一种高温3D打印头的制作方法

本实用新型涉及一种3D打印机，尤其涉及一种基于高温熔融堆积的快速成型3D打印机。

背景技术：

3D打印机是一种精密的机电一体化设备，一般由设置在机架上的X轴、Y轴和Z轴三个轴组成，X轴和Y轴设在一个垂直于Z轴的XY运动平面内，统称为XY轴；3D打印头设置在X轴上，X轴设于Y轴上，X轴、Y轴和Z轴之间相互独立运动，通过打印平台来调节他们之间的间距，实现3D打印机的立体打印工作。

熔融沉积成型技术（FDM） 3D打印机是先将材料传送到已经加热的打印头，然后打印头对打印材料进行加热，打印头中的材料融化，然后再通过送料机构向下挤压将融化的材料从打印喷头挤出来进行打印。打印头的结构对打印的效果非常大，目前很多3D打印机的结构在热处理上存在技术缺陷，经常在打印过程中出现打印温度不稳定，导致打印出丝不顺畅，出丝不均匀，容易堵塞打印头，打印精度差等问题，更严重的则会导致无法打印。

技术实现要素：

为解决现有3D打印机存在的上述缺陷，本实用新型提供一种的高温3D打印头，其方案如下：

一种高温3D打印头，其特征是，包括：

十字滑块，作为高温3D打印头的平面运动载体，与3D打印机的XY轴平面运动机构中的X轴和Y轴配合产生平面运动；它包括方形基座、X轴直线轴承、Y轴直线轴承、盖线板，方形基座内部设有供打印线材穿过的纵向穿线槽孔，盖线板设置在将纵向穿线槽孔盖住的方形基座的外侧；方形基座内设有一上一下水平面纵横交错设置的贯通孔，X轴直线轴承和Y轴直线轴承一上一下交叉设置在相应的贯通孔内；

挤料机构，设置在十字滑块的顶部，用于将打印线材输送到3D打印头内，挤料机构包括挤料座、挤料步进电机和挤料头；挤料步进电机设于挤料座一侧，挤料头竖直设置在挤料座上；挤料头内部设有供打印线材穿过的纵向穿线孔，挤料头在纵向穿线孔的左右两侧设有一对相对设置的送料孔，送料孔与纵向穿线孔连通，送料孔内分别设有相对滚动设置的齿轮和轴承滚轮，挤料步进电机的输出轴伸进齿轮所在的送料孔，齿轮套在挤料步进电机的输出轴上，齿轮和轴承滚轮之间在纵向穿线孔形成一个供打印线材通过的小缝隙；挤料头在纵向穿线孔上部和下部设有挤料口和出料口；

3D打印喷头，衔接在十字滑块底部，用于将打印线材融熔后进行增材打印在3D打印载体上，打印头包括不锈钢喉管，将打印材料融熔并挤出的融熔喷头，以及对融熔喷头进行加热的铝块；不锈钢喉管上端固定在十字滑块底部，融熔喷头设置在不锈钢喉管下端，融熔喷头通过不锈钢喉管与挤料机构的出料口连通；铝块套在不锈钢喉管和融熔喷头上，将不锈钢喉管和融熔喷头连接在一起；融熔喷头固定在不锈钢喉管下端，不锈钢喉管上端固定在十字滑块上并与挤料机构的出料口相通；铝块内埋设有加热管和热电偶；融熔喷头上部为安装部，融熔喷头下部设有圆锥结构的喷嘴，喷嘴内部设有一个倒圆台形结构的熔腔，熔腔下方设有延伸到喷嘴外的喷孔。

作为上述方案的改进和说明，前述十字滑块设置的X轴直线轴承和Y轴直线轴承数量均为两套；十字滑块底部设有喉管散热片，喉管散热片一端套设在不锈钢喉管上部，喉管散热片另一端伸出到十字滑块侧旁，喉管散热片的伸出部分顶面设有喉管散热风扇，喉管散热片的伸出部分底面设有模型散热风扇，模型散热风扇下方衔接有风口对着喷嘴的导风配件。

作为上述方案的改进和说明，前述挤料座上设有约束线材的拖链；挤料座侧面设有挤料散热风扇。

作为上述方案的改进和说明，前述不锈钢喉管的内部设有延伸到喷嘴内的。在打印温度要求较低时，如不高于260℃时适用。不锈钢喉管内部不设铁氟龙管，不锈钢喉管内部孔直通模式，这样支持的打印温度更高。

作为上述方案的总说明，高温3D打印头采用近距离送料的方式，挤料机构直接安装在十字滑块上部，3D打印喷头衔接在十字滑块底部，送料距离短，送料更准确。避免了长距离送料将受到导料管间隙的影响，送料回抽的时候，打印材料在导料管中弯曲变形，从而影响了送料的精度。XY轴平面运动机构中的X轴和Y轴通过X轴直线轴承和Y轴直线轴承穿过十字滑块，X轴和Y轴的移动直接带动高温3D打印头的移动，X轴和Y轴在不同的平面移动互不干扰，定位精度高。喉管散热片用来给不锈钢喉管散热，防止不锈钢喉管内的打印材料过早的熔化。打印喷头的高温加热部分通过不锈钢喉管连接固定到十字滑块底部，不锈钢喉管从十字滑块下的喉管散热片穿过，不锈钢导热系数较低，有利于加热部分温度保持稳定。热电偶安装在铝块内，直接测铝块的温度，铝的导热性非常好，热电偶测温精度高。

