一种用于3D打印机的浆料挤出喷头及控制装置的制作方法

本实用新型技术涉及应用于3d打印机的浆料挤出喷头及其控制装置。

背景技术：

目前的3d打印机的浆料挤出，主要是将浆料通过步进电机控制螺杆旋转挤出。采用步进电机控制螺杆旋转挤出浆料的方法，因步进电机控制的螺杆在收到停止打印的指令后继续惯性挤出，致使浆料挤出不精确，有比较严重的拖尾现象，对打印的质量产生了非常大的负面影响。

技术实现要素：

本发明的主要目的是：提供一种用于3d打印机的浆料挤出喷头及控制装置，用以配合目前市面主流3d打印机技术，设计了挤出量大、能精确控制浆料流量输出、性能更优良的浆料3d打印机。

为了实现上述目的，本实用新型采用的方案是：在3d打印机上设置基于气动控制浆料挤出装置，该装置连接浆料输料管，将浆料置入密封的气动压力容器内，输料管与压力容器连接，压力容器与空压机连接；根据拟3d打印的模型设计出3d打印机的浆料挤出控制代码，通过数字芯片控制元件来控制气动元件、浆料挤出控制器和压力容器内的气压，利用控制压力的气体将浆料经输料管道输出到3d打印机的喷头上，喷头内的顶针式阀门通过控制代码实现浆料打印的输出控制，并通过机械臂准确控制打印喷头位置，从而使浆料从3d打印喷头精准输出。

该用于3d打印的浆料挤出控制装置，由3d打印机的浆料挤出控制代码、机械臂、3d打印喷头、浆料挤出控制器、风扇、加热棒、气动元件、输料管、储存浆料的压力容器、压力表、输气管、空压机、数字芯片控制元件等构成，其特征在于：机械臂控制打印喷头位置，在打印喷头上设置了顶针式的气动开关，喷头连接输料管，根据拟打印的3d模型设计出3d打印机的浆料挤出控制代码，通过数字芯片控制元件来控制气动元件、浆料挤出控制器和作用于存储浆料的压力容器内的气压，使浆料经输料管道从3d打印喷头精准输出。

所述的浆料3d打印机的数字芯片控制元件，它由传感器、浆料挤出控制代码、存储器、控制器、时序脉冲发生器等构成。

本实用新型具有以下效果：

1.应用本实用新型设计的3d打印机的浆料挤出喷头及控制装置，可以有效避免浆料3d打印时打印喷头的拖尾现象，实现对浆料的精准输出控制，使打印一些结构复杂的器具（比如异形陶瓷器具）成为可能。

2.应用本实用新型设计的3d打印机的浆料挤出喷头及控制装置，可用于打印较大型（2-3米高）的3d器具。

3.应用本实用新型设计的3d打印机的浆料挤出喷头及控制装置，由计算机控制3d打印机调整为由数字芯片控制元件控制3d打印机，有利于大幅度降低生产设备的成本。

4.应用本实用新型设计的3d打印机的浆料挤出喷头及控制装置，其结构简单，易于制造，可形成规模化、产业化发展。

附图说明

图1是本实用新型在3d打印机上的连接示意图。

图2是本实用新型的打印机喷头的局部放大图。

具体实施方式

本实用新型的3d打印机的浆料挤出喷头及控制装置，由数字芯片控制元件（4）、3d打印机的浆料挤出控制代码存储卡（14）、3d打印机喷头（1）、喷头内的顶针式阀门（16）、喷头的喷嘴（12）、机械臂（15）、步进电机（19）、浆料挤出控制器（3）、风扇（11）、加热棒（10）、气动元件（9）、输料管（2）、储存浆料的压力容器（5）、浆料（8）、压力表（13）、气压传感器（18）、输气管（7）、空压机（6）等构成。

在3d打印机喷头（1）上设置有若干个小风扇（11）和加热棒（10），便于浆料（8）的快速定型，喷头（1）内设置了用于启闭浆料（8）输送的顶针式阀门（16），在3d打印机喷头（1）上设置了用聚四氟乙烯材料制成的喷嘴（12），便于在打印过程中打印喷头（1）不沾浆料（8）。

将浆料（8）置于压力容器（5）内，在压力容器（5）上连接了压力表（13）、气压传感器（18）、输气管（7）和输料管（2），空压机（6）与输气管（7）和输气管（17）连接。输气管（7）与压力容器（5）连接，气压作用于浆料（8），将浆料（8）经输料管（2）送至打印机喷头（1）。输气管（17）与气动元件（9）连接后，再与打印机喷头（1）连接，气动元件（9）通过控制输气管（17）的气体进出，用以控制打印机喷头（1）内的顶针式阀门（16）的启闭动作。输料管（2）与浆料挤出控制器（3）连接后，再与打印机喷头（1）连接。

