一种3D打印喷头及3D打印机

一种3d打印喷头及3d打印机
技术领域
1.本发明属于增材制造技术领域，具体而言，涉及一种3d打印机喷头及3d打印机。


背景技术：

2.增材制造(additivemanufacturing，am)俗称3d打印，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料等耗材，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。相对于传统的，对原材料的加工模式不同，是一种“自下而上”通过材料累加的制造方法，这使得过去受到传统制造方式的约束，而无法实现的复杂结构件制造成为可能。
3.3d颗粒打印是3d打印技术中的一种，与主流的3d丝材打印不同，3d颗粒打印的原料是颗粒状的，经过加热融化，从喷嘴挤出，最后在工作台上逐层叠加打印，形成成品。3d颗粒打印机的喷头作为3d颗粒打印机的核心部件之一，很大程度上决定了成型的质量。
4.目前大多数的3d打印机喷头所具备的原料回抽功能都是为3d丝材打印设计，而这种回抽功能无法满足3d颗粒打印，使得3d颗粒打印在打印一些凹陷时，喷嘴无法阻止原料的流出，大大影响了打印成品的质量。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种可防止打印颗粒原料漏出的3d打印喷头及3d打印机。
6.本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种3d打印喷头，包括上料口、送料管、出料管、喷嘴，所述的出料管内设有可轴向活动的活动轴和可驱动活动轴轴向活动的驱动装置，所述的活动轴上设有堵料部，所述的送料管端部设有与出料管相通的通孔，所述的活动轴上还设有与出料管内壁相贴合的调压活塞，所述的调压活塞、堵料部、出料管之间形成出料通道，所述的堵料部可随活动轴轴向活动使得出料通道与喷嘴相通或阻断，所述的出料通道与喷嘴阻断时，所述的出料管内靠近喷嘴附近可形成负压使得喷嘴上的原料倒吸回出料管内，所述的出料通道与喷嘴相通时，所述的喷嘴可出料打印。
7.利用活动轴的轴向活动带动堵料部活动来阻断或开启出料通道，当堵料部向调压活塞一侧运动直至将出料通道与喷嘴阻断，在出料管内靠近喷嘴的附近形成负压，可将即将溢出或已经溢出喷嘴的原料倒吸回出料管内，防漏效果佳，当堵料部向远离调压活塞一侧运动直至将出料通道与喷嘴相通，喷嘴可正常出料打印。
8.在上述的一种3d打印喷头中，所述的驱动装置包括设置于活动轴一端可驱动其轴向活动的气缸或电缸或液压缸。
9.通过在活动轴端部设置可驱动其轴向活动的驱动机构，如气缸、电缸或液压缸，均可实现此功能。
10.在上述的一种3d打印喷头中，作为另一种方案，所述的驱动装置包括设置于活动轴上的分隔环，所述的分隔环与出料管之间形成第一调节腔和第二调节腔，所述的驱动装
置还包括可推动分隔环向靠近或远离堵料部方向移动的驱动机构。
11.通过在活动轴上设置分隔环，分隔环两侧分别形成第一调节腔和第二调节腔，利用驱动机构来驱动分隔环沿出料管轴向活动，分隔环轴向活动可带动活动轴轴向运动。
12.在上述的一种3d打印喷头中，所述的第一调节腔上设有第一进气口，所述的第二调节腔上设有第二进气口，所述的驱动机构包括设置于第一进气口上的第一风机和设置于第二进气口上的第二风机，所述的第一进风机可将外界大气通入第一进气口，所述的第二进风机可将外界大气通入第二进气口。
13.开启第一风机可将大气通入第一进气口，可增加第一调节腔内的气压以推动分隔环向第二调节腔方向运动，开启第二风机可将大气通入第二进气口，可增加第二调节腔内的气压以推动分隔环向第一调节腔方向运动。
14.在上述的一种3d打印喷头中，所述的调压活塞远离堵料部的一侧与活动轴之间还设有排气腔，所述的排气腔上设有排气口。
