一种可旋转3D打印喷头的制作方法

本实用新型涉属于3D打印快速成型领域，特别涉及一种可旋转3D打印喷头。

背景技术：

3D打印是快速成型的一种加工方式，将线料加热挤出，通过喷嘴的运动将熔融线料按照设定好的坐标沉积在工作台上完成打印。传统的打印喷头往往属于直线往复运动（即是在原有空间内X、Y、Z三个自由度上），对于回转类零件来说，效率较低，对于有螺纹联系等零件，由于打印精度、强度等原因往往无法打印。另外传统3D打印机因会与内嵌零件发生干涉也无法打印内嵌件。同时，传统的3D打印还存在进料系统容易堵塞的现象。针对以上情况，研发出一种可旋转3D打印喷头，解决了以上难题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可旋转3D打印喷头，可以进行360°旋转，从而提高3D打印的质量，拓宽3D打印适用场合，提高3D产品强度。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术解决方案是：

一种可旋转3D打印喷头，包括空心步进电机和喷头组件；空心步进电机与喷头组件连接；与线料挤出机构连接的空心步进电机为喷头组件提供旋转动力；线料通过挤出机构传送，穿过空心步进电机，到达喷头组件；喷头组件包括主体旋转喷头和喷嘴；主体旋转喷头具有上部和转折部，上部连接空心步进电机，转折部连接喷嘴。

进一步，转折部为折角或者弧形。

进一步，还包括定位圆盘和光电传感器，定位圆盘上设有镂空处，空心步进电机的下方安装定位圆盘，光电传感器安装在定位圆盘的侧边。

进一步，喷头组件还包括加热棒和温度传感器，在主体旋转喷头上安装加热棒和温度传感器。

进一步，喷头组件还包括铁氟龙线料管，铁氟龙线料管安装在主体旋转喷头的内部。

进一步，挤出机构包括挤出滚轮、上料机构、步进电机、减速器、挤出齿轮和调节松紧度螺钉；电机连接减速器，带动挤出齿轮动作，挤出齿轮带动线料和挤出滚轮动作，挤出滚轮在上料机构中滚动。

进一步，还设置有集电环，该集电环安装在空心步进电机的下方。

进一步，喷头组件还包括散热片和散热风扇，主体旋转喷头的上部装配散热片，散热片通过散热风扇散热。

进一步，还包括风扇，风扇安装在空心步进电机的后面。

进一步，还包括整体机架，空心步进电机和喷头组件安装在整体机架上。

进一步，还包括滚动轴承，滚动轴承安装在整体机架与喷头组件之间。

采用上述方案后，由于本实用新型是利用空心步进电机驱动打印喷头组件进行360°旋转，此旋转的回转中心线和空心步进电机同轴，在旋转的同时，由于喷头具有弧形部，使得喷嘴的运动轨迹不在是单独的直线运动，具有空间上回转，再配合原本三个自由度的直线运动，这样就可以在沉积工作台上进行打印，特别适合加工打印内嵌螺纹件、筋板等零件。同时，在喷头组件内嵌耐高温铁氟龙材料管，防止线料过早熔融影响进料。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图一；

图2是本实用新型的结构示意图二；

图3是本实用新型喷头组件的结构示意图。

标号说明

空心步进电机1 喷头组件2 主体旋转喷头21

上部211 转折部212 喷嘴22

加热棒23 紧定螺钉231 温度传感器24

铁氟龙线料管25 散热片26 散热风扇27

挤出机构3 机架30 挤出滚轮31

上料机构32 步进电机33 电机座331

减速器34 挤出齿轮35 调节松紧度螺钉36

调紧旋钮支架361 集电环4 定位圆盘5

镂空处51 光电传感器6 光电传感器支架61

风扇7 整体机架8 滚动轴承81

紧固螺栓82。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详述。本实用新型所揭示的是一种可旋转3D打印喷头，如图1和图2所示，为本实用新型的较佳实施例，包括空心步进电机1和喷头组件2；空心步进电机1与喷头组件2连接；空心步进电机1与线料的挤出机构3连接，线料通过挤出机构3传送，穿过空心步进电机1，到达喷头组件2；空心步进电机1连接喷头组件2，并为喷头组件2提供旋转动力；喷头组件2包括主体旋转喷头21和喷嘴22。在本实施例中，喷嘴22和主体旋转喷头21之间的连接采用管螺纹装配，防止熔融材料从连接处挤出，起到密封作用。

