本發(fā)明涉及一種3D打印技術(shù)領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種防堵塞3D打印噴頭裝置。

背景技術(shù)：

熔絲沉積成型是目前發(fā)展最為迅速、最有前途的3D打印快速成型技術(shù)。熔融沉積成型的工作原理是將熱熔性材料，如ABS，先通過加熱器熔化抽成絲狀供后，F(xiàn)DM成型設(shè)備通過送絲機(jī)構(gòu)將絲狀打印材料送進(jìn)熱熔噴頭，在噴頭內(nèi)被加熱融化，噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運(yùn)動(dòng)，將半流動(dòng)狀態(tài)的材料按照加工產(chǎn)品CAD分層數(shù)據(jù)控制的路徑擠出并沉積在指定的位置凝固成形，并與周圍的材料粘結(jié)，層層堆積成型。每一個(gè)層片都是在上一層上堆積而成，上一層對(duì)當(dāng)前層起到定位和支撐的作用，所以FDM等工藝被稱為3D打印成型技術(shù)。熔融擠出成型(FDM)工藝的材料一般是熱塑性材料，通過送絲機(jī)構(gòu)以絲狀供料。

熔絲沉積成型機(jī)構(gòu)包括三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、送絲機(jī)構(gòu)、打印噴頭及控制機(jī)構(gòu)。其中，送絲結(jié)構(gòu)通過電機(jī)將絲狀的打印材料送入打印噴頭融化進(jìn)行打?。淮蛴婎^中的加熱裝置將送絲機(jī)構(gòu)送入的絲狀打印材料加熱到熔融態(tài)，然后再送絲機(jī)構(gòu)未融化材料的擠壓力下擠出打印噴頭沉積到上一層產(chǎn)品上冷卻成型。目前，基于FDM技術(shù)的3D打印機(jī)在使用過程中經(jīng)常遇到線材膨脹造成堵塞的問題，究其原因主要在于，塑料絲受熱后在噴頭熱端處融化，同時(shí)由于熱傳導(dǎo)的作用，熱量會(huì)隨著線材向上傳遞，引起熱端上方的線材膨脹，線材膨脹后與內(nèi)襯產(chǎn)生巨大摩擦力，造成送絲困難的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種防堵塞3D打印噴頭裝置，其能夠有效的擴(kuò)散傳遞至散熱管的熱量，通過散熱管的管壁內(nèi)填充導(dǎo)熱材料，進(jìn)一步的提高將散熱管內(nèi)熱量導(dǎo)出的效率，上管由鋁合金材料制成，鋁合金材料具有一定硬度以使散熱管與所述隔熱機(jī)構(gòu)固定連接的同時(shí)，其是熱的良導(dǎo)體，不影響散熱管熱量的導(dǎo)出，中管包括不銹鋼殼體和氣凝膠，其均為熱的不良導(dǎo)體而且通過將氣凝膠固設(shè)于不銹鋼殼體內(nèi)在增加隔熱的效果的同時(shí)有利于上管和下管與中管之間的固定，下管為紫銅材料，其熱導(dǎo)系數(shù)非常高不影響加熱塊熱量的傳遞，送風(fēng)機(jī)構(gòu)而設(shè)置在有效降低散熱片周圍聚集的熱量的同時(shí)，通過排風(fēng)支管、排風(fēng)總管、以及噴嘴的設(shè)置能夠有效促使從所述噴頭擠出的材料成型。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種防堵塞3D打印噴頭裝置，包括從上至下依次可拆卸連接并同軸設(shè)置的散熱機(jī)構(gòu)、導(dǎo)料管、隔熱機(jī)構(gòu)、加熱塊和噴頭；

所述隔熱機(jī)構(gòu)包括一體成型并連通的上管、中管和下管，所述上管和下管外周均具有外螺紋；

所述散熱機(jī)構(gòu)包括散熱管、沿所述散熱管外壁周向間距設(shè)置的多個(gè)散熱片，其中，所述散熱管靠近所述隔熱機(jī)構(gòu)的一端具有凹槽，所述上管插入所述凹槽以與所述散熱管螺接，所述散熱管遠(yuǎn)離所述隔熱機(jī)構(gòu)的一端向內(nèi)縮合形成縮口；

