3D打印喷头的制作方法

本实用新型涉及3D打印的技术领域，特别是涉及一种3D打印喷头。

背景技术：

3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3D打印建筑技术施工难度较小、施工速度较快、施工误差较小，且建设成本较低，因此，3D打印在建筑行业上应用的越来越多。3D打印建筑技术是利用3D打印机器人重复铺设材料层来构建结构的新技术，在材料一层一层铺设上去的过程中，需要材料快速的成型硬化，避免设计结构和材料形状的变形，所以这就需要材料在铺设之前就要拥有足够的密实度，而传统建筑行业振捣压密的方法显然不适合应用在3D打印技术上，使得3D打印建筑打印的材料没有经过压密这一过程，进而导致材料的密实度不够高，在材料凝结硬化的过程中，可能造成塌陷或者强度降低的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种3D打印喷头，能提高打印材料的密实度，避免材料在凝结硬化过程塌陷。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种3D打印喷头，包括同轴设置的壳体和旋转轴，所述壳体设有圆柱形的内腔，所述壳体上设有与所述内腔连通的进料口，所述旋转轴的第一端连接有驱动机构，所述旋转轴的第二端延伸至所述内腔中；

所述旋转轴设有轴向连续延伸的螺旋叶片，沿着所述旋转轴第一端至第二端方向，相邻两个所述螺旋叶片之间的螺距逐渐减少。

进一步优选地，所述螺旋叶片与所述内腔的内壁滑动密封配合。

进一步优选地，所述进料口与所述旋转轴之间形成有夹角，所述夹角为锐角。

进一步优选地，所述壳体的下端设有锥形喷嘴，所述喷嘴与所述内腔连通。

进一步优选地，所述壳体上设有用于与夹持设备连接的夹持部。

进一步优选地，所述夹持部包括固定板以及设置在所述固定板上的固定孔。

进一步优选地，所述驱动机构为步进电机。

进一步优选地，所述壳体的上端设有连接套筒，所述旋转轴穿过所述连接套筒连接于所述步进电机的输出轴。

本实用新型提供一种3D打印喷头，包括同轴设置的壳体和旋转轴，壳体设有圆柱形的内腔，建筑材料从进料口输入至内腔中，并通过驱动机构带动旋转轴旋转输送，旋转轴设有轴向连续延伸的螺旋叶片，由于内腔为圆柱形，其截面面积相同，沿着旋转轴第一端至第二端方向，相邻两个螺旋叶片之间的螺距逐渐减少，也即，沿着旋转轴的输送方向，相邻两个螺旋叶片之间的空间体积逐渐缩小，建筑材料在旋转轴以及螺旋叶片的带动下，体积逐渐被压缩，进而提高材料的密实度，经过层层打印的建筑结构在材料凝结硬化的过程中强度较高，避免塌陷，同时，通过螺旋叶片的旋转输送，在对建筑材料进行逐渐挤压的过程中还可以避免材料在输送过程中出现的淤结。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的3D打印喷头的结构示意图。

图中，1、壳体；2、旋转轴；3、夹持部；101、进料口；102、喷嘴；103、内腔；201、驱动机构；202、螺旋叶片；203、连接套筒；301、固定板；302、固定孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

结合图1所示，示意性地显示了本实用新型实施例的一种3D打印喷头，包括同轴设置的壳体1和旋转轴2，壳体1设有圆柱形的内腔，壳体1上设有与内腔103连通的进料口101，进料口101用于注入建筑材料，一般与建筑材料输出设备连接，旋转轴2的第一端连接有驱动机构201，旋转轴2的第二端延伸至内腔103中，旋转轴2设有轴向连续延伸的螺旋叶片202，沿着旋转轴2第一端至第二端方向，相邻两个螺旋叶片202之间的螺距逐渐减少，即d1＞d2，驱动机构201优选为步进电机，以便能调节旋转轴2的转速进而达到控制喷头出料速度的效果，一般地，壳体1的上端设有连接套筒203，旋转轴2穿过连接套筒203连接于步进电机的输出轴，进而带动旋转轴2同步转动。

具体地，建筑材料从进料口101输入至内腔103中，并通过驱动机构201带动旋转轴2旋转输送，旋转轴2设有轴向连续延伸的螺旋叶片202，由于内腔103为圆柱形，其截面面积相同，沿着旋转轴2第一端至第二端方向，相邻两个螺旋叶片202之间的螺距逐渐减少，也即，沿着旋转轴2的输送方向，相邻两个螺旋叶片202之间的空间体积逐渐缩小，建筑材料在旋转轴2以及螺旋叶片202的带动下，体积逐渐被压缩，进而提高材料的密实度，经过层层打印的建筑结构在材料凝结硬化的过程中强度较高，避免塌陷，同时，通过螺旋叶片202的旋转输送，在对建筑材料进行逐渐挤压的过程中还可以避免材料在输送过程中出现的淤结。

本实施例中的喷头为金属喷头，一般为铝合金、工具钢或铜。

进一步地，螺旋叶片202与内腔103的内壁滑动密封配合，从而保证建筑材料始终保持在螺旋叶片202之间的空间内，随着螺旋叶片202的旋转输送挤压，提高材料的密实度。在壳体1的下端设有锥形喷嘴102，喷嘴102与内腔103连通，打印喷头根据计算机程序设定打印路线移动，建筑材料经螺旋叶片202输送挤压后从喷嘴102出输出以实现建筑结构的层层打印。本实施例中，喷嘴102可以与壳体1拆卸连接，以便能根据具体的打印需求进行清洗和更换，喷嘴102也可以与壳体1一体成型，保证喷嘴102的加工精度。

更进一步地，进料口101与旋转轴2之间形成有夹角，该夹角为小于90°的锐角，也即，进料口101倾斜向下地连接在壳体1上，使得建筑材料在进料口101处由于自重力的作用可以顺畅地进入壳体1内腔103中，更有利于进料，需要说明的是，本实施例的进料口101也可以设置为多个，不同的进料口101可以同时通入相同的建筑材料以加快打印速率，不同的进料口101也可以通入不同的建筑材料进行混合以满足不同的打印需求。

本实施例中，壳体1上设有用于与夹持设备连接的夹持部3，夹持设备设置在3D打印机上，夹持设备通过夹持在壳体1的夹持部3上以实现3D打印喷头与3D打印机的固定安装，具体地，夹持部3包括固定板301以及设置在固定板301上的固定孔302，固定板301连接在壳体1侧壁上，夹持设备通过紧固件与固定板301上的固定孔302连接固定，一般地，为了保证夹持的平稳性，固定板301设置在壳体1的中部位置。

综上所述，本实用新型提供一种3D打印喷头，包括同轴设置的壳体1和旋转轴2，壳体1设有圆柱形的内腔103，建筑材料从进料口101输入至内腔103中，并通过驱动机构201带动旋转轴2旋转输送，旋转轴2设有轴向连续延伸的螺旋叶片202，由于内腔103为圆柱形，其截面面积相同，沿着旋转轴2第一端至第二端方向，相邻两个螺旋叶片202之间的螺距逐渐减少，也即，沿着旋转轴2的输送方向，相邻两个螺旋叶片202之间的空间体积逐渐缩小，建筑材料在旋转轴2以及螺旋叶片202的带动下，体积逐渐被压缩，进而提高材料的密实度，经过层层打印的建筑结构在材料凝结硬化的过程中强度较高，避免塌陷，同时，通过螺旋叶片202的旋转输送，在对建筑材料进行逐渐挤压的过程中还可以避免材料在输送过程中出现的淤结。

应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。