一种具有切换功能的3D打印头的制作方法

本发明涉及3D打印设备领域，特别涉及一种具有切换功能的3D打印头。

背景技术：

3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以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。

现有的3D打印机的打印头中大多只具有一个喷嘴，因此在打印过程中只能调用一种原料丝。然而，随着工件的工艺要求越来越高，在打印某些工件时需要用到多种原料，针对这个问题，市场上开始出现多喷嘴的打印头，然而这些打印头结构复杂，大多以旋转的方式切换不同的喷嘴，而在切换喷嘴时会造成许多问题，比如上一个喷嘴溢料、原料丝缠绕等。

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，提供一种具有切换功能的3D打印头。

本发明解决问题所采用的技术方案是：一种具有切换功能的3D打印头，包括第一进料机构、第二进料机构、加热块和喷嘴；

所述第一进料机构、第二进料机构、加热块和喷嘴从上往下依次连接，所述加热块上设有加热器；

所述第一进料机构包括第一箱体以及位于第一箱体内的进料组件和切换组件，所述第一箱体的形状为圆柱形，所述第一箱体的内部竖向设有若干个进料管，所述进料管竖直贯穿第一箱体，所述进料组件有若干个，所述进料组件位于进料管的外侧，所述切换组件位于第一箱体的轴线上，所述进料管在第一箱体的轴线外周均匀分布；

所述进料组件包括第一电机、第一圆齿轮和压辊，所述第一圆齿轮和压辊均竖向设置，所述第一圆齿轮和压辊分别位于进料管的两侧且均有一端伸入进料管内；

所述切换组件包括气缸、支板、转轴、第二圆齿轮、第二电机和第三圆齿轮，所述气缸的输出轴竖直向下设置，所述支板水平设置，所述气缸的输出轴与支板的上端面连接，所述转轴竖向设置，所述转轴的顶端通过轴承与支板的下端面连接，所述转轴的底端伸出第一箱体，所述转轴位于第一箱体的轴线上，所述第二圆齿轮套设在转轴上，所述第三圆齿轮套设在第二电机的输出轴上，所述第二电机位于转轴的一侧；

所述第二进料机构包括第二箱体以及位于第二箱体内部的切断组件，所述第二箱体的形状为长方体，所述第二箱体的上端面与转轴的底端连接，所述转轴位于第二箱体的竖直轴线上，所述第二箱体的顶部设有进料口，所述进料口位于进料管的正下方，所述第二箱体的底部设有出料口，所述第二箱体的内部设有第一通道，所述进料口通过第一通道与出料口连通，所述出料口位于第二箱体的竖直轴线上，所述出料口与加热块的顶部连通；

所述切断组件包括第三电机、丝杠、套筒和刀片，所述第二箱体的内部水平设有第二通道，所述第二通道与第一通道连通，所述第三电机与丝杠传动连接，所述套筒套设在丝杠上，所述套筒设有内螺纹，所述内螺纹与丝杠匹配，所述第三电机驱动套筒沿丝杠的轴向运动，所述套筒的一端设有刀片。

作为优选，为了给第二箱体中的第一通道散热，防止原料溶液回流后造成进料不顺畅的现象，所述第二箱体的两侧分别设有第一风口和第二风口。

作为优选，为了防止异物进入第二箱体内，所述第一风口和第二风口内均设有滤网。

作为优选，为了进一步提高通风散热的效果，所述第一风口的外部设有风扇。

作为优选，为了更好地给第一通道散热，所述第一通道的外部均匀设有若干翅片。

作为优选，为了能够精确控制加热块的加热温度，所述加热块上设有温度传感器。

作为优选，为了提高温度传感器的测量范围，所述温度传感器为热电偶温度传感器。

作为优选，为了提高喷嘴的导热能力，所述喷嘴的制作材料为铜。

作为优选，为了便于控制电机，所述第二电机为步进电机。

作为优选，为了按需控制电机，所述第一电机和第三电机均为伺服电机。

本发明的有益效果是，该具有切换功能的3D打印头设计巧妙，可行性高，只设有一个出料喷嘴，第一进料机构可以同时预备打印所需的多种原料丝，其特有的切换组件可以在打印过程中实现多种不同原料之间的切换，切换过程稳定迅速，且能防止不同原料丝之间发生缠绕。

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是本发明的一种具有切换功能的3D打印头的结构示意图。

图2是本发明的一种具有切换功能的3D打印头的正视图。

图3是本发明的一种具有切换功能的3D打印头的第一箱体的俯视图。

图4是本发明的一种具有切换功能的3D打印头的第二箱体的俯视图。

图中：1.加热块，2.喷嘴，3.加热器，4.第一箱体，5.进料管，6.第一电机，7.第一圆齿轮，8.压辊，9.气缸，10.支板，11.转轴，12.第二圆齿轮，13.第二电机，14.第三圆齿轮，15.第二箱体，16.进料口，17.出料口，18.第一通道，19.第三电机，20.丝杠，21.套筒，22.刀片，23.第二通道，24.第一风口，25.第二风口，26.风扇，27.翅片，28.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，一种具有切换功能的3D打印头，包括第一进料机构、第二进料机构、加热块1和喷嘴2；