所述導(dǎo)料管的一端插入到所述散熱管內(nèi)并與所述縮口貼合，另一端抵接于所述中管的上表面；

所述加熱塊上表面向下凹陷形成容置槽，所述加熱塊下表面向上凹陷形成通孔，所述容置槽底面與所述通孔頂面相通，其中，所述下管插入所述容置槽以與所述加熱塊螺接，所述噴頭一端插入所述通孔以與所述加熱塊螺接；

還包括送風(fēng)機(jī)構(gòu)，其包括罩設(shè)于所述散熱管外周的長方體形送風(fēng)罩、固設(shè)于所述送風(fēng)罩一側(cè)面的風(fēng)機(jī)、以及固設(shè)于所述加熱塊下表面的噴嘴，其中，所述散熱片位于所述散熱管和送風(fēng)罩形成的空間內(nèi)，所述送風(fēng)罩遠(yuǎn)離所述風(fēng)機(jī)的一側(cè)間距設(shè)置多個(gè)排風(fēng)孔，至少三個(gè)排風(fēng)孔均連接一排風(fēng)支管，至少三個(gè)排風(fēng)支管連接一排風(fēng)總管，所述排風(fēng)總管與所述噴嘴連通，以使氣流經(jīng)過所述噴嘴朝向所述噴頭的出料口；

其中，所述上管的管壁由鋁合金材料制成，所述下管的管壁由紫銅材料制成，所述中管的管壁包括不銹鋼殼體、以及填充在所述殼體內(nèi)的氣凝膠；

所述縮口、導(dǎo)料管、中管、下管、以及噴頭的孔徑相同，并依次連通；

所述散熱管管壁為中空結(jié)構(gòu)，厚度為2-3mm，所述散熱管的管壁內(nèi)填充導(dǎo)熱材料。

優(yōu)選的是，從上至下散熱片的厚度依次遞增，從上至下任意相鄰兩個(gè)散熱片之間的距離依次遞減。

優(yōu)選的是，所述容置槽的高度為0.5-1cm，所述通孔的高度為3-4cm。

優(yōu)選的是，所述導(dǎo)料管由聚四氟乙烯材料制成。

優(yōu)選的是，所述噴嘴包括豎直固接于所述導(dǎo)熱塊下表面的弧形固定墊、豎直固接于所述固定墊下端的弧形隔熱腔、以及固接于所述隔熱腔下端并朝向噴嘴的出料口傾斜設(shè)置的導(dǎo)流腔，其中，所述隔熱腔內(nèi)填充質(zhì)量比為2：1：2的玻璃纖維、石棉和巖棉的混合物，所述導(dǎo)流腔靠近所述噴嘴的出料口的一端間距設(shè)置多個(gè)出氣孔。

優(yōu)選的是，所述排風(fēng)支管均與位于所述送風(fēng)罩側(cè)面上部的排風(fēng)孔連通。

優(yōu)選的是，所述導(dǎo)熱材料為導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱膏、散熱油中的一種。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：

第一、本發(fā)明所述的防堵塞3D打印噴頭裝置中通過散熱機(jī)構(gòu)的使用，能夠有效的擴(kuò)散傳遞至散熱管的熱量，所述散熱管的管壁內(nèi)填充導(dǎo)熱材料，進(jìn)一步的提高將散熱管內(nèi)熱量導(dǎo)出的效率，隔熱機(jī)構(gòu)包括一體成型并連通的上管、中管和下管，其中，上管插入所述散熱管的凹槽內(nèi)，其由鋁合金材料制成，鋁合金材料具有一定硬度以使散熱管與所述隔熱機(jī)構(gòu)固定連接的同時(shí)，其是熱的良導(dǎo)體，不影響散熱管熱量的導(dǎo)出，中管包括不銹鋼殼體和氣凝膠，其均為熱的不良導(dǎo)體而且通過將氣凝膠固設(shè)于不銹鋼殼體內(nèi)在增加隔熱的效果的同時(shí)有利于上管和下管與中管之間的固定，所述下管為紫銅材料，其熱導(dǎo)系數(shù)非常高不影響加熱塊熱量的傳遞，送風(fēng)機(jī)構(gòu)而設(shè)置在有效降低散熱片周圍聚集的熱量的同時(shí)，通過排風(fēng)支管、排風(fēng)總管、以及噴嘴的設(shè)置能夠有效促使從所述噴頭擠出的材料成型。

