一种3D打印机喷头清洁一体化热床的制作方法

本实用新型涉及3d打印领域，尤其涉及一种3d打印机喷头清洁一体化热床。

背景技术：

目前，3d打印技术作为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，在各个领域得到非常广泛的应用，而喷嘴作为3d打印机部件中最简单而关键的一部分，在打印过程中，时常会出现喷嘴堵塞的问题，现有的清洁方式，如人工清洁方式，存在如下不足，严重影响3d打印的持续、高效、稳定作业：

1、现有的喷头清洁技术一般为手动清洁。

2、手动清洁喷头存在清洁不彻底，有材料残余挂附在喷头内部的情况，影响下一次打印。

3、手动清洁对于不常使用清洁工具的人来说难度较大，容易把针头戳断。

4、手动清洁限制性多，无法在喷头温度较热，残余材料粘度合适的时候及时进行清洁；只能在冷却后进行清洁。这样降低了清洁的效率。

5、手动清洁时需要选择合适的对应喷嘴直径的针头，若保管不善容易丢失和断裂。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型旨在提供一种结构简单、高效地清洁喷头内部残余的打印材料、防止其瘀堵在喷嘴内影响下一次打印的3d打印机喷头清洁一体化热床。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

一种3d打印机喷头清洁一体化热床，包括热床，所述热床的边缘设置有一延伸部，所述延伸部下表面固定设置有空心的负压产生装置，所述负压产生装置密封设置有步进电机，所述负压产生装置上端密封地转动设置有竖直朝上且与所述步进电机驱动连接的中空清洁针，所述负压产生装置下端设置有负压生成器接口，所述负压生成器接口通过吸管与吸气装置相连接。

进一步地，所述的中空清洁针包括同轴设置的针头和针尾、竖直贯穿地设置在针头和针尾中心的气体通道，所述针尾与所述步进电机驱动连接。

进一步地，所述负压产生装置的一侧设置有与所述步进电机外壳密封配合的安装缺口。

进一步地，所述负压生成器接口通过螺纹与所述负压产生装置密封连接。

进一步地，所述延伸部上表面及喷嘴上相对地设置有使喷嘴和中空清洁针上下对齐的激光定位器。

进一步地，所述的延伸部上表面及喷嘴上各设置有三个激光定位器，进行三点对焦，精确定位。

相比现有技术，本实用新型提供的的3d打印机喷头清洁一体化热床通过对于打印机主板的编程，可设置令打印机在完成一次打印作业之后自动寻位至热床上一体化设计的清洁针上并对齐；再通过移动热床的z轴高度，令清洁针插入喷头内；随即启动步进电机进行旋转清洁，持续一段时间后拔出，有效地清洁喷头内部残余的打印材料，防止其瘀堵在喷嘴内影响下一次打印，结构简单、方便快捷。

附图说明

图1是本实用新型实施例的整体结构示意图。

图2是图1中的局部放大示意图。

图3是本实用新型实施例喷嘴和中空清洁针对齐示意图。

图4是实用新型实施例的爆炸示意图。

图5是本实用新型实施例的负压产生装置安装示意图。

图6是本实用新型实施例的中空清洁针结构示意图。

图7是本实用新型实施例的本实用新型实施例的激光定位器安装示意图。

图8是本实用新型实施例的喷嘴上的激光定位器安装示意图。

图9是本实用新型实施例的负压生成器接口立体示意图。

图10是本实用新型实施例的负压生成器接口剖视示意图。

图中标识为：1-热床；2-打印样品；3-喷嘴；4-激光定位器；5-中空清洁针；51-针头；52-针尾；53-气体通道；6-步进电机；7-负压生成器接口；8-延伸部；9-负压产生装置；91-安装缺口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。

如图1至图3所示，一种3d打印机喷头清洁一体化热床，包括热床1，所述热床1的边缘设置有一延伸部8，所述延伸部8下表面固定设置有空心的负压产生装置9，所述负压产生装置9密封设置有步进电机，所述负压产生装置9上端密封地转动设置有竖直朝上且与所述步进电机6驱动连接的中空清洁针5，所述负压产生装置9下端设置有负压生成器接口7，所述负压生成器接口7通过吸管与吸气装置相连接。

