一種3d打印機(jī)的打印頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于3D打印機(jī)領(lǐng)域,具體地說,是涉及一種3D打印機(jī)的打印頭。
【背景技術(shù)】
[0002]快速成型技術(shù)能夠用于三維(3D)打印的成型過程，通過電腦數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換過程實(shí)現(xiàn)三維物體的制造。通常，3D打印快速成型技術(shù)主要包括三種類型:立體雕刻(Stereolithography)、逐層疊加制造(Laminated Object Manufacturing)和選擇性沉積塑形(Selective Deposit1n Modeling)。
[0003]選擇性沉積塑形的基本原理為將三維物體逐層切片而得到每一層橫截面的數(shù)據(jù)信息，基于這些信息將物體制造出來。現(xiàn)有的一種選擇性沉積塑形是熔融沉積成型(FusedDeposit1n Modeling, FDM)。熔融沉積成型的設(shè)備包括了一個(gè)擠壓頭,擠壓頭內(nèi)可以設(shè)置一個(gè)絲料的進(jìn)給裝置，通過加熱元件對(duì)擠壓頭加熱后，擠壓頭能夠擠壓出熔融的流體材料，擠壓出來的材料經(jīng)冷卻凝固后形成固體結(jié)構(gòu)。
[0004]如圖1所示，市場(chǎng)上銷售的一種FDM的3D打印機(jī)包括水平軌道，水平軌道包括相互垂直的X軌道和Y軌道。X軌道包括兩條平行設(shè)置的第一 X軌道I1和第二 X軌道120，Y軌道包括兩條平行設(shè)置的第一 Y軌道210和第二 Y軌道220。X軌道通過第一連接架130連接在Y軌道上，并且X軌道能夠沿Y軌道軸向移動(dòng)。3D打印機(jī)還包括用于擠壓出熔融材料的打印頭300，打印頭300通過一個(gè)第二連接架310連接在X軌道上，并且第二連接架310能夠沿X軌道軸向移動(dòng)。
[0005]3D打印機(jī)還包括沿豎直方向延伸的Z軌道運(yùn)動(dòng)組件，Z軌道運(yùn)動(dòng)組件包括Z軌道、第三連接架420以及平臺(tái)430，Z軌道包括一個(gè)絲桿450和兩個(gè)固定桿，第三連接架420穿過絲桿450和兩個(gè)固定桿，絲桿450的下端設(shè)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，第三連接架420上連接平臺(tái)430。在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的作用下，絲桿450發(fā)生旋轉(zhuǎn)，平臺(tái)430在第三連接架420的帶動(dòng)下能夠沿豎直方向Z軌道的絲桿450和固定桿軸向移動(dòng)。由于打印頭能夠沿X軸、Y軸和Z軸任意方向移動(dòng)，在3D打印機(jī)的程序控制中首先對(duì)物體進(jìn)行分層切割，每一層預(yù)先設(shè)定好打印路徑，便能夠?qū)崿F(xiàn)3D物體的打印過程。
[0006]如圖2和圖3所示，現(xiàn)有技術(shù)中的一種3D打印機(jī)的打印頭在豎直方向依次包括連接管500、加熱塊600和噴頭700，噴頭700具有噴嘴710，絲料在加熱塊600內(nèi)熔融后由噴嘴710噴涂到打印機(jī)的工作平臺(tái)上，連接管500內(nèi)部具有鐵氟龍管800，鐵氟龍管800的一部分設(shè)置在加熱塊600的內(nèi)部，另一部分設(shè)置在連接管500的內(nèi)部，鐵氟龍管800能夠耐高溫并且表面光滑，作為絲料的運(yùn)輸管道，能夠起到良好的潤滑作用。如圖3所示，噴頭700的柱形管720長(zhǎng)度小于加熱塊600的高度，因此噴頭700與連接管500固定連接的位置位于加熱塊600的內(nèi)部。
[0007]3D打印機(jī)在打印過程中，針對(duì)不規(guī)則的物體，打印頭經(jīng)常需要快速移動(dòng)和變換位置，打印頭移動(dòng)前，3D打印機(jī)需要停止絲料的進(jìn)給，進(jìn)給絲料的動(dòng)力部件可以為齒輪傳動(dòng)。在打印頭位置移動(dòng)和變換的過程中，是不希望熔融的絲料從噴嘴710擠出的，然而由于絲料自身重力的影響，很難使打印頭能夠瞬間停止絲料的擠出，這種不必要的絲料擠出現(xiàn)象在本領(lǐng)域中被稱之為拉絲現(xiàn)象。這種現(xiàn)象會(huì)降低打印物體的精度和表面平整度，影響打印物體的美觀形，另外還容易造成絲料的浪費(fèi)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中3D打印機(jī)的打印頭在位置移動(dòng)過程中，打印頭難以瞬間停止供絲，產(chǎn)生拉絲現(xiàn)象的缺陷，本實(shí)用新型的主要目的是提供一種3D打印機(jī)的打印頭。
