一种基于双喷头的3D打印头的制作方法

本实用新型涉及一种基于双喷头的3D打印头，具体是一种基于双喷头提高FDM打印效率的3D打印头。

背景技术：

FDM(Fused Deposition Modeling)熔融堆积原理是首先将丝状热熔性材料加热融化，通过带有细微喷嘴的喷头挤喷后，沉积在制作面板或前一层已固化的材料上，温度低于固化温度后开始固化，通过材料的层层堆积形成最终成品。当模型需要内部填充时，仍采用当前保持不变的材料层厚逐步堆积完成。

就目前3D FDM技术打印机产品而言，打印完成时间与打印模型体积完全成正比。在需要填充或半填充模型内部时，耗时量大且严重影响打印效率。现阶段的打印机不能够根据打印模型部位的不同来自动调整打印层厚，打印层厚都是一成不变的，这样在拖延完成时间的同时，相应的也耗费了更多的时间，人力的成本。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种可以根据打印模型部位的不同来自动调整打印层厚的双喷头的3D打印头。本实用新型根据针对不同模型结构数据分析的结果，将材料通过相应的口径的打印喷头打印，来实现最契合的打印模型时间从而达到提高打印效率的目的。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于双喷头的3D打印头，包括壳体、两个进料机构、加热器、风扇、转盘、电机、转盘转轴、第一打印喷头和第二打印喷头；所述两个进料机构设于壳体顶部，分别与第一打印喷头、第二打印喷头连接；所述加热器设于壳体内，位于进料机构下方；壳体上设有风扇，壳体底部设有转盘，转盘中心设有转盘转轴，转盘转轴与电机连接；第一打印喷头、第二打印喷头设于转盘上。

所述两个进料机构分别通过输料管与第一打印喷头、第二打印喷头连接。

所述加热器为两个。

所述加热器包括低温加热器和高温加热器；低温加热器和高温加热器依次设于进料机构下方的输料管外。

所述风扇与加热器的位置对应。

所述电机通过传动装置与转盘转轴连接，使转盘转轴以竖直方向为轴转动，进而驱动转盘旋转。

所述第一打印喷头中心与转盘转轴中心的距离等于第二打印喷头中心与转盘转轴中心的距离。

所述第一打印喷头中心与转盘转轴中心的连线、与第二打印喷头中心与转盘转轴中心的连线所成夹角小于180°。

所述第一打印喷头内径小于第二打印喷头内径。

所述第一打印喷头内径为第二打印喷头内径的一半。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.本实用新型采用两个打印头，可以有效地提高打印效率，减少时间成本。

2.本实用新型在不影响模型质量的同时达到更快的制作模型样品。

3.新型打印头采用一个独立拥有加热器和风扇的带有不同口径的打印喷头的装置，分别输送两条材料线材，通过两种口径打印头用累似显微镜转换器的转动装置推送不同的打印头到打印点完成逐层堆积打印。

4.采用显微镜式转换器可有效缩短旋转路径，避免线材被折断。

5.打印头快速切换打印进而可以缩减大量工作时间和打印头体积，提高工作效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

其中，1材料线材，2进料机构，3加热器，4散热风扇，5转盘，6第一打印喷头，7第二打印喷头，8电机，9转盘转轴；

图2是本实用新型的仰视示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型包括：进料机构，加热器，电机(3个)，齿轮传动装置，两种不同口径打印喷嘴。壳体为中空圆筒型，顶端封闭设有两个入口，设置进料机构；进料机构包括齿轮和电机，电机带动齿轮转动卷入材料线材。两个线材分别进入两个输料管，经输料管外部的加热器加热后，分别经两个打印喷头流出。壳体上的风扇与加热器同等高度，用于对加热器进行散热，防止温度过高。壳体底部设有转盘，转盘中心设有转盘转轴，转盘转轴由齿轮传动装置与电机连接；两个打印喷头设于转盘上。

进料机构的结构为现有技术，采用两个相同的结构，包括：进料齿轮通过连接电机来确保转动，齿轮转动带动材料线材卷入加热器部分。

加热器为现有技术，本实施例设置两个，用于根据不同的喷头使用分别控制。图1中示意出壳体内部对应的部件即加热器3。每个加热器包括低温加热器和高温加热器，依次设于打印喷头散热风扇对应的内部由上至下的部分，也就是进料机构下方输料管外侧，用于对材料线材加温至熔融状态进行加热。加热器内部为电阻丝，低温加热器和高温加热器可根据温度要求设定不同数量并联的电阻丝，本实施例低温加热器的电阻丝数量为高温加热器电阻丝数量的二分之一，温度分别为100摄氏度和200摄氏度。低温加热器是确保提前预热材料线材，确保打印喷头切换时高温融化更迅速，衔接更流畅。

如图2所示，两个喷头均为FDM打印机原有不同口径型，分别设于转盘底部，内径分别0.4mm与0.8mm，位置位于半圆一侧，两个喷头中心距离圆心距离相等即可。

电机固定于转动盘内部打印喷头的另一侧半圆处，确保部件不发生挤压，用于驱动转轴转动的电机通过转动盘中心内部齿轮传动装置与转轴连接，使转动盘可以转动实现切换打印喷头。

转盘为圆低弧形，即球缺，本实施例球缺的高小于半径，采用显微镜转盘相同的形状。

电机、低温加热器和高温加热器均与3D打印机控制芯片连接。

在现有的切片软件分析三维模型填充或支撑并进行切片时，利用现有数据，分析针对支撑或填充部分采取与外部模型面不同口径的打印头来进行打印。外部模型面需要精密打印，内部填充支撑部分因为不起到外观作用，只作为模型支撑。所以外部表面采用0.4mm的打印头来进行打印，内部填充与支撑采用至少0.8mm的打印头来快速打印。

如图1、2所示，新型打印喷头由两个独立的进料机构分别操作完成进料，需要0.4mm直径喷头打印时，进料机构齿轮转动输送材料线材，两条独立线材采用一个加热器包裹(内部设有两个加热器，分别用于两条线材的加热)加热，散热风扇位于打印头外部加热器位置方便更好的散热。加热后的液滴材料分别通过输送管连接到两种不同口径的打印喷头上。同时切片软件分析外部精密打印和内部快速打印(现有软件可实现分析数据)。分析出的结构通过控制芯片操控打印头下端的转动盘，转盘内部预留打印喷头位置，采取中空取位置，确保上端的加热后输料管连接到下端打印喷头位置。打印喷头位置取在距离圆心相等距离的位置，确保轮盘转动后打印头的点没有偏差。转动角度根据不发生部件碰撞的最短转动路径，在圆心角40度的位置，在实现打印喷头的快速切换。需要一个打印头打印时，另外一个打印喷头通过转盘内部的电机带动齿轮传动装置转到旁边，且旁边的打印喷嘴关闭，位于打印点位置的打印喷头开始逐层堆积来实现。