主体旋转喷头21具有上部211和转折部212，上部211连接空心步进电机1，转折部212连接喷嘴22。这样，喷头组件2可按照空心步进电机1的纵向轴线为中心做360度旋转。此旋转的回转中心线和空心步进电机1同轴，在旋转的同时，配合原本三个自由度的直线运动。转折部212的设置就是为了使喷嘴22与空心步进电机1的纵向轴具有一定的角度，配合回转运动，避免打印时喷嘴22与内嵌件发生干涉。

进一步，转折部212的夹角为30°～60°。这样喷嘴22可以围绕内嵌件支承面之外所有的面进行打印，适用范围广泛。

如图3所示，在本实施例中，转折部212为弧形。当然，也可以将转折部212设计成折角的形式。

还可以进一步设置集电环4，该集电环4可以安装在空心步进电机1的下方。集电环4在满足旋转的同时，将电源和信号从旋转位置传到固定位置，避免导线互相缠绕，用来防止回转机构绕线。

因为喷头组件2具有转折部212，喷嘴22安装在转折部212上，打印开始时，喷头组件2在旋转时，转折部212带动喷嘴22转动，打印结束时，无法确定此时喷嘴22所处的具体角度，为了方便接下来的第二次打印（避免重复开机启动），还设置了复位机构。进一步，还包括定位圆盘5和光电传感器6，定位圆盘5上设有镂空处51，空心步进电机1的下方安装定位圆盘5（本实施例定位转盘5是安装在集电环4的下方），光电传感器6安装在定位圆盘5的侧边。通过定位圆盘5和光电传感器6使喷头组件2每次打印前回零。即定位圆盘5和光电传感器6组合形成本实施例的复位机构。在本实施例中，光电传感器6安装在光电传感器支架61上。

进一步，喷头组件2还包括加热棒23、温度传感器24和铁氟龙线料管25；铁氟龙线料管25安装在主体旋转喷头21的内部，铁氟龙线料管25起到隔热作用，可以有效的阻挡主体旋转喷头21的热量传给3D打印线料，从而避免3D打印线料过早熔融，也有利于解决进料堵塞的问题。

在主体旋转喷头21上安装加热棒23和温度传感器24。加热棒23将线料融化至熔融状态，同时配有温度传感器24实时监主体旋转喷头21头温度，控制主体旋转喷头21加热温度。加热棒23通过紧定螺钉231安装在主体旋转喷头21上。

进一步，挤出机构3包括挤出滚轮31、上料机构32、步进电机33、减速器34、挤出齿轮35和调节松紧度螺钉36；步进电机33连接减速器17，带动挤出齿轮35回转，挤出齿轮35带动线料和挤出滚轮31动作，挤出滚轮2在上料机构32中滚动，不断推动线料到达喷嘴22。可以根据线料直径调节，调节松紧度螺钉36，就可调整挤出齿轮35所带动的线料和挤出滚轮31的压力，防止过松打滑而带不动线料或过紧造成摩擦力过大而带不动线料。在本实施例中，挤出机构3位于空心步进电机1的上方，步进电机33安装在电机座331上，调节松紧度螺钉36安装在调紧旋钮支架361上。挤出机构3安装在机架30上，

进一步，喷头组件2还包括散热片26和散热风扇27，主体旋转喷头21的上部装配散热片26，散热片26通过散热风扇27散热，防止热量上传。

进一步，还包括风扇7，风扇7安装在空心步进电机1的后面，防止空心步进电机1长时间工作造成温度上升而使线料过早变软而堵塞。

进一步，还包括整体机架8，空心步进电机1和喷头组件2安装在整体机架8上。整体机架8通过紧固螺栓82固定连接。

进一步，还包括滚动轴承81，滚动轴承81安装在整体机架8与喷头组件2之间。用以保证空心步进电机1与喷头组件2同心，同时保证回转运动精度。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故但凡依本实用新型的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本实用新型专利涵盖的范围之内。