一种高效节能型3D打印机热头冷却装置的制作方法

本发明涉及一种高效节能型3d打印机热头冷却装置。

背景技术：

熔融挤出式3d打印机是一种将熔点的pla或熔点的abs线材加热至熔融态，并通过进料齿的挤压，通过喷头挤出，按一定形状堆叠形成打印件的装置。通常为保持线材原料能够快速被熔化，通常需要将喷头处通过铝加热块加热至高温，因为热头与喉管是连在一起，喷头的热量会通过喉管传导到远端，致使线材原料过早熔化。而过早熔化的线材原料不能传导送料齿的进挤力，导致喷头不能挤出打印料，故需在喉管部分加装散热装置。打印料从喷头挤出时还带有一定的热量，维持半熔融状态，当3d打印机通过支撑架起为悬空结构时，熔融状态的挤出料会因为重力作用而塌陷，使打印的悬空面呈起伏而非平面状态，故当打印料从喷头挤出后需要立即冷却。

技术实现要素：

针对上述不足，本发明提供一种高效节能型3d打印机热头冷却装置，具有结构简单、体积小、散热冷却效果好、能耗低的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种高效节能型3d打印机热头冷却装置，包括安装在3d打印机热头喉管外侧的喉管冷却部及安装在3d打印机热头的喷头外侧的喷头冷却部。

所述喉管冷却部包括冷却上腔、冷却下腔、喉管铜套管、整流板及散热片；所述冷却上腔与所述冷却下腔同轴焊接安装；所述冷却上腔的上端部焊接有十字安装板，所述十字安装板上螺接3d打印机热头的进料快接头，所述十字安装板安装在3d打印机工作平台上；所述冷却上腔的中上部设有冷却进气管，所述冷却进气管接冷却气泵；所述喉管铜套管套装在3d打印机热头喉管的外壁上，所述整流板及散热片同轴安装在所述所述喉管铜套管上，所述冷却下腔的下部安装有冷却排气管。

所述喷头冷却部包括安装在3d打印机热头喷头外侧的全向气冷散热环管，所述全向气冷散热环管固接在3d打印机的热头铝块上；所述全向气冷散热环管上周向开有多个冷风口，所述冷风口指向汇聚于在3d打印机热头喷头的垂线下方；所述全向气冷散热环管上设有进气管，所述进气管通过导气管、节流阀与所述冷却排气管连通。

所述整流板包括采用上下间隔排布、直径不同的上铜圆盘、中铜圆盘及下铜圆盘；所述上铜圆盘上圆周阵列开有4个直径为4mm的圆通气孔；所述中铜圆盘上分两环圆周阵列开有12个直径为3mm的圆通气孔；所述下铜圆盘上分两环圆周阵列开有24个直径为2mm的圆通气孔。

所述散热片共有三组，每两个一组，三组散热片按上下间隔排布且轴向均分360度。

进一步地，所述进气管的轴线与所述冷却上腔的轴线呈60度夹角。

进一步地，所述冷却排气管的轴线与所述冷却下腔的轴线相垂直。

进一步地，所述冷风口的轴线与3d打印机热头喷头的轴线呈50度夹角。

本发明的有益效果在于：本发明只通过一个冷却气泵供气，相对与在喉管处安装散热风扇和在喷头出口处安装径流风扇所占用的体积更小，耗能更少。整流板将冷却上腔进入的紊乱气流均匀同向的导向散热片，使每个散热片冷却更充分，散热效果更好。全向气冷散热环将冷却气流环绕吹向打印挤出部分，环绕式的冷却方式使打印挤出料不论从那个方向挤出到打印面上，都会立即被冷却，冷却及时、效果好。节流阀能够很好的控制流入导气管的冷却气体的流量和流速，可以根据不同的材料和不同的温度来控制冷却的速度，并且是整个冷却性能更加稳定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的喉管冷却部的局部结构示意图；

图3为本发明的全向气冷散热环管结构示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，一种高效节能型3d打印机热头冷却装置，包括安装在3d打印机热头喉管(1)外侧的喉管冷却部及安装在3d打印机热头的喷头(2)外侧的喷头冷却部。

所述喉管冷却部包括冷却上腔(3)、冷却下腔(4)、喉管铜套管(5)、整流板(6)及散热片(7)；所述冷却上腔(3)与所述冷却下腔(4)同轴焊接安装；所述冷却上腔(3)的上端部焊接有十字安装板(8)，所述十字安装板(8)上螺接3d打印机热头的进料快接头(9)，所述十字安装板安装(8)在3d打印机工作平台(未图示)上；所述冷却上腔(3)的中上部设有冷却进气管(10)，所述冷却进气管(10)接冷却气泵(未图示)；所述喉管铜套管(5)套装在3d打印机热头喉管(1)的外壁上，所述整流板(6)及散热片(7)同轴安装在所述所述喉管铜套管(5)上，所述冷却下腔(4)的下部安装有冷却排气管(11)。

所述喷头冷却部包括安装在3d打印机热头的喷头(2)外侧的全向气冷散热环管(12)，所述全向气冷散热环管(12)固接在3d打印机的热头铝块(13)上；所述全向气冷散热环管(12)上周向开有8个冷风口(14)，所述冷风口(14)指向汇聚于在3d打印机热头喷头(2)的垂线下方；所述全向气冷散热环管(12)上设有进气管(15)，所述进气管(15)通过导气管(16)、节流阀(17)与所述冷却排气管(11)连通。

所述整流板(6)包括采用上下间隔排布、直径不同的上铜圆盘(61)、中铜圆盘(62)及下铜圆盘(63)；所述上铜圆盘(61)上圆周阵列开有4个直径为4mm的圆通气孔(64)所述中铜圆盘(62)上分两环圆周阵列开有12个直径为3mm的圆通气孔(64)；所述下铜圆盘(63)上分两环圆周阵列开有24个直径为2mm的圆通气孔(64)。

所述散热片(7)共有三组，每两个一组，三组散热片按上下间隔排布且轴向均分360度。

进一步地，所述进气管(10)的轴线与所述冷却上腔(3)的轴线呈60度夹角。

进一步地，所述冷却排气管(11)的轴线与所述冷却下腔(4)的轴线相垂直。

进一步地，所述冷风口(14)的轴线与3d打印机热头喷头(2)的轴线呈50度夹角。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种高效节能型3D打印机热头冷却装置，用于3D打印机热头的喉管和喷头的冷却。本发明的冷却装置包括安装在3D打印机热头喉管外侧的喉管冷却部及安装在3D打印机热头的喷头外侧的喷头冷却部；所述喉管冷却部包括冷却上腔、冷却下腔、喉管铜套管、整流板及散热片；所述喷头冷却部包括安装在3D打印机热头喷头外侧的全向气冷散热环管。本发明的冷却装置具有结构简单、体积小、散热冷却效果好、能耗低的特点。

技术研发人员：朱黎立;周敏;高强;周亮
受保护的技术使用者：武汉科技大学
技术研发日：2017.07.29
技术公布日：2019.02.05