FDM式柔性材料3D打印喷头的制作方法

本申请属于3d打印技术领域，涉及一种fdm式柔性材料3d打印喷头，特别是一种关于柔性丝材(如tpu、硅胶等)的均匀打印的喷头套件装置。

背景技术：

目前，fdm式的3d打印机是市场中最为普遍的一种机器，其中桌面级的打印机尤其受到人们的热捧。但是，目前fdm式的打印机由于技术原因只能打印硬质丝材(如pla、abs等)，这已经远远不能满足人们的要求。

在传统的fdm式的打印机中主要由于喷头装置的原因，限制了打印材料的范围，主要问题：首先在传统的打印机中，由于丝材的挤出轮与喷嘴的喉管距离较远，致使在打印柔性丝材时丝材容易在挤出轮与喉管之间发生弯曲从而发生堵塞；其次，由于柔性材料的熔点较高，导致靠近喷嘴的喉管里丝材融化发生堵塞，同时打印出的丝材无法及时冷却从而导致打印件表面质量差等现象。

如今已经有很多人提出对打印喷头进行改造，以适应柔性材料的打印过程。但是到目前为止，技术成形的柔性材料打印喷头却寥寥无几，大多在打印过程中都存在柔性丝材供给不畅、喷头堵塞、出丝不均匀等等原因。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种打印速度快、质量精度高，能够打印柔性丝材的fdm式柔性材料3d打印喷头。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开一种fdm式柔性材料3d打印喷头，包括挤出轮、送丝轮、喉管和喷嘴，所述挤出轮和送丝轮之间形成丝材挤出空间，所述喉管的入口端延伸至所述挤出空间底端，所述喷嘴安装于所述喉管的出口端，所述喉管的外表面布置有散热片，所述散热片靠近所述喷嘴一端，还包括对应所述散热片设置的喉管冷却风扇。

优选的，在上述的fdm式柔性材料3d打印喷头中，还包括打印件冷却风扇和导向装置，该导向装置设置于所述冷却风扇的风口并将冷却风集中至所述喷嘴的下方。

优选的，在上述的fdm式柔性材料3d打印喷头中，还包括一水平的支撑板，所述挤出轮和送丝轮设置于所述支撑板的上方，所述散热片和喉管冷却风扇设置于所述支撑板的下方。

优选的，在上述的fdm式柔性材料3d打印喷头中，所述打印件冷却风扇设置于所述支撑板的下方，所述打印件冷却风扇的出风口面向所述散热片，所述打印件冷却风扇和喉管冷却风扇位于所述散热片相对的两侧，所述打印件冷却风扇和喉管冷却风扇位于同一高度。

优选的，在上述的fdm式柔性材料3d打印喷头中，所述挤出轮和送丝轮之间通过齿轮啮合。

优选的，在上述的fdm式柔性材料3d打印喷头中，所述送丝轮的两侧边缘分别沿径向向外凸伸有挡板。

优选的，在上述的fdm式柔性材料3d打印喷头中，所述挤出轮连接于电机，所述送丝轮安装于可摆动的压缩摇臂的一端，所述压缩摇臂的另一端设置有弹簧，该弹簧作用于压缩摇臂以调节送丝轮和挤出轮之间的压紧力或距离。

优选的，在上述的fdm式柔性材料3d打印喷头中，所述挤出轮、送丝轮的外侧还遮罩有龙门形状的丝材导向板。

优选的，在上述的fdm式柔性材料3d打印喷头中，所述喉管靠近丝材挤出空间的一端厚度收窄。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)、本发明的压缩摇臂，通过对弹簧的压缩调节送丝轮与挤出轮之间的空隙，保证装卸丝材简便性。

(2)、本发明在送丝轮上设置了齿轮结构，增强了对丝材的挤出力，保证了柔性丝材的顺利挤出而不发生打滑现象。

(3)、本发明在送丝轮上设置了较高的边沿，保证了丝材的导向性，确保丝材能够顺利的被挤出。

(4)、本发明加长了喷嘴的喉管装置，并且将其靠近挤出轮与送丝轮的一端切除一部分，使其可以近距离的靠近挤出轮与送丝轮，确保挤出的丝材能够顺利的进入喉管而不发生弯曲等现象。