[0009]本實(shí)用新型提供的3D打印機(jī)的打印頭包括連通管，加熱塊，加熱塊用于將絲料熔融，加熱塊具有第一開口和第二開口，連通管穿過第一開口和第二開口 ；隔熱內(nèi)管，隔熱內(nèi)管設(shè)置在連通管的內(nèi)部；隔熱內(nèi)管在加熱塊的外部，隔熱內(nèi)管的端部與第一開口之間有間隔。
[0010]采取上述方案，3D打印機(jī)的噴頭在位置移動(dòng)過程中，噴頭停止供絲，避免拉絲現(xiàn)象的產(chǎn)生。
[0011]一個(gè)優(yōu)選的方案是，間隔的長(zhǎng)度在2毫米至4毫米之間。
[0012]采取上述方案，當(dāng)間隔距離過小時(shí)，拉絲現(xiàn)象得到緩解但是仍然會(huì)存在這種問題，當(dāng)間隔距離過大時(shí)隔熱內(nèi)管的隔熱作用就會(huì)顯著降低而達(dá)不到預(yù)想的技術(shù)效果，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，間隔距離設(shè)置在2毫米至4毫米之間時(shí)，效果最好。
[0013]一個(gè)優(yōu)選的方案是，連通管由一個(gè)連接管與一個(gè)噴頭固定連接形成，噴頭具有錐形噴嘴和柱形管，柱形管依次穿過第二開口和第一開口后與連接管固定連接。
[0014]一個(gè)優(yōu)選的方案是，噴嘴和柱形管由金屬銅材料制成。
[0015]采取上述方案，柱形管的長(zhǎng)度延伸到加熱塊的外部，柱形管采用金屬銅材料，導(dǎo)熱性能良好，并且適于作為熔融絲料的運(yùn)輸管道。另外，把連接位置設(shè)置在加熱塊外部，能夠增強(qiáng)柱形管的密封性能。
[0016]—個(gè)優(yōu)選的方案是，隔熱內(nèi)管為鐵氟龍管。
[0017]采用上述方案，鐵氟龍管的導(dǎo)熱系數(shù)低，并且鐵氟龍管為耐高溫材料，這種材料的潤滑性能優(yōu)異，粘附性很小，絲料在鐵氟龍管內(nèi)的運(yùn)行非常順暢。
[0018]一個(gè)優(yōu)選的方案是，加熱塊內(nèi)部的加熱元件為加熱電阻。
[0019]一個(gè)優(yōu)選的方案是，加熱塊內(nèi)部設(shè)有電熱偶。
[0020]采取上述方案，電熱偶能夠檢測(cè)加熱塊內(nèi)的環(huán)境溫度，并將溫度反饋至3D打印機(jī)的控制器，防止加熱塊的溫度過高。
[0021]—個(gè)優(yōu)選的方案是，加熱塊為矩形立體結(jié)構(gòu)，加熱塊具有下表面和上表面，第一開口設(shè)置在上表面，第二開口設(shè)置在下表面。
[0022]一個(gè)優(yōu)選的方案是，連接管為圓柱形，隔熱內(nèi)管為圓柱形，隔熱內(nèi)管與連接管的內(nèi)壁過盈配合。
[0023]一個(gè)優(yōu)選的方案是，固定連接方式為螺紋連接、焊接。
【附圖說明】
[0024]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種FDM的3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中一種FDM 3D打印機(jī)的打印頭的結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖3是現(xiàn)有技術(shù)中一種FDM 3D打印機(jī)的打印頭的結(jié)構(gòu)分解圖。
[0027]圖4是本實(shí)用新型的3D打印機(jī)的打印頭實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖5是本實(shí)用新型的3D打印機(jī)的打印頭實(shí)施例的結(jié)構(gòu)分解圖。
[0029]圖6是本實(shí)用新型的3D打印機(jī)的打印頭實(shí)施例的正面剖視結(jié)構(gòu)圖。
[0030]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0031]如圖4、圖5和圖6所示，本實(shí)施例的3D打印機(jī)的打印頭10具有加熱塊20，優(yōu)選地，加熱塊20為一個(gè)長(zhǎng)方體