嵌入通孔；反复插拔会对外壳和通孔内壁产生磨损，使得两者之间的装配关系发生松动，进而导致弧形排风嘴难以对准出料头，影响冷却效率；③外壳均是与弧形排风嘴一体设置或者螺栓固定的，而弧形排风嘴出口较小，难以对排风嘴内部及外壳内部进行彻底有效清理，风扇内部结构如需检修也较为不便。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种3D打印机出料冷却装置，该3D打印机出料冷却装置解决了现有3D打印机出料冷却装置难以清理和检修的问题。

一种3D打印机出料冷却装置，包括风扇，所述风扇包括外壳，外壳底部设 有排风嘴，所述外壳通过水平转轴铰接在排风嘴的顶部，该外壳具有与排风嘴紧密配合的工作位、以及绕水平转轴翻转至排风嘴外侧的检修位。

本实用新型将外壳和排风嘴分体设置，外壳与排风嘴相互铰接，并且排风嘴的位置是固定的，而外壳可以相对于排风嘴发生翻转，从而保证工作状态下排风嘴始终与3D打印机的出料头对准，避免排风嘴因发生位置移动而难以对准出料头，保证排风嘴的出料冷却效果。

在工作状态下，外壳处于其工作位上、与排风嘴紧密配合，风扇仍旧从排风嘴处出风；当需要对风扇进行灰尘清理或检修时，将外壳翻转至检修位，排风嘴的大开口、外壳都显露在外部，不仅能对两个部位作较为彻底的清理，而且便于对外壳内部零件进行检修。

作为优选，外壳与排风嘴的紧密配合方式为：所述排风嘴的顶部带有与外壳三个侧面紧密贴合的围合框，外壳的底部开设有出风口、且嵌装在该围合框内，外壳与排风嘴的铰接位点处于该围合框的侧边开口侧。围合框有助于保证在工作状态下外壳与排风嘴之间不会出现漏风现象，保证风扇的出料冷却效果。

作为优选，所述排风嘴带有处于围合框侧边开口侧的对位座，所述水平转轴固定在该对位座上；

所述外壳带有套设在该水平转轴上的铰接块，所述水平转轴上带有用于驱使该铰接块与对位座相抵靠的限位件。

对位座的设置有利于保证外壳能准确嵌装到围合框内，限位件和对位座共同合作将铰接块及外壳限制在相应位置上。

作为优选，所述对位座上开设有第一内螺纹孔，所述水平转轴上带有与该第一内螺纹孔相配合的第一外螺纹。螺纹配合使得排风嘴能与水平转轴保持相对固定。除了设置第一内螺纹孔，也可以设置普通安装孔，但该安装孔应当与 水平转轴间隙配合，两者之间以不发生相对转动为宜。

作为进一步优选，所述水平转轴具有与铰接块滑动配合的光滑表面。由于铰接块需要绕水平转轴发生翻转，而外螺纹不利于保证翻转顺利进行，因此水平转轴表面并不是全部设置了外螺纹的，而是具有一段光滑表面，以保证外壳能顺畅地绕水平转轴翻转。

限位件的可选形式多样，作为一种实施方式，所述限位件为设置在水平转轴端部的防脱帽。该防脱帽的端面上可以同时设有十字形凹槽或其他形状的凹槽，以便于将水平转轴旋入对位座的内螺纹孔中。

作为领一种实施方式，所述限位件为锁紧螺母。

本实用新型中，所述风扇包括设置在外壳内的叶轮，该叶轮为涡流叶轮。

本实用新型还提供了一种用于3D打印机的打印头，该打印头包括滑动基座，滑动基座上开设有通孔，该通孔处安装有固定块，固定块的底部固定有处于滑动基座下方的出料头；该通孔处还安装有出料冷却单元，该出料冷却单元即为本实用新型所述的3D打印机出料冷却装置，所述3D打印机出料冷却装置的排风嘴带有正对所述出料头的排风口。

本实用新型中，3D打印机出料冷却装置在打印头上的安装方式为：所述排风嘴通过水平转轴固定在该固定块上，所述固定块上设有第二内螺纹孔，该水平转轴带有与该第二内螺纹孔相配合的第二外螺纹。