所述第一进料机构、第二进料机构、加热块1和喷嘴2从上往下依次连接，所述加热块1上设有加热器3；

所述第一进料机构包括第一箱体4以及位于第一箱体4内的进料组件和切换组件，所述第一箱体4的形状为圆柱形，所述第一箱体4的内部竖向设有若干个进料管5，所述进料管5竖直贯穿第一箱体4，所述进料组件有若干个，所述进料组件位于进料管5的外侧，所述切换组件位于第一箱体4的轴线上，所述进料管5在第一箱体4的轴线外周均匀分布；

所述进料组件包括第一电机6、第一圆齿轮7和压辊8，所述第一圆齿轮7和压辊8均竖向设置，所述第一圆齿轮7和压辊8分别位于进料管5的两侧且均有一端伸入进料管5内；

所述切换组件包括气缸9、支板10、转轴11、第二圆齿轮12、第二电机13和第三圆齿轮14，所述气缸9的输出轴竖直向下设置，所述支板10水平设置，所述气缸9的输出轴与支板10的上端面连接，所述转轴11竖向设置，所述转轴11的顶端通过轴承与支板10的下端面连接，所述转轴11的底端伸出第一箱体4，所述转轴11位于第一箱体4的轴线上，所述第二圆齿轮12套设在转轴11上，所述第三圆齿轮14套设在第二电机13的输出轴上，所述第二电机13位于转轴11的一侧；

所述第二进料机构包括第二箱体15以及位于第二箱体15内部的切断组件，所述第二箱体15的形状为长方体，所述第二箱体15的上端面与转轴11的底端连接，所述转轴11位于第二箱体15的竖直轴线上，所述第二箱体15的顶部设有进料口16，所述进料口16位于进料管5的正下方，所述第二箱体15的底部设有出料口17，所述第二箱体15的内部设有第一通道18，所述进料口16通过第一通道18与出料口17连通，所述出料口17位于第二箱体15的竖直轴线上，所述出料口17与加热块1的顶部连通；

所述切断组件包括第三电机19、丝杠20、套筒21和刀片22，所述第二箱体15的内部水平设有第二通道23，所述第二通道23与第一通道18连通，所述第三电机19与丝杠20传动连接，所述套筒21套设在丝杠20上，所述套筒21设有内螺纹，所述内螺纹与丝杠20匹配，所述第三电机19驱动套筒21沿丝杠20的轴向运动，所述套筒21的一端设有刀片22。

作为优选，为了给第二箱体15中的第一通道18散热，防止原料溶液回流后造成进料不顺畅的现象，所述第二箱体15的两侧分别设有第一风口24和第二风口25。

作为优选，为了防止异物进入第二箱体15内，所述第一风口24和第二风口25内均设有滤网。

作为优选，为了进一步提高通风散热的效果，所述第一风口24的外部设有风扇26。

作为优选，为了更好地给第一通道散热，所述第一通道18的外部均匀设有若干翅片27。

作为优选，为了能够精确控制加热块1的加热温度，所述加热块1上设有温度传感器28。

作为优选，为了提高温度传感器28的测量范围，所述温度传感器28为热电偶温度传感器。

作为优选，为了提高喷嘴2的导热能力，所述喷嘴2的制作材料为铜。

作为优选，为了便于控制电机，所述第二电机13为步进电机。

作为优选，为了按需控制电机，所述第一电机6和第三电机均为伺服电机。

该具有切换功能的3D打印头的工作方式为:在打印前，先将多种原料丝分别插入进料管5内。初始状态时，进料口16位于其中一个进料管5的正下方。开始打印时，进料组件中的第一电机6驱动第一圆齿轮7转动，第一圆齿轮7和压辊8分别与原料丝的两侧抵靠，在第一圆齿轮7的转动下原料丝从进料口16进入第一通道18，并从出料口17进入加热块1中，熔化后的原料丝从喷嘴2中挤出。当需要切换原料时，切断组件工作，其工作原理为:第三电机19驱动套筒21沿着丝杠20的轴向运动，套筒21带有刀片22的一端伸入第一通道18中，将原料丝切断。然后切换组件工作，其工作原理为：气缸9的输出轴向下推出，第二箱体15下移，此时被切断的原料丝从第一通道18内拔出，与此同时，气缸9推动支板10下移，因而转轴11下移，此时套设在转轴11上的第二圆齿轮12下移后与套设在第二电机13上的第三圆齿轮14啮合，此时第二电机13驱动第三圆齿轮14转动，从而带动转轴11带动，从而带动第二箱体15转动，从而使进料口16位于另外一个需要进料的进料管5的下方，此时气缸9的输出轴上升，开始第二种原料丝的进料，此后需要切换原料丝的时候都按上述步骤进行。

与现有技术相比，该具有切换功能的3D打印头设计巧妙，可行性高，只设有一个出料喷嘴2，第一进料机构可以同时预备打印所需的多种原料丝，其特有的切换组件可以在打印过程中实现多种不同原料之间的切换，切换过程稳定迅速，且能防止不同原料丝之间发生缠绕。

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。