一种多功能3D打印头的制作方法

本发明涉及3D打印设备领域，特别涉及一种多功能3D打印头。

背景技术：

随着科学技术的发展，3D打印技术已应用于珠宝、鞋类、工业设计、汽车等多个领域中,3D打印机即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

目前3D打印喷头是3D打印机的关键部件，它设置在稳定的行走机构上，用于将原料熔化并挤出。现有的3D打印机喷头大多采用一种原料对应一个喷嘴的方式，在打印时喷头之间的切换需要浪费很多时间，该缺点对于本身打印速度十分缓慢的3D打印来说尤为致命，其次，多个喷嘴的喷头结构复杂，空间占用大，且结构不易稳定，从而影响打印精确度。

目前3D打印喷头还有个十分突出的问题是喷头容易堵塞。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种多功能3D打印头。

本发明解决问题所采用的技术方案是：一种多功能3D打印头，包括散热机构、喷嘴以及设置在喷嘴上的出料机构、混合机构、切换机构和加热器；

所述喷嘴的形状为圆台形，所述喷嘴上端面的面积大于下端面的面积，所述散热机构设置在喷嘴的上方，所述散热机构与出料机构连通，所述出料机构有四个，各出料机构均匀分布在喷嘴轴线的外周，所述混合机构位于喷嘴的轴线上，所述出料机构与混合机构连通，所述切换机构有四个，所述切换机构设置在出料机构的一侧，所述喷嘴上设有若干通孔，各通孔均水平设置，所述加热器有若干个，所述加热器位于通孔内；

所述出料机构包括进料口、第一出料口和第一输送通道，所述进料口设置在喷嘴的上端面，所述第一出料口设置在喷嘴的下端面，所述进料口通过第一输送管道与第一出料口连通；

所述混合机构包括第一电机、螺杆、第二出料口、第二输送通道和第三输送通道，所述第二输送通道竖向设置在喷嘴的内部，所述第二出料口设置在喷嘴的下端面，所述第二出料口和第二输送通道均位于喷嘴的轴线上，所述第二输送通道的底部与第二出料口连通，所述第一输送通道通过第三输送通道与第二输送通道连通，所述第一电机设置在喷嘴的上端面，所述第一电机的输出轴竖直向下设置，所述螺杆竖向设置，所述螺杆位于第二输送通道内，所述第一电机的输出轴与螺杆同轴设置，所述第一电机与螺杆传动连接；

所述切换机构包括第二电机、挡板和转轴，所述第一输送通道的横截面为圆形，所述挡板为圆盘形，所述挡板与第一输送通道匹配，所述转轴设置在第一输送通道内，所述转轴与第一输送通道垂直连接，所述转轴与第一输送通道滑动连接，所述挡板通过转轴与第一输送通道铰接，所述第二电机设置在喷嘴的外壁上，所述第二电机与转轴同轴设置，所述第二电机与转轴传动连接，所述切换机构位于第三输送通道的下方；

所述散热机构包括汇聚箱、风扇和散热组件，所述散热组件有四个，各散热组件均与汇聚箱连通，所述风扇设置在汇聚箱的上端面，所述风扇的进风口与汇聚箱连通；

所述散热组件包括壳体和进料管，所述壳体的上端面设有第一开口，所述壳体的下端面设有第二开口，所述第一开口和第二开口通过进料管连通，所述进料管通过螺纹连接方式与进料口连通。

作为优选，为了给进料管散热，防止进料管中的原料丝预先熔化从而影响进料，所述进料管的外壁设有若干散热翅片。

作为优选，为了提高散热翅片的散热能力，所述散热翅片的制作材料为铝合金。

作为优选，为了可以监控和控制喷嘴的加热温度，所述喷嘴上设有温度传感器。

作为优选，为了提高温度传感器的温度测量范围，所述温度传感器为热电偶温度传感器。

作为优选，为了防止电机和喷嘴直接接触而发生热传递，所述第一电机和第二电机均通过隔热板与喷嘴连接。

作为优选，为了提高隔热板的稳定性和隔热性能，所述隔热板为岩棉隔热板。

作为优选，为了提高喷嘴的导热性，所述喷嘴的制作材料为铜。

作为优选，为了提高加热效率，所述加热器为电磁加热器。

作为优选，为了精确控制电机，所述第一电机和第二电机均为伺服电机。

本发明的有益效果是，该多功能3D打印头设计巧妙，可行性高，集四个出料机构于一个喷嘴，该喷嘴可同时或者分时导入四种原料丝，原料丝可以经过出料机构熔化后喷出，也可以从出料机构进入混合机构后喷出，混合机构可以实现充分熔化原料后挤出，防止喷嘴堵塞，还可以同时混合多种颜色的原料丝，进行调色，四个出料机构的设计可支持三种原色材料和支撑材料的导入。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一种多功能3D打印头的结构示意图。

图2是本发明的一种多功能3D打印头的喷嘴的俯视图。

图3是本发明的一种多功能3D打印头的喷嘴的仰视图。

图4是本发明的一种多功能3D打印头的调节机构的结构示意图。

图中：1.喷嘴，2.加热器，3.进料口，4.第一出料口，5.第一输送通道，6.第一电机，7.螺杆，8.第二出料口，9.第二输送通道，10.第三输送通道，11.第二电机，12.挡板，13.转轴，14.汇聚箱，15.风扇，16.壳体，17.进料管，18.散热翅片，19.温度传感器。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-4所示，一种多功能3D打印头，包括散热机构、喷嘴1以及设置在喷嘴1上的出料机构、混合机构、切换机构和加热器2；

