一种3D打印机挤出喷头系统及3D打印机改造方法与流程

本发明涉及3d打印机，具体为一种3d打印机挤出喷头系统及3d打印机改造方法。

背景技术：

1、3d打印是一种通过特定喷头将材料或能量以挤出、喷射或发射的形式按照预定的轨迹传递到一个成型平台上，通过逐层累积最终获得三维模型的过程。常见的3d打印材料有abs、pla等热塑性材料，材料在喷头内被加热熔化，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，沉积在打印平台上或者前一层已经固化的材料上，温度低于固化温度后开始固化，通过材料的层层堆积形成最终的成品。

2、现有的3d打印机，型号规格多种多样，但是大都数3d打印机均采用普通喷头，但是由于普通喷头结构的限制，热熔温度低，打印速度及稳定性较差，使用场合及范围受限。

3、同时，现有的3d打印机，由于使用限制，使用率不高，易造成资源浪费；而3d打印机中的普通喷头与其3d打印控制系统是相适配的，若对现有的3d打印机进行改造，存在成本高、难度大、操作不便的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：提供一种3d打印机挤出喷头系统及3d打印机改造方法，以解决以上缺陷。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种3d打印机挤出喷头系统，包括高频挤出喷头装置和高频加热控制终端，所述高频挤出喷头装置，包括自上而下依次串联的导热喉管、融料管和出料嘴，所述融料管外壁上设置有电偶安装孔并安装有热电偶元件，所述融料管外侧设置有高频加热线圈；所述高频加热控制终端，包括有终端盒体以及安装有终端盒体内的高频加热控制系统和模拟温度输出模块，所述热电偶元件、高频加热线圈及模拟温度输出模块均连接在高频加热控制系统上。

4、优选地，所述高频加热线圈外侧设置有筒状热端保护壳，所述筒状热端保护壳底部设置有出料孔，所述融料管、高频加热线圈均安装在筒状热端保护壳内，且所述出料嘴贯穿筒状热端保护壳底部的出料孔。

5、优选地，所述筒状热端保护壳上端沿口处设置有三个凹槽，所述热电偶元件后端及所述高频加热线圈的两进出端分别卡合在筒状热端保护壳上端沿口的三个凹槽内。

6、优选地，所述筒状热端保护壳上端处通过螺栓安装有热端压盖，所述热端压盖中心处设置有端盖中心孔，所述导热喉管设置在端盖中心孔中。

7、优选地，所述融料管与高频加热线圈之间设置有保温陶瓷管。

8、优选地，所述导热喉管上端设置有喉管水冷组件，所述喉管水冷组件包括散热水箱、散热水箱盖以及散热片，所述散热水箱盖通过水箱紧固螺丝安装在散热水箱上端开口处，所述散热水箱盖及散热水箱底部中心处均设置有箱盖中心孔，所述导热喉管上端贯穿于散热水箱底部的箱盖中心孔，所述散热片设置在散热水箱内部且安装在导热喉管顶端；所述散热片顶端卡合在散热水箱盖的箱盖中心孔中，或紧贴在散热水箱盖的箱盖中心孔处；所述散热水箱盖上设置有贯通至散热水箱内部的水冷进水管、水冷出水管和水温传感器，所述水冷进水管、水冷出水管和水温传感器均连接在高频加热控制系统上。

9、优选地，所述散热水箱盖与散热水箱上端开口处之间还设置有防水密封圈,所述散热片顶端与散热水箱盖之间设置有防水密封环。

10、优选地，所述散热片由中央的中心管和中心管外壁上等距离设置的若干个环状翼片组成，所述散热片采用铝合金材料一体成型制成。

11、优选地，一种3d打印机改造方法，包括使用上述3d打印机挤出喷头系统，该改造方法，包括如下步骤：

12、s1、现有的3d打印机，其结构包括普通挤出喷头装置、普通供料单元、普通三维运动机构以及普通3d打印控制系统；对于现有的3d打印机，确定其型号，并选择适宜规格的该3d打印机挤出喷头系统；

13、s2、将现有的3d打印机中的普通挤出喷头装置与普通3d打印控制系统之间解除连接，再将普通挤出喷头装置取下，并将该高频挤出喷头装置安装上；

14、s3、将该高频加热控制终端安装在现有的3d打印机上，并将该高频挤出喷头装置与该高频加热控制终端进行连接，再将该高频加热控制终端上的模拟温度输出模块与普通3d打印控制系统进行连接；

15、s4、确定现有的3d打印机的普通挤出喷头装置及普通3d打印控制系统的材料热熔温控范围，确定该高频挤出喷头装置的本次材料热熔温度；然后对该终端盒体上的模拟温度输出模块进行设置，并确保经模拟温度输出模块输出的材料热熔温度在普通3d打印控制系统的材料热熔温控范围内；

16、s5、将该终端盒体连接上电源，再在普通3d打印控制系统中进行3d打印的目标设置，添加3d打印耗材，启动3d打印机并利用终端盒体对高频挤出喷头装置的参数进行微调，待高频挤出喷头装置进行3d打印输出稳定后，即可利用改造后的3d打印机进行稳定的3d打印；至此，对现有的3d打印机进行改造工作全部完成。

