一种远程送丝打印头的制作方法

本实用新型属于桌面级3D打印技术领域，具体涉及一种远程送丝打印头。

背景技术：

熔融层积型三维打印机的送丝结构有两种方式：一种是近程送丝方式，即送丝电机一般在喷头正上方，距离喷头很近，送丝电机跟随打印头一起运动；另一种是远程送丝方式，该种方式送丝电机距离喷头很远且不在喷头固定的方向上，送丝电机一般固定在机体框架上。远程送丝结构相比较进程送丝而言，由于远程送丝电机固定在机体框架上，不随打印头移动，减轻了打印头重量，减轻移动惯性，减小移动方向的驱动电机负担，使得运动更轻便快速，打印速度更快，成型表面更平滑，打印质量更高。

然而，由于送丝驱动电机与打印头上的丝料挤出位置间隔较远，二者之间通常由一根内径略大于丝料的塑料软管连接，送丝电机通过齿牙驱动丝料前进，丝料再通过送料软管才到达挤出位置，送料软管的长度在30cm以上，更大尺寸机型的软管长度更长。由于丝料在送丝软管内有一定活动空间，而且塑料材质的丝料本身塑性，以及挤出头的挤出阻力等原因使得送丝电机正常送丝时，丝料被压缩在送丝软管内，送料挤出头出丝延后于送丝电机的直接驱动；然而在回抽丝料时，丝料需要先恢复正常长度，然后才可以被送丝电机驱动退回，这中间有一段时间，丝料是自然弹性状态，不受送丝电机控制，挤出头仍在出丝，表现在打印模型上就是拉丝现象，使得打印过程中出丝控制不即时，出丝量不准确，常规解决办法是增加送丝电机转速，回抽距离等，缺陷是，过快的电机转速易造成电机丢步，增加电机负担，增加发热量，减少电机寿命，过大的回抽距离会使丝料被加热端远离挤出头高温区域，丝料的冷却固化与被加热融化两种状态转换过于频繁，丝料容易畸形固化在喉管内，造成堵塞，而且，丝料的回抽延后现象不可避免，总会有一段时间，丝料是在自由弹性恢复的不受控状态，拉丝不可避免。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的送料挤出头出丝延后于送丝电机的直接驱动，及丝料回抽不即时等技术问题，本实用新型提出一种出丝和回抽可即时控制的远程送丝打印头，其是通过以下技术方案实现的：

一种远程送丝打印头，包括：气动接头，散热片，喉管，加热块，以及喷头，该打印头还包括连接在气动接头及散热片之间的连接套管，所述连接套管内设有阻力机构，该阻力机构包括：阻尼件，该阻尼件上设有给丝料行进带来摩擦阻力的通道；弹簧，与阻尼件接触，并由阻尼件带动进行压缩和回弹。

优选的，所述阻尼件为T形橡胶管，该橡胶管包括环形止挡圈，以及设置于环形止挡圈下部的竖向管；所述T形橡胶管插入弹簧，并使止挡圈压在弹簧顶部。

优选的，所述阻尼件的通道分为三段，其入口通道段直径大于丝料直径，中部通道段直径略小于丝料直径，下部通道段大于丝料直径。

优选的，所述散热片的内壁分为上下两段，均设有内螺纹，散热片内壁上段直径大于下段，所述弹簧底部抵在散热片内壁下段的顶部；所述连接套管内壁分为上下两段，套管内壁上段直径小于下段，所述阻尼件位于套管内壁上段的下部。

优选的，所述喉管外壁为外螺纹，喉管的上部与散热片连接，喉管的下部与加热头连接，所述喉管的中部裸露。

优选的，所述连接套管的外壁设有与散热片内壁上段配合的内螺纹，所述连接套管内壁上段设有与气动接头外螺纹配合的内螺纹。

优选的，阻尼件入口通道段为倒圆台形。

本实用新型相对于现有技术所具有的优点为：本实用新型在气动接头和散热片之间设置了连接套管，而连接套管内部限定有阻力结构，使软管内的丝料保持一个相对稳定的被压缩状态，减小丝料在软管内的不受控活动空间，从而使得远程送丝方式出丝量被精确控制，回抽时即时控制，避免出丝量不可控，回抽不及时的拉丝问题。

附图说明

图1为本实用新型远程送丝打印头的结构示意图；

图2为本实用新型远程送丝打印头的拆解图；

图3为本实用新型远程送丝打印头的俯视图；

图4为图3的A-A面剖视图。

如上各图：1-气动接头；2-连接套管；3-散热片；4-喉管；5-加热快；6-喷头；31-散热器接头；32-散热器本体；721-入口通道段；722-中部通道段；723-下部通道段；724-T形橡胶圈竖向管；725-止挡圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例本实用新型作进一步说明。

参考图1-3，本实用新型提出一种远程送丝打印头，该打印头包括顺次连接的气动接头1，连接套管2，散热片3，喉管4，加热块5，以及喷头6。连接套管2内设置有阻力机构，该阻力机构包括阻尼件以及弹簧71，其中阻尼件上设有给丝料行进带来摩擦阻力的通道；弹簧71与阻尼件接触，并由阻尼件带动进行压缩和回弹。其中，气动接头1，连接套管2，散热片3，喉管4，加热块5，喷头6，弹簧及阻尼件的中轴线重合，共同组成送丝通道。