15.通过设置排气腔和排气口便于活动轴向远离堵料部的一侧轴向移动，不受气压阻碍。
16.在上述的一种3d打印喷头中，所述的送料管上设有驱动电机，所述的送料管内设有螺杆，所述的驱动电机输出端与螺杆连接，所述的送料管外侧还设有可对其加热的加热线圈。
17.驱动电机用于驱动与其输出端连接的螺杆旋转，螺杆旋转可提高送料效率和融化效果，加热线圈用于对原料进行加热。
18.在上述的一种3d打印喷头中，所述的送料管一侧设有可对其冷却的冷却机构。利用冷却机构对送料管进行快速冷却。
19.在上述的一种3d打印喷头中，所述的冷却机构包括设置于送料管上的支架和设置于支架上的冷却风扇。支架用于安装冷却风扇，冷却风扇用于加快空气流动散热。
20.在上述的一种3d打印喷头中，所述的出料管内设有出料加热棒和温度感应孔。出料加热棒用于原料出料时加热，温度感应孔用于检测出料管及原料温度。
21.本发明的另一目的在于提供一种应用上述3d打印喷头的3d打印机。
22.与现有技术相比，本发明利用活动轴的轴向活动阻断或开启出料通道，堵料部可向调压活塞一侧运动使得出料通道与喷嘴阻断，出料管内靠近喷嘴的附近形成负压，可将即将溢出或已经溢出喷嘴的原料倒吸回出料管内，防漏效果佳，堵料部也可向远离调压活塞一侧运动使得出料通道与喷嘴相通，喷嘴可正常出料打印；通过在活动轴上设置分隔环，并设置驱动机构驱动分隔环带动活动轴轴向活动或者直接驱动活动轴轴向活动；通过第一风机和第二风机通入各自的进气口调节分隔环活动位置，控制简单，且无需长时间驱动，节省能耗；通过设置排气腔和排气口便于活动轴向远离堵料部的一侧轴向移动，不受气压阻碍。
附图说明
23.图1是本发明的简易结构示意图；
24.图2是本发明出料管的简易结构示意图；
25.图中，1、上料口；2、送料管；21、加热线圈；22、通孔；23、螺杆；3、出料管；4、喷嘴；5、
活动轴；51、堵料部；52、调压活塞；6、驱动装置；61、分隔环；62、第一风机；63、第二风机；7、出料通道；8、第一调节腔；81、第一进气口；9、第二调节腔；91、第二进气口；10、排气腔；101、排气口；11、冷却机构；111、支架；112、冷却风扇；12、出料加热棒；13、温度感应孔；14、驱动电机。
具体实施方式
26.以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
27.如图1-2所示，本发明包括上料口1、送料管2、出料管3、喷嘴4，包括上料口、送料管、出料管、喷嘴，所述的出料管内设有可轴向活动的活动轴和可驱动活动轴轴向活动的驱动装置，所述的活动轴上设有堵料部，所述的送料管2端部设有与出料管3相通的通孔22，所述的活动轴5上还设有与出料管3内壁相贴合的调压活塞52，所述的调压活塞52、堵料部51、出料管3之间形成出料通道7，所述的堵料部51可随活动轴5轴向活动使得出料通道7与喷嘴4相通或阻断，所述的出料通道7与喷嘴4阻断时，所述的出料管3内靠近喷嘴4附近可形成负压使得喷嘴4上的原料倒吸回出料管3内，所述的出料通道7与喷嘴4相通时，所述的喷嘴4可出料打印。
28.利用活动轴5的轴向活动带动堵料部51阻断或开启出料通道7，当堵料部51向调压活塞52一侧运动直至将出料通道7与喷嘴4阻断，在出料管3内靠近喷嘴4的附近形成负压，可将即将溢出或已经溢出喷嘴4的原料倒吸回出料管3内，防漏效果佳，当堵料部51向远离调压活塞52一侧运动直至将出料通道7与喷嘴4相通，喷嘴4可正常出料打印。
29.所述的驱动装置6包括设置于活动轴5上的分隔环61，所述的分隔环61与出料管3之间形成第一调节腔8和第二调节腔9，所述的驱动装置6还包括可推动分隔环61向靠近或远离堵料部51方向移动的驱动机构。
