一種用于熔融沉積成型3d打印機(jī)的防滴漏噴頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于熔融沉積成型3D打印機(jī)的防滴漏噴頭。
技術(shù)背景
[0002]3D打印技術(shù)又稱快速成型(Rapid Prototype)技術(shù)，簡稱RP技術(shù)，根據(jù)成型方式的不同分為選擇性激光燒結(jié)(SLS)，熔融沉積成型(FDM)，光固化成型(SLA)，疊層實(shí)體成型(L0M)等。熔融沉積成型(FDM)快速成型系統(tǒng)與SLA、L0M、SLS系統(tǒng)的最大區(qū)別在于FDM沒有采用激光系統(tǒng)。FDM是將絲狀的熱熔性材料(熱熔絲)加熱熔化，通過帶有一個微細(xì)噴嘴的噴頭擠噴出來。熱熔材料熔化后從噴嘴噴出，沉積在制作面板或者前一層已固化的材料上，溫度低于固化溫度后開始固化，通過材料的層層堆積形成最終成品。
[0003]現(xiàn)有的熔融沉積成型(FDM)3D打印機(jī)普遍存在著噴頭滴漏的問題，噴頭滴漏影響物體表面的光滑程度，降低打印質(zhì)量。噴頭的結(jié)構(gòu)通常是:由導(dǎo)料管、加熱塊、噴嘴、散熱塊和進(jìn)給機(jī)構(gòu)組成。熱熔絲在進(jìn)給機(jī)構(gòu)的推動下通過導(dǎo)料管中的進(jìn)料通道。導(dǎo)料管擁有外螺紋，加熱塊擁有內(nèi)螺紋，導(dǎo)料管套在加熱塊內(nèi)、兩者通過螺紋副連接。導(dǎo)料管底部擁有內(nèi)螺紋孔，噴嘴通過螺紋副安裝在導(dǎo)料管底端中心。加熱塊通電后升溫，熔化導(dǎo)料管內(nèi)的熱熔絲，熔化后的熱熔絲在進(jìn)給送料機(jī)構(gòu)的持續(xù)推動下從噴嘴噴出。熔融沉積成型工藝一般采用低熔點(diǎn)絲狀材料，如PLA和ABS塑料熱熔絲，經(jīng)常因?yàn)閲娮斓母邷貐^(qū)域太大造成噴嘴內(nèi)的熱熔絲熔化太多，熔化了的熱熔絲在重力的作用下會自然向下流淌，造成噴嘴滴漏。而噴嘴滴漏的直接結(jié)果就是在打印物體的外表面造成不平整。當(dāng)同時打印幾個沒有接觸的打印物體時，會出現(xiàn)打印物體之間有拉絲現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有的熔融沉積成型(FDM)3D打印機(jī)的噴頭的滴漏問題，本發(fā)明提供了一種防滴漏嗔頭。
[0005]—種用于熔融沉積成型3D打印機(jī)的防滴漏噴頭，包括導(dǎo)料管，加熱塊，噴嘴和進(jìn)給機(jī)構(gòu)，導(dǎo)料管上設(shè)置熱熔絲的進(jìn)料通道，噴嘴固定于導(dǎo)料管的下端，噴嘴的噴口與導(dǎo)料管的進(jìn)料通道連通;導(dǎo)料管套裝于加熱塊內(nèi)，導(dǎo)料管與加熱塊固定連接;其特征在于:噴頭具有防滴漏機(jī)構(gòu)，防滴漏機(jī)構(gòu)包含能夠封閉導(dǎo)料管出料口的擋板，導(dǎo)料管底端設(shè)置有導(dǎo)槽，擋板安裝在導(dǎo)槽內(nèi)，擋板與導(dǎo)槽間隙配合;擋板通過傳動機(jī)構(gòu)與步進(jìn)電機(jī)連接，傳動機(jī)構(gòu)將步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為檔板沿導(dǎo)料管徑向的平動，傳動機(jī)構(gòu)步進(jìn)式地驅(qū)動擋板閉合或開啟導(dǎo)料管的出料口。
[0006]例如，傳動機(jī)構(gòu)為齒輪齒條機(jī)構(gòu)，齒輪與步進(jìn)電機(jī)連接，齒條的一端與擋板固定，推動擋板平動。
[0007]進(jìn)一步，傳動機(jī)構(gòu)包括與步進(jìn)電機(jī)連接的摩擦輪，與摩擦輪接觸的滑塊，導(dǎo)向滑塊運(yùn)動的導(dǎo)軌和連接滑塊與擋板的連桿;摩擦輪與滑塊之間的滑動摩擦力使滑塊沿導(dǎo)軌平動。連桿將滑塊的運(yùn)動傳遞至擋板，從而使擋板平動，達(dá)到閉合或開啟導(dǎo)料管出料口的目的。
[0008]進(jìn)一步，步進(jìn)電機(jī)、摩擦輪、滑塊和導(dǎo)軌安裝于擋板控制室內(nèi)；擋板控制室的底板上設(shè)有允許連桿穿過的通孔，連桿在通孔內(nèi)平移的距離足夠擋板閉合或開啟導(dǎo)料管的出料口。也就是說，通孔的寬度大于連桿使擋板運(yùn)動的行程距離，通孔不會阻礙連桿帶動擋板閉合或開啟導(dǎo)料管的出料口。
[0009]進(jìn)一步，擋板控制室安裝于噴頭夾持塊下方，擋板控制室套在加熱塊外圍。