所述喷嘴1的形状为圆台形，所述喷嘴1上端面的面积大于下端面的面积，所述散热机构设置在喷嘴1的上方，所述散热机构与出料机构连通，所述出料机构有四个，各出料机构均匀分布在喷嘴1轴线的外周，所述混合机构位于喷嘴1的轴线上，所述出料机构与混合机构连通，所述切换机构有四个，所述切换机构设置在出料机构的一侧，所述喷嘴1上设有若干通孔，各通孔均水平设置，所述加热器2有若干个，所述加热器2位于通孔内；

所述出料机构包括进料口3、第一出料口4和第一输送通道5，所述进料口3设置在喷嘴1的上端面，所述第一出料口4设置在喷嘴1的下端面，所述进料口3通过第一输送管道与第一出料口4连通；

所述混合机构包括第一电机6、螺杆7、第二出料口8、第二输送通道9和第三输送通道10，所述第二输送通道9竖向设置在喷嘴1的内部，所述第二出料口8设置在喷嘴1的下端面，所述第二出料口8和第二输送通道9均位于喷嘴1的轴线上，所述第二输送通道9的底部与第二出料口8连通，所述第一输送通道5通过第三输送通道10与第二输送通道9连通，所述第一电机6设置在喷嘴1的上端面，所述第一电机6的输出轴竖直向下设置，所述螺杆7竖向设置，所述螺杆7位于第二输送通道9内，所述第一电机6的输出轴与螺杆7同轴设置，所述第一电机6与螺杆7传动连接；

所述切换机构包括第二电机11、挡板12和转轴13，所述第一输送通道5的横截面为圆形，所述挡板12为圆盘形，所述挡板12与第一输送通道5匹配，所述转轴13设置在第一输送通道5内，所述转轴13与第一输送通道5垂直连接，所述转轴13与第一输送通道5滑动连接，所述挡板12通过转轴13与第一输送通道5铰接，所述第二电机11设置在喷嘴1的外壁上，所述第二电机11与转轴13同轴设置，所述第二电机11与转轴13传动连接，所述切换机构位于第三输送通道10的下方；

所述散热机构包括汇聚箱14、风扇15和散热组件，所述散热组件有四个，各散热组件均与汇聚箱14连通，所述风扇15设置在汇聚箱14的上端面，所述风扇15的进风口与汇聚箱14连通；

所述散热组件包括壳体16和进料管17，所述壳体16的上端面设有第一开口，所述壳体16的下端面设有第二开口，所述第一开口和第二开口通过进料管17连通，所述进料管17通过螺纹连接方式与进料口3连通。

作为优选，为了给进料管17散热，防止进料管中的原料丝预先熔化从而影响进料，所述进料管17的外壁设有若干散热翅片18。

作为优选，为了提高散热翅片18的散热能力，所述散热翅片18的制作材料为铝合金。

作为优选，为了可以监控和控制喷嘴1的加热温度，所述喷嘴1上设有温度传感器19。

作为优选，为了提高温度传感器19的温度测量范围，所述温度传感器19为热电偶温度传感器。

作为优选，为了防止电机和喷嘴1直接接触而发生热传递，所述第一电机6和第二电机11均通过隔热板与喷嘴1连接。

作为优选，为了提高隔热板的稳定性和隔热性能，所述隔热板为岩棉隔热板。

作为优选，为了提高喷嘴1的导热性，所述喷嘴1的制作材料为铜。

作为优选，为了提高加热效率，所述加热器2为电磁加热器。

作为优选，为了精确控制电机，所述第一电机6和第二电机11均为伺服电机。

该多功能3D打印头，安装在3D打印机的行走机构上，出料机构的工作原理为：原料丝从进料口4进入第一输送通道5内进行熔化，熔化后从第一出料口4喷出。切换机构的工作原理为：第二电机11驱动转轴13转动，使挡板12旋转至将第一输送通道5堵塞，此时熔化的原料丝从第一输送通道5通过第三输送通道10进入第二输送通道9中。混合机构的工作原理为：当一种或者多种原料进入第二输送通道9中时，第一电机6驱动螺杆7转动，对原来进行搅拌和挤压，使混合且充分熔化的原料从第二出料口8喷出。散热机构的工作原理为，进料管17用于导入原料丝，散热翅片18用于散发从喷嘴1传递过来的热量，汇聚箱14与四个壳体16均连通，风扇15可同时将四个壳体中的热量向顶部排出，防止风扇15的出风对喷嘴1的出料造成影响。

与现有技术相比，该多功能3D打印头设计巧妙，可行性高，集四个出料机构于一个喷嘴1，该喷嘴1可同时或者分时导入四种原料丝，原料丝可以经过出料机构熔化后喷出，也可以从出料机构进入混合机构后喷出，混合机构可以实现充分熔化原料后挤出，防止喷嘴1堵塞，还可以同时混合多种颜色的原料丝，进行调色，四个出料机构的设计可支持三种原色材料和支撑材料的导入。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。