本發(fā)明涉及3D打印機技術(shù)領域置，具體說是一種可循環(huán)加熱的高效3D打印機噴頭裝置。

背景技術(shù)：

3D打印技術(shù)是一種采用逐點或逐層成型方法制造物理模型、模具和零件的先進制造技術(shù)，是綜合材料科學、CAD\CAM、數(shù)控和激光等先進技術(shù)于一體的新型制造技術(shù)，3D打印技術(shù)是基于離散與堆積的成型思想，將計算機上構(gòu)建的零件三維CAD模型沿高度方向分層切片，得到每層截面信息，然后輸出到快速成型設備上逐層掃描填充，再沿高度方向上粘結(jié)疊加，逐步形成三維實體零件，與傳統(tǒng)機械加工中減材料的工藝相比，3D打印技術(shù)能從CAD模型生產(chǎn)出零件原型，縮短了新產(chǎn)品設計和開發(fā)周期，是制造技術(shù)領域的一次重大突破，3D打印技術(shù)起源于美國，以極高的柔性和應用范圍獲得制造業(yè)和學術(shù)界的積極響應，很快發(fā)展到日本、歐洲和我國。三維打印技術(shù)在不需要任何刀具、模具及工裝卡具的情況下，可實現(xiàn)任意復雜形狀新產(chǎn)品樣件的快速制造，用三維打印技術(shù)制造出的模型或樣件可直接用于新產(chǎn)品設計驗證、功能檢驗、外觀驗證、工程分析、市場訂貨等、非常有利于優(yōu)化產(chǎn)品設計，從而大大提高新產(chǎn)品開發(fā)的一次成功率，提高產(chǎn)品的市場競爭力，縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本，現(xiàn)階段3D打印機被廣泛地用于產(chǎn)品的制造，3D打印機的原理是把數(shù)據(jù)和原料放進3D打印機中，機器會按照程序把產(chǎn)品一層層造出來，3D打印機堆疊薄層的形式有多種多樣。

其中，原料耗材使用前需要被加熱塊融化，其加熱塊內(nèi)一般會設置獨立的加熱組件，通過加熱組件使加熱塊加熱從而融化絲料，但現(xiàn)有的加熱塊內(nèi)溫度分布不均勻，導致噴頭內(nèi)的絲料融化也不勻稱，出現(xiàn)塊狀，從而可能堵塞噴頭或者打印模型效果差；而且在加熱過程中，也需要有散熱管將熱量散去，然而現(xiàn)有的技術(shù)僅僅直接通過散熱管散熱，由于散熱面積有限，散熱效果欠佳，散熱端中的溫度處于較高狀態(tài)，原料耗材在散熱端中過早軟化，導致噴頭的出絲效率低下、噴頭易堵住、耗材擠出困難，在工作時會產(chǎn)生很多噪音，而且現(xiàn)在的散熱一般是人為實現(xiàn)，自動化程度低；并且現(xiàn)有的加熱部件只能進行一次加熱，效果一般。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種防堵塞的可循環(huán)加熱的高效3D打印機噴頭裝置。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種可循環(huán)加熱的高效3D打印機噴頭裝置，包括有基板，在基板中部設置有加料管，加料管的主體位于基板的下方，加料管最下方是噴嘴，在加料管的上部的外側(cè)設置散熱部件，在加料管的下方外部是加熱部件，噴嘴的外壁是由多層結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，內(nèi)層是主導熱層，主導熱層與其外側(cè)的彈性保溫層相接觸固定，在彈性保溫層的外側(cè)是外壁，在彈性保溫層的上部設置有壓縮桿，所述加料管內(nèi)設有一由電機驅(qū)動運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸沿所述加料管內(nèi)物料入料口至出料口方向分為攪拌段和送料段，所述攪拌段為數(shù)個攪拌葉，送料段為螺紋；所述加熱部件包括設置在加料管外壁的第一導熱層和設置在所述第一導熱層外圍的加熱環(huán)，所述加熱環(huán)通過電路與控制器連接；所述散熱部件包括散熱管和與所述散熱管連接的液體散熱裝置，所述散熱管的外壁設置有通過導液管與液體散熱裝置相通的散熱液體入口與散熱液體出口，所述液體散熱裝置與控制器相連，所述控制器通過控制設置在散熱管上的溫度傳感器對加料管內(nèi)的物料實行散熱控制。

作為優(yōu)選，所述散熱部件為筒狀雙層中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為不銹鋼層，外層為隔熱層。