除了设置第二内螺纹孔，也可以设置普通安装孔，但该安装孔应当与水平转轴间隙配合，两者之间以不发生相对转动为宜。

除了利用水平转轴将排风嘴固定在固定块外，还可以将排风嘴直接嵌装在该通孔内，排风嘴的侧壁与通孔内壁紧密配合，处于排风嘴顶部的围合框抵靠在滑动基座顶面上。采用这种安装方式时，不必额外在固定块上开第二内螺纹 孔，使得本实用新型的3D打印机出料冷却装置的适用范围更广。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型将外壳和排风嘴分体设置，外壳与排风嘴相互铰接，并且排风嘴的位置是固定的，而外壳可以相对于排风嘴发生翻转，从而保证工作状态下排风嘴始终与3D打印机的出料头对准，避免排风嘴因发生位置移动而难以对准出料头，保证排风嘴的出料冷却效果；

(2)本实用新型的3D打印机出料冷却装置在工作状态下时，外壳处于其工作位上、与排风嘴紧密配合，风扇仍旧从排风嘴处出风；当需要对风扇进行灰尘清理或检修时，将外壳翻转至检修位，排风嘴的大开口、外壳都显露在外部，不仅能对两个部位作较为彻底的清理，而且便于对外壳内部零件进行检修。

附图说明

图1为本实用新型一种用于3D打印机的打印头的结构示意图；

图2为本实用新型一种用于3D打印机的打印头的一个使用状态图；

图3为图2中风扇外壳处的结构示意图；

图4为图2中排风嘴的结构示意图；

图5为图2中水平转轴处的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步的详细说明。

如图1所示，本实施例一种用于3D打印机的打印头，包括滑动基座1，滑动基座1上开设有通孔，该通孔处安装有固定块2，固定块2的底部固定有处于 滑动基座1下方的出料头；该通孔处还安装有出料冷却装置3。

如图3和图4所示、结合图1和图2可见，该出料冷却装置3包括风扇4以及安装在风扇4底部的排风嘴5。其中，该风扇4包括外壳6、设置在外壳6内的涡流叶轮7以及驱使涡流叶轮7转动的电机，外壳6的底部开设有出风口8；该排风嘴5嵌装在滑动基座1的通孔内，其侧壁与通孔内壁紧密配合，排风嘴5的顶部带有与外壳6三个侧面紧密贴合的围合框9，围合框9底部带有与滑动基座1顶面相抵靠的限位台阶10，外壳6底部即嵌装在该围合框9内，排风嘴5还带有正对出料头的排风口11。

如图3和图4所示、结合图2可见，排风嘴5带有处于围合框9侧边开口侧的对位座12，外壳6的其中一个顶角处带有铰接块13，对位座12、铰接块13以及固定块2之间穿设有水平转轴14。

如图5所示、结合图3和图4可见，对位座12上开设有第一内螺纹孔15，水平转轴14上带有与该第一内螺纹孔15相配合的第一外螺纹16；固定块2上开设有第二内螺纹孔17，水平转轴14带有与该第二内螺纹孔17相配合的第二外螺纹18；并且，水平转轴14还具有与铰接块13滑动配合的光滑表面，且水平转轴14的端部带有用于驱使该铰接块13与对位座12相抵靠的限位件。

如图2所示，本实施例中，该限位件即为带有六边形凹槽19(凹槽19的形状可以任意设置)的防脱帽20(螺钉头)，防脱帽20在挤压铰接块13的同时还便于将水平转轴14旋入第一内螺纹孔15和第二内螺纹孔17中。

安装时，先将排风嘴5嵌装在滑动基座1的通孔内，使排风嘴5的排风口11对准出料头，同时使第一内螺纹孔15与第二内螺纹孔17处于同一水平线上；将铰接块13套设在水平转轴14上，再将套设有铰接块13的水平转轴14依次拧入第一内螺纹孔15和第二内螺纹孔17中，使防脱帽20、铰接块13以及对位 座12相互抵靠，铰接块13能绕水平转轴14翻转、且可正确嵌入围合框9内即可。

使用时，外壳6处于其工作位上、嵌装在围合框9内且与排风嘴5紧密配合，风扇4从排风嘴5处出风，对从出料头流出的熔融材料进行冷却降温；当需要对风扇4或排风嘴5进行灰尘清理或检修时，将外壳6绕水平转轴14翻转至排风嘴5外侧(即处于检修位)即可。