本發(fā)明涉及一種FDM打印設(shè)備輔助裝置，主要應(yīng)用于3D打印設(shè)備打印頭冷卻的技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種用于3D打印設(shè)備打印頭的冷卻裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有FDM三維打印均為熔融擠出方式，因?qū)β輻U的加熱及擠出本身產(chǎn)生的熱量，需對(duì)擠出機(jī)構(gòu)進(jìn)行冷卻，同時(shí)避免熱量傳導(dǎo)到設(shè)備傳動(dòng)部件?，F(xiàn)有FDM打印設(shè)備一般都采用風(fēng)扇冷卻，噪音大，且冷卻不穩(wěn)定，影響打印效果。例如，申請?zhí)枮?01420334367.2，名稱為“三維打印機(jī)的一體式分流散熱打印頭”使用散熱風(fēng)扇、散熱片、導(dǎo)流槽對(duì)打印頭進(jìn)行冷卻，但不可否認(rèn)的是風(fēng)冷冷卻不穩(wěn)定，噪音大，而FDM打印對(duì)溫度的穩(wěn)定性有極高的要求，穩(wěn)定性差，易造成噴頭堵塞、拉絲、粘連等影響，影響打印產(chǎn)品效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種打印頭冷卻穩(wěn)定性高、冷卻噪音小的用于3D打印設(shè)備打印頭的冷卻裝置。

本發(fā)明提供一種用于3D打印設(shè)備打印頭的冷卻裝置，打印頭包括擠出螺桿機(jī)筒和設(shè)置在擠出螺桿機(jī)筒上的加熱器，冷卻裝置包括：圍繞加熱器設(shè)置的冷卻板，冷卻板內(nèi)部設(shè)置有供冷卻水流經(jīng)的冷卻水道。

根據(jù)本發(fā)明，冷卻裝置還包括通過水軟管與冷卻板的冷卻水進(jìn)出口連接的水冷機(jī)，水冷機(jī)通過水軟管與冷卻水道構(gòu)成冷卻水循環(huán)回路。

根據(jù)本發(fā)明，冷卻板包括左側(cè)面冷卻板、背面冷卻板和右側(cè)面冷卻板，左側(cè)面冷卻板、背面冷卻板和右側(cè)面冷卻板中的冷卻水道依次串聯(lián)。

根據(jù)本發(fā)明，左側(cè)面冷卻板的冷卻水進(jìn)口連接水冷機(jī)，左側(cè)面冷卻板的冷卻水出口連接背面冷卻板的冷卻水進(jìn)口，背面冷卻板的冷卻水出口連接右側(cè)面冷卻板的冷卻水進(jìn)口，右側(cè)面冷卻板的冷卻水出口連接水冷機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明，冷卻水道包括在冷卻水進(jìn)口與冷卻水出口之間并聯(lián)的多條分水道。

根據(jù)本發(fā)明，冷卻板固定在用于固定打印頭的打印頭滑枕上。

根據(jù)本發(fā)明，加熱器上設(shè)置有多個(gè)溫度傳感器。

根據(jù)本發(fā)明，打印頭還包括設(shè)置在擠出螺桿機(jī)筒的上端并依次連接的電機(jī)、減速機(jī)、減速機(jī)軸承座，以及設(shè)置在擠出螺桿機(jī)筒的下端的噴嘴。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于：

本發(fā)明的用于3D打印設(shè)備打印頭的冷卻裝置圍繞打印頭的加熱器設(shè)置冷卻板，冷卻板內(nèi)部設(shè)置有供冷卻水流經(jīng)的冷卻水道，冷卻水流經(jīng)冷卻板時(shí)帶走打印頭加熱擴(kuò)散的多余熱量，進(jìn)而起到對(duì)打印頭加熱熱量的隔絕和冷卻，從而避免熱量傳導(dǎo)到3D打印設(shè)備的傳動(dòng)部件，確保打印頭加熱溫度不擴(kuò)散，并保證打印頭周邊環(huán)境溫度在一定范圍內(nèi)，因而提高了打印頭冷卻穩(wěn)定性，并相比于風(fēng)冷減小了冷卻噪音。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的用于3D打印設(shè)備打印頭的冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的冷卻板的連接示意圖。

具體實(shí)施方式

參考附圖公開示出的實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解，所公開的實(shí)施例僅為可以以各種和替代形式顯示的實(shí)施例。附圖未必按比例繪制，并且可能放大或縮小一些特征來顯示特定部件的細(xì)節(jié)。所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能性細(xì)節(jié)不應(yīng)解釋為限制，而是作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實(shí)踐本公開的代表性基礎(chǔ)。

參照圖1，本發(fā)明提供一種用于3D打印設(shè)備打印頭30的冷卻裝置，打印頭30包括擠出螺桿機(jī)筒34和設(shè)置在擠出螺桿機(jī)筒34上的加熱器35，冷卻裝置包括：圍繞加熱器35設(shè)置的冷卻板20，冷卻板20內(nèi)部設(shè)置有供冷卻水流經(jīng)的冷卻水道24。本發(fā)明的用于3D打印設(shè)備打印頭的冷卻裝置圍繞打印頭的加熱器35設(shè)置冷卻板20，冷卻板20內(nèi)部設(shè)置有供冷卻水流經(jīng)的冷卻水道24，冷卻水流經(jīng)冷卻板20時(shí)帶走打印頭30加熱擴(kuò)散的多余熱量，進(jìn)而起到對(duì)打印頭30加熱熱量的隔絕和冷卻，從而避免熱量傳導(dǎo)到3D打印設(shè)備的傳動(dòng)部件，確保打印頭30加熱溫度不擴(kuò)散，并保證打印頭30周邊環(huán)境溫度在一定范圍內(nèi)，因而提高了打印頭30冷卻穩(wěn)定性，并相比于風(fēng)冷減小了冷卻噪音。