第二、本發(fā)明所述因?yàn)樯峁苁軣岵痪鶆颍拷黾訜釅K的一端的溫度遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)離所述加熱塊的一端，散熱片的厚度和間距的設(shè)置能夠運(yùn)用最少量的散熱片達(dá)到最好的散熱效果。

第三、本發(fā)明所述加熱塊中容置槽和通孔高度的設(shè)置在起到承上啟下的固定作用的同時(shí)，能夠有效的利用加熱塊作用于所述噴頭內(nèi)的耗材，提高加熱塊熱量的使用效率。

第四、本發(fā)明所述導(dǎo)料管使用聚四氟乙烯材料制成，有效的降低了耗材與導(dǎo)料管內(nèi)壁之間的摩擦力，避免耗材在所述導(dǎo)料管內(nèi)移動(dòng)困難的問題。

第五、本發(fā)明所述噴嘴固設(shè)于所述導(dǎo)熱塊下表面，所述隔熱腔的設(shè)置能夠有效的避免導(dǎo)熱塊的的熱量傳遞至導(dǎo)流腔，以影響導(dǎo)流腔內(nèi)氣體的溫度。

第六、本發(fā)明所述位于所述送風(fēng)罩側(cè)面上部的排風(fēng)孔中排出的空氣的溫度明顯的低于位于所述送風(fēng)罩側(cè)面下部的排風(fēng)孔中排出的空氣，以更好的促使所述噴頭擠出的材料成型。

本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述防堵塞3D打印噴頭裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述防堵塞3D打印噴頭裝置的結(jié)構(gòu)拆分圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。

應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。

如圖1-2所示，本發(fā)明提供一種防堵塞3D打印噴頭4裝置，包括從上至下依次可拆卸連接并同軸設(shè)置的散熱機(jī)構(gòu)1、導(dǎo)料管5、隔熱機(jī)構(gòu)2、加熱塊3和噴頭4，其特征在于；

所述隔熱機(jī)構(gòu)2包括一體成型并連通的上管20、中管21和下管22，所述上管20和下管22外周均具有外螺紋；

所述散熱機(jī)構(gòu)1包括散熱管10、沿所述散熱管10外壁周向間距設(shè)置的多個(gè)散熱片11，其中，所述散熱管10靠近所述隔熱機(jī)構(gòu)2的一端具有凹槽12，所述上管20插入所述凹槽12以與所述散熱管10螺接，所述散熱管10遠(yuǎn)離所述隔熱機(jī)構(gòu)2的一端向內(nèi)縮合形成縮口13；

所述導(dǎo)料管5的一端插入到所述散熱管10內(nèi)并與所述縮口13貼合，另一端抵接于所述中管21的上表面；

所述加熱塊3上表面向下凹陷形成容置槽30，所述加熱塊3下表面向上凹陷形成通孔31，所述容置槽30底面與所述通孔31頂面相通，其中，所述下管22插入所述容置槽30以與所述加熱塊3螺接，所述噴頭4一端插入所述通孔31以與所述加熱塊3螺接；

還包括送風(fēng)機(jī)61構(gòu)，其包括罩設(shè)于所述散熱管10外周的長方體形送風(fēng)罩60、固設(shè)于所述送風(fēng)罩60一側(cè)面的風(fēng)機(jī)61、以及固設(shè)于所述加熱塊3下表面的噴嘴62，其中，所述散熱片11位于所述散熱管10和送風(fēng)罩60形成的空間內(nèi)，所述送風(fēng)罩60遠(yuǎn)離所述風(fēng)機(jī)61的一側(cè)間距設(shè)置多個(gè)排風(fēng)孔63，至少三個(gè)排風(fēng)孔63均連接一排風(fēng)支管64，至少三個(gè)排風(fēng)支管64連接一排風(fēng)總管65，所述排風(fēng)總管65與所述噴嘴62連通，以使氣流經(jīng)過所述噴嘴62朝向所述噴頭4的出料口；

其中，所述上管20的管壁由鋁合金材料制成，所述下管22的管壁由紫銅材料制成，所述中管21的管壁包括不銹鋼殼體210、以及填充在所述殼體210內(nèi)的氣凝膠211；