如图6所示，所述的中空清洁针5包括同轴设置的针头51和针尾52、竖直贯穿地设置在针头51和针尾52中心的气体通道53，所述针尾52与所述步进电机6驱动连接。

如图4和图5所示，所述负压产生装置9的一侧设置有与所述步进电机6外壳密封配合的安装缺口91。

如图9和图10，所述负压生成器接口7通过螺纹与所述负压产生装置9密封连接。

另外，如图4、5、7、8所示，所述延伸部8上表面及喷嘴3上相对地设置有使喷嘴3和中空清洁针5上下对齐的激光定位器4。其中，所述的延伸部8上表面及喷嘴3上各设置有三个激光定位器4，进行三点对焦，精确定位。

本实用新型的主要设计部分在于清洁部分。特殊设计的热床1在热床边上伸出了为清洁部分提供支撑的延伸部8。在结构中，负压产生装置可以容纳步进电机6与空心清洁针的结合装配体，并预留出了空间以便连接传感器与主板，起到了收纳部件的作用，其本身可以作为特异改进区域，设计了各种部件的插槽，为改装提供空间。

上述实施例采用16hm0405-cp型微型步进电机作为驱动。该电机步矩角为0.9deg，转动惯量为15g-cm²，长为20mm，重量为0.1kg。安装固定在延伸区域的所述负压产生装置9中，使得空心清洁针5可以在电机的驱动之下进行旋转，从而加大清洁力度，提升效果。

上述实施例按照标准化喷嘴设计了对应的一套空心清洁针。空心清洁针结构为空心轴结构，目的是为清洁的过程提供负气压，从而提高清理效果。在打印前根据打印机使用的喷嘴类型选择对应的空心清洁针进行手动安装。与步进电机连接后可以在步进电机6的驱动下沿中轴旋转，从而达到情节的效果。

上述实施例采用激光定位器4为arduinopostingircamera模块。安装在喷嘴3和热床的延伸部区域中，作为定位微调措施。

所述负压产生装置9可通过φ3的连接吸管连接至吸气装置，从而产生负压，将存留在针头内的材料残余吸出，增大清洁效率。

安装有上述实施例的3d打印机作业过程如下：

步骤1、执行打印任务，获得打印样品2；

步骤2、打印完成后根据预设程序调整坐标；

步骤3、激光定位器微调坐标；

步骤4、热床z轴调整，针头插入喷嘴；

步骤5、执行清洁程序；

步骤6、清洁完成，拔出针头，喷嘴归位。

其中，清洁程序包括步骤：

1.喷头移动到规定位置，程序性移位并粗略微调；

2.激光定位器开启，进行三点对焦，精确定位；

3.z轴移动，热床上移，使得针头插入喷嘴；

4.负压装置启动，喷头内产生负压，吸出残余物，同时针头开始快速旋转并持续十秒左右。

上述实施例的3d打印机喷头清洁一体化热床通过对于打印机主板的编程，可设置令打印机在完成一次打印作业之后自动寻位至热床上一体化设计的清洁针上并对齐；再通过移动热床的z轴高度，令清洁针插入喷头内；随即启动步进电机进行旋转清洁，持续一段时间后拔出，有效地清洁喷头内部残余的打印材料，防止其瘀堵在喷嘴内影响下一次打印，机构简单、方便快捷。上述实施例可应用于各种需要进行全自动喷头清洁工作的3d打印机，另外，上述程序本领域技术人员可根据需要编制并在打印机的主控部分运行，具体程序可采用现有技术实现，并不存程序或协议的改进。

综上所述，本实用新型具有如下有益效果：

1.采用一体化设计，便于保存和对应使用的喷嘴的针头。

2.无人操作，节省人力。

3.可以进行人员所不能忍受的高温下操作；在高温下，材料依旧呈流体，便于清洁。

4.采用激光定位的方式，极为精准地进行喷头插入清洁，减少断头的风险。

5.采用电机辅助旋转，更大程度地对喷嘴内部进行清洁。提高清洁效率。

6.采用负压生成器辅助，在喷嘴内部产生负压，可以直接将半融化半凝固的参与材料从喷头中吸出，提高了清洁效率。

7.与打印机的程序兼容，便于在每一次清洁后进行连续打印工作。

8.拆卸方便，易于更换维修配件。

9.电机与3d打印机主板相适配，便于统一控制。

本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。