(5)、本发明在喷嘴上方的喉管上设置了较多的散热片，使得喉管中的温度远低于丝材熔点，以确保不会由于柔性丝材高的打印温度而导致丝材提前融化在靠近喷嘴的喉管里。

(6)、本发明在喉管的一侧设置了专门的冷却风扇，使得喉管里的热量及时散去，确保丝材不会在喉管里发生堵塞。

(7)、本发明设置了专门的打印件冷却风扇，并且在风扇的出风口设置了导向装置，使得冷却风可以集中到打印件上，确保打印件不会因为高的打印温度而发生变形等现象。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明具体实施例中3d打印喷头的立体结构示意图；

图2所示为本发明具体实施例中3d打印喷头另一角度的立体结构示意图(隐藏丝材导向板)；

图3所示为本发明具体实施例中送丝轮的立体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

结合图1和图2所示，fdm式柔性材料3d打印喷头，包括挤出轮101、送丝轮102、喉管103和喷嘴104，挤出轮101和送丝轮102之间形成丝材挤出空间，喉管103的入口端延伸至挤出空间底端，喷嘴104安装于喉管103的出口端，喉管103的外表面布置有散热片105，散热片105靠近喷嘴104一端，还包括对应散热片105设置的喉管冷却风扇106。

该技术方案中，喉管下端布满散热片，在冷却风扇的作用下极大的增强了装置的冷却能力，保证喉管的温度低于丝材熔点，使其不会在喉管中融化从而导致喷头堵塞。

进一步地，还包括打印件冷却风扇107和导向装置108，该导向装置108设置于冷却风扇107的风口并将冷却风集中至喷嘴104的下方。

优选的，导向装置为一平板，其设置于打印机冷却风扇的底端，并与水平面呈一定的倾斜角。

该技术方案中，通过在风扇的出风口加装导向装置使得冷却风可以集中到刚打印出来的丝材上，使得丝材及时变硬保证打印件的质量精度。

进一步地，还包括一水平的支撑板109，挤出轮101和送丝轮102设置于支撑板109的上方，散热片105和喉管冷却风扇设置于支撑板109的下方。

在优选的技术方案中，打印件冷却风扇107设置于支撑板109的下方，打印件冷却风扇107的出风口面向散热片105，打印件冷却风扇107和喉管冷却风扇位于散热片105相对的两侧，打印件冷却风扇107和喉管冷却风扇106位于同一高度。

该技术方案中，打印件冷却风扇和喉管冷却风扇产生的冷却风被限制于两个风扇之间、以及支撑板的下方，其中打印件冷却风扇产生的冷却风部分被导向装置导引对喷头产生的丝材进行冷却，其余冷却风被限制于支撑板、导向装置和两个风扇之间，最大化实现对散热片105的冷却，冷却效率高。

在一优选实施例中，挤出轮101和送丝轮102之间通过齿轮啮合。

结合图3所示，在一优选实施例中，送丝轮102的两侧边缘分别沿径向向外凸伸有挡板1021。

该技术方案中，送丝轮两边有突出的边缘以形成沟槽保证丝材的正确位置使其不会跑偏。

在一优选实施例中，挤出轮101连接于电机110，送丝轮102安装于可摆动的压缩摇臂111的一端，压缩摇臂111的另一端设置有弹簧112，该弹簧112作用于压缩摇臂111以调节送丝轮102和挤出轮101之间的压紧力或距离。

在优选的技术方案中，压缩摇臂的中部转动设置于一支架上，送丝轮102通过一连接轴安装于压缩摇臂的一端，压缩摇臂的另一端与支架之间压缩有弹簧，弹簧作用于压缩摇臂并驱动其转动，在杠杆作用下，以驱动送丝轮102接近或远离挤出轮101，或者可改变送丝轮102和挤出轮101之间的压紧力。

该技术方案中，挤出轮连接在电机上为丝材的挤出提供动力，送丝轮通过轴承连接在一个通过弹簧进行压缩的摇臂上，通过该摇臂可以控制送丝轮与挤出轮之间的缝隙起到夹紧丝材的作用。同时挤出轮与送丝轮都设计成可以相互啮合的齿轮，这极大的保证了柔性丝材具有良好的挤出力使得柔性丝材出丝均匀。

在一优选实施例中，挤出轮101、送丝轮102的外侧还遮罩有龙门形状的丝材导向板113。

在一优选实施例中，喉管103靠近丝材挤出空间的一端1031厚度收窄。

该技术方案中，喉管穿设于支撑板的上下两侧，并且喉管的上端左右部分被切除以保证喉管能够近距离的靠近挤出的丝材，保证柔性丝材在挤出后不会弯曲而顺利的进入喷嘴。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。