所述縮口13、導(dǎo)料管5、中管21、下管22、以及噴頭4的孔徑相同，并依次連通；

所述散熱管10管壁為中空結(jié)構(gòu)，厚度為2-3mm，所述散熱管10的管壁內(nèi)填充導(dǎo)熱材料。

在上述技術(shù)方案中，將所述散熱機(jī)構(gòu)1通過散熱管10的上端組裝在3D打印機(jī)上，具體方式可以為卡設(shè)，所述散熱管10外壁周向間距設(shè)置的多個(gè)散熱片11，所述散熱管10遠(yuǎn)離所述隔熱機(jī)構(gòu)2的上端向內(nèi)縮合形成縮口13，所述導(dǎo)料管5的一端插入到所述散熱管10內(nèi)并與所述縮口13貼合，所述散熱管10靠近所述隔熱機(jī)構(gòu)2的一端具有凹槽12，該凹槽12為中空?qǐng)A柱狀結(jié)構(gòu)并具有與所述隔熱機(jī)構(gòu)2的上管20的外螺紋相配合的內(nèi)螺紋，隔熱機(jī)構(gòu)2的上管20插入凹槽12以與所述散熱管10螺接，螺接后隔熱機(jī)構(gòu)2的中管21的上表面將所述導(dǎo)料管5的下端抵緊；

所述容置槽30具有與所述隔熱機(jī)構(gòu)2的下管22的外螺紋相配合的內(nèi)螺紋，隔熱機(jī)構(gòu)2的下管22插入容置槽30以與所述加熱塊3螺接，所述加熱塊3下表面向上凹陷形成通孔31，所述噴頭4一端插入所述通孔31以與所述加熱塊3螺接，所述噴頭4插入所述通孔31的一端具有與所述通孔31的外螺紋相螺接的內(nèi)螺紋，所述加熱塊3上設(shè)有加熱裝置和熱敏電阻，利用加熱裝置將加熱塊3加熱，熱敏電阻測(cè)得加熱塊3的溫度，并由熱敏電阻負(fù)責(zé)把實(shí)時(shí)的溫度反饋給控制系統(tǒng)，以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)加熱塊溫度；

送風(fēng)機(jī)61構(gòu)，其包括罩設(shè)于所述散熱管10外周的長方體形送風(fēng)罩60、固設(shè)于所述送風(fēng)罩60一側(cè)面的風(fēng)機(jī)61、以及固設(shè)于所述加熱塊3下表面的噴嘴62，其中，所述送風(fēng)罩60的高度小于所述散熱管10的長度，且兩端不與所述散熱管10的兩端不再同一平面上，所述風(fēng)機(jī)61的轉(zhuǎn)動(dòng)由外加電機(jī)控制，以朝所述送風(fēng)罩60內(nèi)送風(fēng)，所述送風(fēng)罩60遠(yuǎn)離所述風(fēng)機(jī)61的一側(cè)間距設(shè)置多個(gè)排風(fēng)孔63，至少三個(gè)排風(fēng)孔63均連接一排風(fēng)支管64，至少三個(gè)排風(fēng)支管64連接一排風(fēng)總管65，所述排風(fēng)支管64位于所述送風(fēng)罩60的內(nèi)側(cè)，所述排風(fēng)總管65與所述噴嘴62連通，以使氣流經(jīng)過所述噴嘴62朝向所述噴頭4的出料口；

所述上管20的管壁由鋁合金材料制成，所述下管22的管壁由紫銅材料制成，所述上管20和所述下管22的管壁均為實(shí)心結(jié)構(gòu)，所述中管21的管壁包括不銹鋼殼體210、以及填充在所述殼體210內(nèi)的氣凝膠211；