[0010]進(jìn)一步，導(dǎo)料管上設(shè)有熱熔絲的進(jìn)給機(jī)構(gòu)，進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括主動進(jìn)給輪、從動進(jìn)給輪和進(jìn)給電機(jī)，主動進(jìn)給輪與進(jìn)給電機(jī)連接，導(dǎo)料管上設(shè)有主動進(jìn)給輪窗口和從動進(jìn)給輪窗口，主動進(jìn)給輪和從動進(jìn)給輪經(jīng)各自的窗口伸入導(dǎo)料管內(nèi)，主動進(jìn)給輪和從動進(jìn)給輪夾緊熱熔絲。進(jìn)給電機(jī)驅(qū)動主動進(jìn)給輪轉(zhuǎn)動，在滑動摩擦力和滾動摩擦力的作用下，主動進(jìn)給輪和從動進(jìn)給輪驅(qū)使熱熔絲從導(dǎo)料管的上方進(jìn)料口向下方出料口運(yùn)動。
[0011 ]進(jìn)一步，導(dǎo)料管上固定安裝有噴頭夾持塊，噴頭夾持塊的下表面與加熱塊接觸;主動進(jìn)給輪和從動進(jìn)給輪安裝于噴頭夾持塊上，噴頭夾持塊中空形成容納從動進(jìn)給輪和主動進(jìn)給輪的腔體，進(jìn)給電機(jī)固定在噴頭夾持塊上。利用噴頭夾持塊能夠?qū)婎^安裝到3D打印機(jī)上。進(jìn)給電極固定在噴頭夾持塊的外壁上。
[0012]進(jìn)一步，噴頭夾持塊的下表面抵住加熱塊?？梢詫婎^夾持塊與加熱塊抵緊的壁面用散熱性好的材料制作，從而使噴頭夾持塊可以當(dāng)作散熱件。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:1、設(shè)置防滴漏機(jī)構(gòu)，打印完成后，步進(jìn)電機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)使擋板閉合導(dǎo)料管的出料口，阻止導(dǎo)料管內(nèi)已熔化的熱熔絲下落，殘留在噴嘴內(nèi)的熱熔性材料由于量少，且不再受到向下的壓力，可以依靠與噴嘴之間的摩擦力保持在噴嘴中而不向下滴落。
[0014]2、使用摩擦輪驅(qū)動滑塊沿導(dǎo)軌滑動的方式來提供擋板閉合或開啟導(dǎo)料管出料口的驅(qū)動力，傳動機(jī)構(gòu)的體積小，占用的空間小;并且步進(jìn)電機(jī)每步進(jìn)一次，摩擦輪驅(qū)動滑塊平動的距離可以精確得知，利用步進(jìn)式累積效果來精確控制擋板運(yùn)動的距離，避免擋板過度沖擊導(dǎo)料管而造成導(dǎo)料管損壞。
[0015]3、噴頭夾持塊不但作為噴頭與3D打印機(jī)之間的連接件，而且能夠用于安裝熱熔絲的進(jìn)給機(jī)構(gòu)和防滴漏機(jī)構(gòu)的擋板控制室，并且能夠起到散熱的作用。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中A區(qū)域的局部放大圖；
圖3為本發(fā)明的工作流程圖。
[0017]1、加熱塊，2、噴頭夾持塊，3、從動進(jìn)給輪，4、導(dǎo)料管，5、主動進(jìn)給輪，6、進(jìn)給電機(jī)，
7、擋板控制室，8、步進(jìn)電機(jī)，9、摩擦輪，10、滑塊，11、導(dǎo)軌，12、擋板，13、連桿，14、噴嘴。
【具體實(shí)施方式】
[0018]一種用于熔融沉積成型3D打印機(jī)的防滴漏噴頭，包括導(dǎo)料管4，加熱塊1和噴嘴14，導(dǎo)料管4上設(shè)置熱熔絲的進(jìn)料通道，噴嘴14固定于導(dǎo)料管4的下端，噴嘴14的噴口與導(dǎo)料管4的進(jìn)料通道連通;導(dǎo)料管4套裝于加熱塊1內(nèi)，導(dǎo)料管4與加熱塊1固定連接，導(dǎo)料管4具有外露于加熱塊1的外露部;噴頭具有防滴漏機(jī)構(gòu)，防滴漏機(jī)構(gòu)包含能夠封閉導(dǎo)料管4出料口的擋板12，導(dǎo)料管4底端設(shè)置有導(dǎo)槽，擋板12安裝在導(dǎo)槽內(nèi)，擋板12與導(dǎo)槽間隙配合;擋板12通過傳動機(jī)構(gòu)與步進(jìn)電機(jī)8連接，傳動機(jī)構(gòu)將步進(jìn)電機(jī)8的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為檔板12沿導(dǎo)料管4徑向的平動，傳動機(jī)構(gòu)步進(jìn)式地驅(qū)動擋板12閉合或開啟導(dǎo)料管4的出料口。
[0019]如圖1所示，噴頭夾持塊2用于將整個噴頭固定安裝在熔融沉積成型3D打印機(jī)上；導(dǎo)料管4固定安裝在噴頭夾持塊2中間，熱熔絲從導(dǎo)料管4的進(jìn)料通道穿過;加熱塊1安裝在導(dǎo)料管4下端外圍，可對導(dǎo)料管4中的熱熔絲持續(xù)加熱到設(shè)定的溫度，使其從固態(tài)轉(zhuǎn)變到熔融狀態(tài)，從而可進(jìn)行下一步的材料擠出與打印工作。加熱塊1內(nèi)含有溫度傳感