由上可知，本实用新型具有如下的优点：结构简单、紧凑、科学，设计合理，容易制造；近距离送料，送料更精准；热电偶测温，更准确，测温范围更宽；铁氟龙管及不锈钢喉管隔热控制，打印出丝均匀顺畅准确，打印效果更佳；安装拆卸方便，易于维护；支持的打印材料温度最高至500摄氏度；实现了高温材料的稳定成型。

附图说明

图1为本实用新型实施的主视图。

图2为图1的立体图。

图3为图1的B-B向剖视图。

附图标号说明： 5-挤料机构， 6-3D打印喷头， 9-十字滑块； 50-挤料座，51-挤料头52-挤料步进电机， 53-纵向穿线孔， 54-输出轴， 55-齿轮， 56-轴承滚轮， 57-挤料口， 58-出料口， 59-送料孔， 5a-挤料散热风扇，5b-拖链；60-融熔喷头，61-不锈钢喉管， 62-铝块， 63-铁氟龙管，64-喷嘴，65-熔腔，66-喷孔， 68-加热管， 69-热电偶；90-方形基座，91-X轴直线轴承， 92-Y轴直线轴承， 93-纵向穿线槽孔， 94-盖线板，95-贯通孔，96-喉管散热片，97-喉管散热风扇，98-模型散热风扇，99-导风配件。

具体实施方式

下面结合附图和优选的实施方式，对本实用新型及其有益技术效果进行进一步详细说明。

参见图1 ~图3，一种高温3D打印头6，其特征是，包括：

十字滑块9，作为高温3D打印头6的平面运动载体，与3D打印机的XY轴平面运动机构中的X轴和Y轴配合产生平面运动；它包括方形基座90、X轴直线轴承9191、Y轴直线轴承92、盖线板94，方形基座90内部设有供打印线材穿过的纵向穿线槽孔93，盖线板94设置在将纵向穿线槽孔93盖住的方形基座90的外侧；方形基座90内设有一上一下水平面纵横交错设置的贯通孔95，X轴直线轴承9191和Y轴直线轴承92一上一下交叉设置在相应的贯通孔95内；

挤料机构5，设置在十字滑块9的顶部，用于将打印线材输送到3D打印头6内，挤料机构5包括挤料座50、挤料步进电机52和挤料头51；挤料步进电机52设于挤料座50一侧，挤料头51竖直设置在挤料座50上；挤料头51内部设有供打印线材穿过的纵向穿线孔53，挤料头51在纵向穿线孔53的左右两侧设有一对相对设置的送料孔59，送料孔59与纵向穿线孔53连通，送料孔59内分别设有相对滚动设置的齿轮55和轴承滚轮56，挤料步进电机52的输出轴54伸进齿轮55所在的送料孔59，齿轮55套在挤料步进电机52的输出轴54上，齿轮55和轴承滚轮56之间在纵向穿线孔53形成一个供打印线材通过的小缝隙；挤料头51在纵向穿线孔53上部和下部设有挤料口57和出料口58；

3D打印喷头，衔接在十字滑块9底部，用于将打印线材融熔后进行增材打印在3D打印载体上，打印头包括不锈钢喉管61，将打印材料融熔并挤出的融熔喷头60，以及对融熔喷头60进行加热的铝块62；不锈钢喉管61上端固定在十字滑块9底部，融熔喷头60设置在不锈钢喉管61下端，融熔喷头60通过不锈钢喉管61与挤料机构5的出料口58连通；铝块62套在不锈钢喉管61和融熔喷头60上，将不锈钢喉管61和融熔喷头60连接在一起；融熔喷头60固定在不锈钢喉管61下端，不锈钢喉管61上端固定在十字滑块9上并与挤料机构5的出料口58相通；铝块62内埋设有加热管68和热电偶69；融熔喷头60上部为安装部，融熔喷头60下部设有圆锥结构的喷嘴64，喷嘴64内部设有一个倒圆台形结构的熔腔65，熔腔65下方设有延伸到喷嘴64外的喷孔66。

参见图2，十字滑块9设置的X轴直线轴承9191和Y轴直线轴承92数量均为两套；十字滑块9底部设有喉管散热片96，喉管散热片96一端套设在不锈钢喉管61上部，喉管散热片96另一端伸出到十字滑块9侧旁，喉管散热片96的伸出部分顶面设有喉管散热风扇97，喉管散热片96的伸出部分底面设有模型散热风扇98，模型散热风扇98下方衔接有风口对着喷嘴64的导风配件99。

参见图2，挤料座50上设有约束线材的拖链5b；挤料座50侧面设有挤料散热风扇5a。

参见图3，不锈钢喉管61的内部设有延伸到喷嘴64内的铁氟龙管63。

根据上述说明书及具体实施例并不对本实用新型构成任何限制，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变形，也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。