17、本发明的有益效果在于：

18、本发明一种3d打印机挤出喷头系统，结构紧凑，通过融料管外侧设置的高频加热线圈对融料管的原料耗材进行加热，具有加热效率高，热熔温度高的特点；通过融料管外壁上设置的热电偶元件，实现对融料管的原料耗材的热熔温度的监测，灵敏度和准确度高。本发明一种3d打印机挤出喷头系统，打印整体稳定性高，打印速度快，应用范围广。本发明一种3d打印机改造方法，能够对现有的大多数3d打印机进行改造，而且无需更换现有的3d打印机的控制系统，并对现有3d打印机的控制系统进行充分利用，改造方便，成本低，难度小，并能够提高3d打印机的使用率。

技术特征：

1.一种3d打印机挤出喷头系统，其特征在于，包括高频挤出喷头装置和高频加热控制终端，所述高频挤出喷头装置，包括自上而下依次串联的导热喉管(12)、融料管(13)和出料嘴(14)，所述融料管(13)外壁上设置有电偶安装孔并安装有热电偶元件(16)，所述融料管(13)外侧设置有高频加热线圈(15)；所述高频加热控制终端，包括有终端盒体(3)以及安装有终端盒体(3)内的高频加热控制系统和模拟温度输出模块，所述热电偶元件(16)、高频加热线圈(15)及模拟温度输出模块均连接在高频加热控制系统上。

2.根据权利要求1所述一种3d打印机挤出喷头系统，其特征在于，所述高频加热线圈(15)外侧设置有筒状热端保护壳(18)，所述筒状热端保护壳(18)底部设置有出料孔，所述融料管(13)、高频加热线圈(15)均安装在筒状热端保护壳(18)内，且所述出料嘴(14)贯穿筒状热端保护壳(18)底部的出料孔。

3.根据权利要求2所述一种3d打印机挤出喷头系统，其特征在于，所述筒状热端保护壳(18)上端沿口处设置有三个凹槽，所述热电偶元件(16)后端及所述高频加热线圈(15)的两进出端分别卡合在筒状热端保护壳(18)上端沿口的三个凹槽内。

4.根据权利要求2所述一种3d打印机挤出喷头系统，其特征在于，所述筒状热端保护壳(18)上端处通过螺栓安装有热端压盖(19)，所述热端压盖(19)中心处设置有端盖中心孔，所述导热喉管(12)设置在端盖中心孔中。

5.根据权利要求2所述一种3d打印机挤出喷头系统，其特征在于，所述融料管(13)与高频加热线圈(15)之间设置有保温陶瓷管(17)。

6.根据权利要求2所述一种3d打印机挤出喷头系统，其特征在于，所述导热喉管(12)上端设置有喉管水冷组件，所述喉管水冷组件包括散热水箱(21)、散热水箱盖(22)以及散热片(11)，所述散热水箱盖(22)通过水箱紧固螺丝(26)安装在散热水箱(21)上端开口处，所述散热水箱盖(22)及散热水箱(21)底部中心处均设置有箱盖中心孔，所述导热喉管(12)上端贯穿于散热水箱(21)底部的箱盖中心孔，所述散热片(11)设置在散热水箱(21)内部且安装在导热喉管(12)顶端；所述散热片(11)顶端卡合在散热水箱盖(22)的箱盖中心孔中，或紧贴在散热水箱盖(22)的箱盖中心孔处；所述散热水箱盖(22)上设置有贯通至散热水箱(21)内部的水冷进水管(23)、水冷出水管(24)和水温传感器(25)，所述水冷进水管(23)、水冷出水管(24)和水温传感器(25)均连接在高频加热控制系统上。

7.根据权利要求6所述一种3d打印机挤出喷头系统，其特征在于，所述散热水箱盖(22)与散热水箱(21)上端开口处之间还设置有防水密封圈(27),所述散热片(11)顶端与散热水箱盖(22)之间设置有防水密封环(28)。

8.根据权利要求6所述一种3d打印机挤出喷头系统，其特征在于，所述散热片(11)由中央的中心管和中心管外壁上等距离设置的若干个环状翼片组成，所述散热片(11)采用铝合金材料一体成型制成。

9.一种3d打印机改造方法，其特征在于，包括使用权利要求1-8中任意一项所述的3d打印机挤出喷头系统，该改造方法，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种3D打印机挤出喷头系统，包括高频挤出喷头装置和高频加热控制终端，高频挤出喷头装置包括自上而下依次串联的导热喉管、融料管和出料嘴，融料管外壁上安装有热电偶元件，融料管外侧设置有高频加热线圈；高频加热控制终端，包括有终端盒体以及高频加热控制系统和模拟温度输出模块，热电偶元件、高频加热线圈及模拟温度输出模块均连接在高频加热控制系统上，整体具有加热效率快，热熔温度高，控制灵敏度和准确度高，3D打印整体稳定性高，打印速度快，应用范围广的特点。本发明还公开了一种3D打印机改造方法，能够对现有3D打印机的控制系统进行充分利用，改造方便，成本低，难度小，并能够提高3D打印机的使用率。

技术研发人员：王少辉,黄静
受保护的技术使用者：合肥启道工业产品设计有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15