繼續(xù)參照圖1，冷卻裝置還包括通過水軟管41與冷卻板20的冷卻水進(jìn)出口連接的水冷機(jī)42，水冷機(jī)42通過水軟管41與冷卻水道24構(gòu)成冷卻水循環(huán)回路。

參照圖1和圖2，冷卻板20包括左側(cè)面冷卻板21、背面冷卻板22和右側(cè)面冷卻板23，左側(cè)面冷卻板21、背面冷卻板22和右側(cè)面冷卻板23中的冷卻水道24依次串聯(lián)。具體而言，左側(cè)面冷卻板21的冷卻水進(jìn)口21-1連接水冷機(jī)42，左側(cè)面冷卻板21的冷卻水出口24-2連接背面冷卻板22的冷卻水進(jìn)口22-1，背面冷卻板22的冷卻水出口22-2連接右側(cè)面冷卻板23的冷卻水進(jìn)口23-1，右側(cè)面冷卻板23的冷卻水出口23-2連接水冷機(jī)42。

參照圖2，冷卻水道24包括在冷卻水進(jìn)口與冷卻水出口之間并聯(lián)的多條分水道25。具體而言，與冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口分別連接有總進(jìn)水道26和總出水道27，總進(jìn)水道26和總出水道27并聯(lián)有多條分水道25，總進(jìn)水道中的冷卻水分配在多條分水道25中，換熱后在總出水道27匯總，然后從冷卻水出口流出冷卻板20。

優(yōu)選地，冷卻板20固定在用于固定打印頭30的打印頭滑枕(未示出)上。因此，冷卻板20可隨著打印頭30一起移動(dòng)，從而提高冷卻穩(wěn)定性。同時(shí)本發(fā)明的冷卻裝置采用水循環(huán)冷卻，結(jié)構(gòu)簡單，易安裝拆卸。

參照圖1，加熱器35上設(shè)置有多個(gè)溫度傳感器36。從而能夠?qū)崟r(shí)測量打印頭的溫度，監(jiān)測冷卻裝置的冷卻效果，因而冷卻溫度可實(shí)現(xiàn)參數(shù)化控制，冷卻水循環(huán)溫控，冷卻效果穩(wěn)定，從而提高打印產(chǎn)品質(zhì)量。

此外，參照圖1，打印頭30還包括設(shè)置在擠出螺桿機(jī)筒34的上端并依次連接的電機(jī)31、減速機(jī)32、減速機(jī)軸承座33，以及設(shè)置在擠出螺桿機(jī)筒34的下端的噴嘴37，擠出螺桿機(jī)筒34還設(shè)置有儲(chǔ)料裝置40。

本發(fā)明的冷卻裝置的一個(gè)示例性的工作過程如下：

首先，在水冷機(jī)42中加入蒸餾水，設(shè)定好參數(shù)。啟動(dòng)水冷機(jī)42，冷卻水由軟管41進(jìn)入左側(cè)面冷卻板21。進(jìn)入左側(cè)面打印頭冷卻板21進(jìn)口的冷卻水通過左側(cè)面冷卻板21內(nèi)部冷卻水道，由左側(cè)面冷卻板的冷卻水出口21-2通過水循環(huán)軟管進(jìn)入背面冷卻板的冷卻水進(jìn)口22-1，進(jìn)而通過背面冷卻板22內(nèi)部的冷卻水道，同上，進(jìn)入右側(cè)面冷卻板23，由右側(cè)冷卻板的冷卻水出口23-2匯入冷卻水主干路返回冷水機(jī)42進(jìn)行冷卻，同時(shí)帶走打印頭冷卻板及其周圍打印頭加熱擴(kuò)散的多余熱量，進(jìn)而起到對(duì)打印頭加熱熱量的隔絕和冷卻。周而復(fù)始，在打印頭加熱過程中，一直對(duì)打印頭進(jìn)行冷卻，確保打印頭加熱溫度不擴(kuò)散，并保證打印頭周邊環(huán)境溫度在一定范圍內(nèi)。從以上敘述可以知道，進(jìn)入擠出螺桿端頭的冷卻水由擠出螺桿端頭內(nèi)部水道沖流一周后由擠出螺桿端頭出路回流，進(jìn)而通過冷卻水主干路回路返回水冷機(jī)冷卻，同時(shí)帶走擠出螺桿端頭熱量，進(jìn)而對(duì)擠出螺桿端頭進(jìn)行冷卻，防止打印頭加熱熱量由擠出螺桿端頭傳導(dǎo)至減速機(jī)等傳動(dòng)部件。此3D打印設(shè)備打印頭冷卻裝置結(jié)構(gòu)非常簡單，操作方便，而且拆卸方便，便于維護(hù)。

本發(fā)明的的冷卻裝置中，水冷板結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝及拆卸。所采用水循環(huán)冷卻，使用現(xiàn)有工業(yè)水冷機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單，易安裝拆卸，成本低，冷卻溫度通過水冷機(jī)可實(shí)現(xiàn)參數(shù)化控制，冷卻效果穩(wěn)定；從而大幅提高了打印產(chǎn)品的質(zhì)量。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。