三维打印喷头、三维打印机和打印方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及三维打印领域，具体地说，是涉及一种FDM类型的三维打印喷头和应用这种三维打印喷头的三维打印机，还涉及这种三维打印机的打印方法。
【背景技术】
[0002]三维打印机又称3D打印机，是一种利用快速成型技术的机器，以数字模型文件为基础，采用成型材料通过逐层打印的方式来构造三维的实体。在打印前，需要利用计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导3D打印机逐层打印。3D打印机在产品制造业获得了广泛的应用。
[0003]通常，3D打印快速成型技术主要包括三种类型:立体雕刻(Stereolithography)、逐层叠加制造(Laminated Object Manufacturing)和选择性沉积塑形(SelectiveDeposit1n Modeling)。
[0004]选择性沉积塑形的基本原理为将三维物体逐层切片而得到每一层横截面的数据信息，基于这些信息将物体制造出来。现有的一种选择性沉积塑形技术是熔融沉积成型(Fused Deposit1n Modeling，FDM)技术。恪融沉积成型技术使用的设备包括至少一个挤压头，挤压头内可以设置一个丝料的进给装置，通过加热元件对挤压头加热后，挤压头能够挤压出熔融的流体材料，挤压出来的材料经冷却凝固后形成固体结构。
[0005]现有的FDM三维打印机大都采用单三维打印喷头，当打印的模型需要彩色成像时，目前通用做法是添加多个三维打印喷头，通过多个三维打印喷头进给不同颜色的材料，继而实现彩色成像。然而这种具有多个三维打印喷头的打印机成本较高，而且多个三维打印喷头均设置在一个导杆上，使得该导杆受重力较大，从而导致导杆容易发生变形，进而导致打印物体精度低，误差较大，而且多三维打印喷头也不利于运输保护，容易遭受损坏。
[0006]申请号为CN201510054483.8的中国发明专利申请公开了一种三维打印机和三维打印方法，主要特征是三维打印机耗材供给电机组件和三维打印喷头之间设置有换线装置，换线装置设置有多个丝料输入端和一个丝料输出端，丝料输出端与三维打印喷头连接，换线装置在每一个丝料输入端和丝料输出端之间连通有一个导孔。这种结构在一定程度提供了多种线材的切换功能，然而换线装置与加热装置为分体式结构，其结构相对复杂，加工成本尚，有待进一步改进。
【发明内容】
[0007]本发明的第一目的是提供一种加热块和丝料切换装置一体化的三维打印喷头。
[0008]本发明的第二目的是提供一种加热块和丝料切换装置一体化的三维打印机。
[0009]本发明的第三目的是提供一种加热块和丝料切换装置一体化的三维打印机的打印方法。
[0010]本发明提供的三维打印喷头包括加热块；喷嘴与加热块连接；加热块具有两个以上的孔槽和腔体；每一个孔槽均与腔体连通；腔体与喷嘴连通。
[0011]由上述方案可见，多个孔槽可以分别容纳不同类型的丝料，实现多种丝料在三维打印过程中的自由切换。
[0012]—个优选的方案是，孔槽的数量为两个，分别为相互分离地设置的第一孔槽和第二孔槽。
[0013]由上述方案可见，第一孔槽、第二孔槽和腔体的加工工艺简单，只需要在加热块上钻孔即可，腔体在实际使用时其两端在一定距离上可以用防散热部件堵塞。第一孔槽和第二孔槽可以分别容纳不同类型的丝料，实现丝料在三维打印过程中的切换。第一孔槽、第二孔槽与加热块为一体化结构，加工成本更低，使用更加方便、合理。腔体、第一孔槽、第二孔槽和喷嘴的连通方式，有利于丝料顺利地进入到腔体内，熔融后由喷嘴挤出。
[0014]—个优选的方案是，第一孔槽、第二孔槽的延伸方向均与加热块的高度方向平行；腔体的延伸方向与加热块的高度方向垂直。
[0015]由上述方案可见，第一孔槽和第二孔槽更加容易加工，且丝料更容易在孔槽内移动。
[0016]—个优选的方案是，三维打印喷头还具有第一固定件、第一连接件、第二固定件和第二连接件；第一连接件两端分别与第一固定件和第一孔槽可拆卸地连接；第二连接件分别与第二固定件和第二孔槽可拆卸地连接。