将控制代码存储卡（14）置于数字芯片控制元件（4）内，数字芯片控制元件（4）分别连接气压传感器（18）、浆料挤出控制器（3）、气动元件（9）和3d打印机喷头（1），用以控制压力容器（5）的气压、浆料挤出控制器（3）的挤出量、气动元件（9）的启闭动作、顶针式阀门（16）的启闭动作和控制步进电机（19）确定3d打印机喷头（1）的打印坐标位置等。

根据拟3d打印的模型用计算机设计出3d打印机的浆料挤出控制代码，将控制代码存储在控制代码存储卡（14）内，并将控制代码存储卡（14）设置在数字芯片控制元件（4）上，通过数字芯片控制元件（4）来分别控制压力容器（5）的气压、浆料挤出控制器（3）、气动元件（9）、顶针式阀门（16）和3d打印机喷头（1）。当实施打印动作时，3d打印机喷头（1）上的风扇（11）和加热棒（10）同时启动，3d打印机喷头（1）根据数字芯片控制元件（4）的打印指令，通过步进电机（19）和机械臂（15）到达指定坐标位置，而后根据数字芯片控制元件（4）的打印指令，气动元件（9）的阀门开启，顶针式阀门（16）开启，浆料（8）通过浆料挤出控制器（3），经输料管（2）输送到3d打印机喷头（1），再经喷嘴（12）精准输出。当实施打印停止或暂停时，3d打印机喷头（1）上的加热棒（10）先关闭，风扇（11）继续延时工作，待加热棒（10）冷却后，风扇（11）停止工作。同时，气动元件（9）根据数字芯片控制元件（4）的打印指令将阀门关闭，继而顶针式阀门（16）关闭，浆料（8）停止输送，3d打印机喷头（1）根据数字芯片控制元件（4）的停止指令，通过步进电机（19）和机械臂（15）到达指定坐标位置，等待继续打印的指令。

技术特征：

1.一种用于3d打印机的浆料挤出喷头及控制装置，其特征在于：包括数字芯片控制元件、3d打印机的浆料挤出控制代码、3d打印机喷头、喷头移动连杆、浆料挤出控制器、风扇、加热棒、气动元件、输料管、储存浆料的压力容器、压力表、输气管、空压机、顶针式的气动启闭阀门、不沾浆料的打印机喷头喷嘴；所述的3d打印机喷头上设置了顶针式的气动启闭阀门、风扇、加热棒和不沾浆料的打印机喷头喷嘴。

2.根据权利要求1所述的一种用于3d打印机的浆料挤出喷头及控制装置，其特征在于：所述顶针式的气动启闭阀门启闭状态由数字芯片控制元件控制。

3.根据权利要求1所述的一种用于3d打印机的浆料挤出喷头及控制装置，其特征在于：所述数字芯片控制元件集成了控制气动元件、浆料挤出控制器、存储浆料的压力容器的气压、喷头移动连杆、3d打印机喷头的启闭状态、风扇、加热棒等3d打印机的控制指令代码。

4.根据权利要求1所述的一种用于3d打印机的浆料挤出喷头及控制装置，其特征在于：所述风扇固定在3d打印机喷头上。

5.根据权利要求1所述的一种用于3d打印机的浆料挤出喷头及控制装置，其特征在于：所述加热棒固定在3d打印机喷头上。

6.根据权利要求1所述的一种用于3d打印机的浆料挤出喷头及控制装置，其特征在于：所述不沾浆料的打印机喷头喷嘴由含聚四氟乙烯的材料制作。

技术总结
一种用于3D打印机的浆料挤出喷头及控制装置，由数字芯片控制元件、3D打印机的浆料挤出控制代码、3D打印机喷头、机械臂、浆料挤出控制器、风扇、加热棒、气动元件、输料管、储存浆料的压力容器、压力表、输气管、空压机等构成，其特征在于：在3D打印机喷头上设置了顶针式的气动启闭阀门，喷头连接输料管，根据拟打印的3D模型设计出3D打印机的浆料挤出控制代码，通过数字芯片控制元件来控制气动元件、浆料挤出控制器、存储浆料的压力容器的气压、打印机喷头的位移连杆、打印机喷头的启闭开关、风扇、加热棒等，使浆料根据控制代码的指令经输料管道从3D打印喷头精准输出。

技术研发人员：朱晓峰;刘星毅;熊宾;农国才;刘星鹏
受保护的技术使用者：广西师范大学;钦州市钦南区智祥科技有限公司;刘星毅
技术研发日：2019.09.20
技术公布日：2020.12.22