本实用新型在气动接头1和散热片3之间设置了连接套管2，而连接套管内部限定有阻力结构，从而使得远程送丝方式出丝量被精确控制，回抽时即时控制，避免出丝量不可控，回抽不及时的拉丝问题。

本实施例中的阻尼件为T形橡胶管72，该橡胶管包括环形止挡圈725，以及设置在环形止挡圈725下部的竖向管724；所述T形橡胶管插入弹簧71，并使止挡圈725压在弹簧71顶部。T形橡胶管通过将竖向管插入弹簧71中，并使止挡圈位于弹簧顶部有利于阻尼件对弹簧的压缩，此外，T形橡胶管结构简单，便于制作。本实用新型的竖向管的长度小于弹簧高度，且竖向管的直径满足竖向管恰好插入弹簧中，一方面保证止挡圈对弹簧的施力，且可防止阻尼件在弹簧中左右晃动，影响送丝。本实施例的T形橡胶管为一体成型。当然，阻尼件也可以制作成其他的形状，只要是能满足其能带动弹簧压缩及回弹即可。

本实施例中阻尼件即T形橡胶圈的通道分为自上而下的三段，其入口通道段721直径大于丝料直径，保证丝料进入阻尼件内；中部通道段722直径略小于丝料直径，在丝料行进时对丝料产生摩擦阻力，丝料行进到此段时，该段的竖向管部分套紧在丝料上；下部通道段723大于丝料直径，保证通过中部通道段的丝料顺利下行。为了保证丝料进入阻尼件时能够尽快的进入摩擦通道段，以便出丝和回抽更加及时，本实用新型入口通道段721的长度只要能满足丝料进入阻尼件即可，其长度只占阻尼件长度的一小部分即可，另外，通道中也只要其中一小部分对丝料产生摩擦阻力即可，不需要全部都产生阻力。当然，也可将通道中部通道段和下部通道段设置成直径相同，即该段直径小于丝料直径。

本实施例中的散热片包括接头31以及散热片本体32，以此将该散热片的内壁分为上下两段，即接头内壁以及散热片本体的内壁，散热片内壁上段（即接头内壁）直径大于下段（即散热器本体内壁）。所述弹簧71底部抵在散热片内壁下段（即散热器本体内壁）的顶部；所述连接套管内壁分为上下两段，套管内壁上段直径小于下段，所述阻尼件位于套管内壁上段的下部。通过散热器本体内壁的顶部与连接套管内壁下段将阻尼件和弹簧限定在连接套管内部，当该送丝打印头不工作时，阻尼件顶部贴合在连接套管内壁上段的底部。通过这种方式将阻力机构限定在连接套管的内部，弹簧或者阻尼件需更换时，较为方便。

此外，本实用新型阻尼件顶部直径大于连接套管内壁上段的直径，防止阻尼件的穿出，使阻力机构稳固的位于连接套管的内部。

所述喉管4外壁为外螺纹，喉管4的上部与散热片本体3的内壁下段内螺纹配合连接，喉管的下部与加热头5的内螺纹配合连接，所述喉管的中部裸露。喉管的中部裸露目的是为了防止还未进入加热头的丝料提前融化，防止喉管内造成堵塞。

所述连接套管的外壁设有与散热片内壁上段配合的内螺纹，所述连接套管内壁上段设有与气动接头外螺纹配合的内螺纹。本实用新型各部件之间通过螺纹的方式进行连接，一方面制作简单，另一方面操作方便，便于拆卸及部件的更换。

本实施例的阻尼件入口通道段为倒圆台形，便于丝料插入阻尼件中。

本实施例中加热块的材质为铝，铝具有良好的机械性能和很小的密度，在结构做到最优化时，仍然可以保证足够的强度，并且使打印头更轻，有利于打印的稳定性和准确性，可以实时、准确的控制加热温度。

打印头工作原理：

正常打印，丝料挤出动作过程中，送丝电机驱动丝料前进，丝料经过送丝软管，到达阻尼件通道内，阻尼件对丝料有静摩擦阻力，阻碍丝料的自由行进，送丝软管内的丝料被压缩，送丝电机继续送丝，当丝料在送丝软管内被压紧时，阻尼件上的弹簧被压缩，弹簧弹力增大，当弹簧弹力平衡掉阻尼件对丝料的静摩擦阻力时，丝料相对于阻尼件滑动，丝料开始穿过阻尼件，进入加热挤出过程，此时，挤出头的出丝速度长度等特征与送丝电机的对丝料的驱动速度长度等特征相匹配，打印头正常挤出，正常打印过程。

当有需要进行回抽动作时，送丝电机首先停止送丝，此时阻尼件与丝料无相对运动，变为静摩擦，然后送丝电机快速反转，拉回丝料，此时，送丝软管内的丝料有了回弹空间开始恢复正常长度，同时，阻尼件感应到丝料弹力减小，弹簧开始回弹，丝料被远离挤出头，挤出头停止出丝，同时，阻尼件的位置恢复保持送丝软管内的丝料的被压缩状态，当送丝电机再次送丝时，丝料仍然被准确的送达挤出头位置。在此过程中，弹簧对压缩力的感应是即时的，整个过程同步完成，实现出丝的准确控制和回抽的即时控制。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。