[0017]由上述方案可见，三维打印喷头在使用时，一般会在加热块上的管道安装隔热部件，隔热部件可以由铁氟龙材料制成，在申请号为CN201410705688.3的中国发明专利申请中对此进行了详细描述，这种铁氟龙材料在使用一定时间后容易发生劳损，当铁氟龙失去应有的功能后，就需要更换新的铁氟龙材料，而可拆卸地连接方式能够使得这种更换过程便得十分容易。
[0018]进一步优选的方案是，第一孔槽内和第二孔槽内均具有内螺纹；第一固定件和第二固定件内均具有内螺纹；第一连接件和第二连接件均具有外螺纹。
[0019]由上述方案可，螺纹连接配合的方式的加工成本低，实现可拆卸连接，另外，从上述的CN201410705688.3文本中公开的内容来看，铁氟龙材料与加热块的间隔距离的调整具有重要的意义，而螺纹连接能够实现这种间隔距离的微小调节，从而根据实际需求把间隔距离控制在最佳位置。
[0020]本发明提供的三维打印机包括三维打印喷头，三维打印喷头包括加热块；喷嘴与加热块连接；加热块具有两个以上的孔槽和腔体；每一个孔槽均与腔体连通；腔体与喷嘴连通。
[0021]—个优选的方案是，孔槽的数量为两个，分别为相互分离地设置的第一孔槽和第二孔槽；三维打印机还包括第一丝料、第二丝料、第一进给机构和第二进给机构；第一进给机构和第二进给机构均设置在加热块的上游，第一进给机构用于控制第一丝料的行进速度，第二进给机构用于控制第二丝料的行进速度。
[0022]由上述方案可见，实现不同丝料的切换功能，进给机构能够对丝料的进给速率、进给方向做出调整，使用更加方便、合理。
[0023]进一步优选的方案是，第一孔槽、第二孔槽的延伸方向均与加热块的高度方向平行；腔体的延伸方向与加热块的高度方向垂直。
[0024]另一优选的方案是，三维打印喷头还具有第一固定件、第一连接件、第二固定件和第二连接件；第一连接件两端分别与第一固定件和第一孔槽可拆卸地连接；第二连接件分别与第二固定件和第二孔槽可拆卸地连接；第一孔槽内和第二孔槽内均具有内螺纹；第一固定件和第二固定件内均具有内螺纹；第一连接件和第二连接件均具有外螺纹。
[0025]本发明还提供了一种三维打印机的打印方法，三维打印机包括三维打印喷头，三维打印喷头包括加热块；喷嘴与加热块连接；加热块具有两个以上的孔槽和腔体；每一个孔槽均与腔体连通；腔体与喷嘴连通。三维打印机还包括两种以上的丝料；打印方法依次包括以上步骤:步骤I是获得三维物体数据信息；步骤2是选择一种丝料沿一个孔槽进入到加热块内，在腔体内熔融后经喷嘴挤出；步骤3是当需要更换不同种类的丝料时，选择另一种丝料沿另一个孔槽进入到加热块内，在腔体内熔融后经喷嘴挤出；步骤4是重复步骤3的过程并直至打印命令的结束。
【附图说明】
[0026]图1是本发明三维打印喷头实施例的结构图。
[0027]图2是本发明三维打印喷头实施例的结构分解图。
[0028]图3是本发明三维打印喷头实施例的左视图。
[0029]图4是沿图3中A-A方向的剖视图。
[0030]图5是本发明三维打印机实施例的结构图。
[0031]图6是本发明三维打印机实施例从另一角度观察的结构图。
[0032]图7是本发明三维打印机实施例的结构简图。
[0033]图8是本发明三维打印机实施例的打印方法的流程图。
[0034]以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
【具体实施方式】
[0035]三维打印喷头实施例
如图1、图2和图3所示，本实施例的三维打印喷头具有第一固定件10、第一连接件11、第二固定件12、第二连接件13、加热块14和喷嘴15。加热块14内具有加热件和热电偶，喷嘴15与加热块14可拆卸地连接，可拆卸的方式可以是内外螺纹的配合连接。第一固定件10和第二固定件12内均具有内螺纹，第一连接件11和第二连接件13均具有外螺纹。
[0036]如图4所示，加热块14内具有第一孔槽16、第二孔槽17和腔体18，第一孔槽16、第二孔槽17和腔体18的形状均可以是圆柱形、矩形或椭圆等形状，优选为圆柱形。第一孔槽16内和第二孔槽17内均具有内螺纹。第一孔槽16、第二孔槽17的延伸方向均与加热块14的高度方向(图4箭头的方向)平行，腔体18的延伸方向与加热块14的高度方向垂直。腔体18的延伸长度的方向可以进行相应调节，但是其长度应该确保腔体18至少能够与