30.通过在活动轴5上设置分隔环61，分隔环61两侧分别形成第一调节腔8和第二调节腔9，利用驱动机构来驱动分隔环61沿出料管3轴向活动，分隔环61轴向活动可带动活动轴5轴向运动。
31.所述的第一调节腔8上设有第一进气口81，所述的第二调节腔9上设有第二进气口91，所述的驱动机构包括设置于第一进气口81上的第一风机62和设置于第二进气口91上的第二风机63，所述的第一进风机可将外界大气通入第一进气口81，所述的第二进风机可将外界大气通入第二进气口91。
32.开启第一风机62可将大气通入第一进气口81，可增加第一调节腔8内的气压以推动分隔环61向第二调节腔9方向运动，开启第二风机63可将大气通入第二进气口91，可增加第二调节腔9内的气压以推动分隔环61向第一调节腔8方向运动。
33.所述的调压活塞52远离堵料部51的一侧与活动轴5之间还设有排气腔10，所述的排气腔10上设有排气口101。通过设置排气腔10和排气口101便于活动轴5向远离堵料部51的一侧轴向移动，不受气压阻碍。
34.所述的送料管2上设有驱动电机14，所述的送料管2内设有螺杆23，所述的驱动电机14输出端与螺杆23连接，所述的送料管2外侧还设有可对其加热的加热线圈21。驱动电机14用于驱动与其输出端连接的螺杆23旋转，螺杆23旋转可提高送料效率和融化效果，加热
线圈21用于对原料进行加热。
35.所述的送料管2一侧设有可对其冷却的冷却机构11。利用冷却机构11对送料管2进行快速冷却。所述的冷却机构11包括设置于送料管2上的支架111和设置于支架111上的冷却风扇112。支架111用于安装冷却风扇112，冷却风扇112用于加快空气流动散热。
36.所述的出料管3内设有出料加热棒12和温度感应孔13。出料加热棒12用于原料出料时加热，温度感应孔13用于检测出料管3及原料温度。
37.本发明工作原理：将原料投入上料口1，原料从上料口1落入送料管2内，驱动驱动电机14，驱动电机14输出端带动螺杆23转动，加热线圈21对送料管2加热，送料管2内的原料快速融化并输往出料管3，启动第一风机62，第一风机62将大气通入第一进气口81，第一调节腔8内的气压增大，分隔环61被气体推动向第二调节腔9所在方向运动，活动轴5被分隔环61带动同步轴向运动，活动轴5上的堵料部51推至与出料管3一端内壁相抵，出料通道7与喷嘴4相通，关停第一风机62，送料管2内的原料从通孔22通入出料管3，出料管3内的出料加热棒12继续对原料加热，原料通过出料通道7后从喷嘴4喷出进行打印，若打印完成，则启动第二风机63，第二风机63将大气通入第二进气口91，第二调节腔9内的气压增大，分隔环61被气体推动向第一调节腔8所在方向运动，活动轴5被分隔环61带动同步轴向运动，直至活动轴5上的堵料部51将出料通道7与喷嘴4阻断，关停第二风机63，送料管2内的原料无法送至出料管3，出料管3内靠近喷嘴4的区域形成负压，溢出的原料被倒吸回出料管3内。
38.本发明利用活动轴5的轴向活动带动堵料部51活动来阻断或开启出料通道7，堵料部51可向调压活塞52一侧运动使得出料通道7与喷嘴4阻断，出料管3内靠近喷嘴4的附近形成负压，可将即将溢出或已经溢出喷嘴4的原料倒吸回出料管3内，防漏效果佳，堵料部51也可向远离调压活塞52一侧运动使得出料通道7与喷嘴4相通，喷嘴4可正常出料打印；通过在活动轴5上设置分隔环61，并设置驱动机构驱动分隔环61带动活动轴5轴向活动或者直接驱动活动轴5轴向活动；通过第一风机62和第二风机63通入各自的进气口调节分隔环61活动位置，控制简单，且无需长时间驱动，节省能耗；通过设置排气腔10和排气口101便于活动轴5向远离堵料部51的一侧轴向移动，不受气压阻碍。
39.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。