所述縮口13、導(dǎo)料管5、中管21、下管22、以及噴頭4的孔徑相同，并依次連通；

所述散熱管10管壁為中空結(jié)構(gòu)，厚度為2-3mm，所述散熱管10的管壁內(nèi)填充導(dǎo)熱材料。

使用過程中，用于打印的絲狀材料穿過導(dǎo)料管5，到達(dá)隔熱機(jī)構(gòu)2，通過隔熱機(jī)構(gòu)2到達(dá)加熱塊3內(nèi)的噴頭4，用于打印的絲狀材料在加熱塊3的作用下融化成液體，熔化的材料絲通過噴頭4擠出，噴頭4沿零件的每一截面的輪廓準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)，擠出半流動(dòng)的熱塑材料沉積固化成精確的實(shí)際部件薄層，覆蓋于已建造的零件之上，并迅速凝固，每完成一層成型，工作臺(tái)便下降一層高度，噴頭4再進(jìn)行下一層截面的掃描噴絲，如此反復(fù)逐層沉積，直到最后一層，這樣逐層由底到頂?shù)囟逊e成一個(gè)實(shí)體模型或零件，其中，圖2中噴頭和噴嘴部分未展示出，在打印機(jī)打印工作的過程中，電機(jī)帶動(dòng)風(fēng)機(jī)61轉(zhuǎn)動(dòng)，已將散熱片11上的熱量帶走，并且氣流依次通過排風(fēng)孔到達(dá)排風(fēng)支管64，排風(fēng)總管65而經(jīng)過所述噴嘴62的導(dǎo)流腔622通過出氣孔朝向所述噴頭4的噴氣。

在另一種技術(shù)方案中，散熱片11水平設(shè)置于所述散熱管10周向，并上下間距設(shè)置，從上至下散熱片11的厚度依次遞增，從上至下任意相鄰兩個(gè)散熱片11之間的距離依次遞減，即靠近隔熱機(jī)構(gòu)2的散熱片11分布的更為緊湊，且厚度更厚一些。采用這種技術(shù)方案，由于散熱管10和導(dǎo)料管5靠近所述加熱塊3的一端的溫度要遠(yuǎn)大于其遠(yuǎn)離所述加熱塊3的一端的溫度，散熱片11分布的更為緊湊，且厚度更厚一些，能夠起到更好的散熱效果，且運(yùn)用最少量的散熱片11達(dá)到最好的散熱效果。

在另一種技術(shù)方案中，所述容置槽30的高度為0.5-1cm，所述通孔31的高度為3-4cm。采用這種技術(shù)方案，所述加熱塊3中容置槽30和通孔31高度的設(shè)置在起到承上啟下的固定作用的同時(shí)，能夠有效的利用加熱塊3作用于所述噴頭4內(nèi)的耗材，提高加熱塊3熱量的使用效率

在另一種技術(shù)方案中，所述導(dǎo)料管5由聚四氟乙烯材料制成。采用這種技術(shù)方案，有效的降低了耗材與導(dǎo)料管5內(nèi)壁之間的摩擦力，避免耗材在所述導(dǎo)料管5內(nèi)移動(dòng)困難的問題

在另一種技術(shù)方案中，所述噴嘴62包括豎直固接于所述導(dǎo)熱塊下表面的弧形固定墊620、豎直固接于所述固定墊620下端的弧形隔熱腔621、以及固接于所述隔熱腔621下端并朝向噴嘴62的出料口傾斜設(shè)置的導(dǎo)流腔622，其中，所述隔熱腔621內(nèi)填充質(zhì)量比為2：1：2的玻璃纖維、石棉和巖棉的混合物，所述導(dǎo)流腔622靠近所述噴嘴62的出料口的一端間距設(shè)置多個(gè)出氣孔。采用這種技術(shù)方案，所述噴嘴62固設(shè)于所述導(dǎo)熱塊下表面，所述隔熱腔621的設(shè)置能夠有效的避免導(dǎo)熱塊的的熱量傳遞至導(dǎo)流腔622，以影響導(dǎo)流腔622內(nèi)氣體的溫度

在另一種技術(shù)方案中，所述排風(fēng)支管64均與位于所述送風(fēng)罩60側(cè)面上部的排風(fēng)孔63連通。采用這種技術(shù)方案，所述位于所述送風(fēng)罩60側(cè)面上部的排風(fēng)孔63中排出的空氣的溫度明顯的低于位于所述送風(fēng)罩60側(cè)面下部的排風(fēng)孔63中排出的空氣，以更好的促使所述噴頭4擠出的材料成型

在另一種技術(shù)方案中，所述導(dǎo)熱材料為導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱膏、散熱油中的一種。采用這種技術(shù)方案，導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱膏、散熱油均為熱的良導(dǎo)體。

這里說明的設(shè)備數(shù)量和處理規(guī)模是用來簡(jiǎn)化本發(fā)明的說明的。對(duì)本發(fā)明防堵塞3D打印噴頭裝置的應(yīng)用、修改和變化對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。

盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。