作為優(yōu)選，所述加料管外壁設有一層靜音耐磨層，該靜音耐磨層的厚度為1-3mm，且為阻尼材料。

作為優(yōu)選，所述加料管入料口處設有過濾網(wǎng)。

作為優(yōu)選，所述加料管出料口處設有一與所述加料管活動連接的密封環(huán)，所述密封環(huán)一端與加料管出料口處鉸接，另一端通過插銷與設置在加料管出料口處的相對應的掛鉤扣接。

作為優(yōu)選，所述散熱部件與加熱部件之間設有陶瓷材料制成的隔熱部件。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、所述發(fā)明采用彈性保溫層和壓縮桿，使噴頭做回縮運動后，留存于噴頭前部的橡膠不容易固化，解決現(xiàn)有技術(shù)留存于噴頭前部的橡膠容易固化導致后續(xù)再進行擠出橡膠時存在阻礙的問題；

2、通過攪拌葉片攪拌融化的絲料，使其快速處于完全熔融狀態(tài)，避免加熱不能使絲料快速完全熔融，導致打印的三維模型質(zhì)量不好。通過螺紋推動熔融狀態(tài)的絲料輸出，避免出現(xiàn)堵塞。

3、所述發(fā)明通過主導熱層和第一導熱層兩個導熱層導熱，使其物料加熱循序漸進，更均勻，利于后續(xù)出料。

4、所述發(fā)明提高了散熱速度，避免了余熱的積累，從而防止耗材過早軟化及加熱機構(gòu)的熱量損失，既降低了能耗又保證了耗材容易擠出；解決了現(xiàn)有技術(shù)散熱效果不佳、能耗高、噴頭的出絲效率低下、噴頭易堵住、耗材擠出困難等技術(shù)問題，延長了整個3D打印機噴頭的使用壽命及提高打印質(zhì)量；

5、設置密封環(huán)扣接可以在打印機噴頭停止工作時，起到保護噴頭內(nèi)物料的作用；

6、在散熱過程中，所述發(fā)明采用溫度傳感器和控制器，自動化程度高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種優(yōu)選方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中下半部分噴嘴部分的局部放大圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合圖1、圖2詳細說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。

一種可循環(huán)加熱的高效3D打印機噴頭裝置，包括有基板1，在基板1中部設置有加料管2，加料管2的主體位于基板1的下方，加料管2最下方是噴嘴6，在加料管2的上部的外側(cè)設置散熱部件3，用于保證物料的溫度與外界相同，使加料管內(nèi)的物料在在其中正常移動，在加料管2的下方外部是加熱部件5，加熱部件5的作用是使物料的溫度提高，進而融化最終可以從噴嘴6中移出；噴嘴6的外壁是由多層結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，內(nèi)層是主導熱層7，主導熱層7與加料管2之間不形成固定連接，導熱層7與其外側(cè)的彈性保溫層8相接觸固定，在彈性保溫層8的外側(cè)是外壁9，在彈性保溫層8的上部設置有壓縮桿10，所述加料管內(nèi)設有一由電機13驅(qū)動運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸沿所述加料管內(nèi)物料入料口至出料口方向分為攪拌段11和送料段12，所述攪拌段為數(shù)個攪拌葉，送料段為螺紋。所述加熱部件包括設置在加料管2外壁的第一導熱層5和設置在所述第一導熱層5外圍的加熱環(huán)16，所述加熱環(huán)16通過電路與控制器15連接；

所述散熱部件包括散熱管3和與所述散熱管連接的液體散熱裝置14，所述散熱管3的外壁設置有通過導液管17與液體散熱裝置相通的散熱液體入口22與散熱液體出口21，所述液體散熱裝置14與控制器15相連，所述控制器15通過控制設置在散熱管上的溫度傳感器對加料管內(nèi)的物料實行散熱控制。所述散熱部件3為筒狀雙層中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為不銹鋼層，外層為隔熱層；所述雙層結(jié)構(gòu)性能更好，外層設為隔熱層，可提高安全性，防止意外燙傷。

所述加料管2外壁設有一層靜音耐磨層19，該靜音耐磨層的厚度為1-3mm，且為阻尼材料；所述加料管2入料口處設有過濾網(wǎng)18，該過濾網(wǎng)采用金屬或者合成纖維作為原材料，耐腐蝕、強度大、抗沖擊，可以過濾雜物，起到減少噴頭損壞的作用，而且在清洗的時候，容易恢復其原有的密度，方便清洗。

所述加料管出料口處設有一與所述加料管活動連接的密封環(huán)。所述密封環(huán)的設置可以在打印機噴頭停止工作時，起到保護噴頭內(nèi)物料的作用。所述密封環(huán)一端與加料管出料口處鉸接，另一端通過插銷與設置在加料管出料口處的相對應的掛鉤扣接。

所述散熱部件與加熱部件之間設有陶瓷材料制成的隔熱部件4，所述隔熱部件4的作用是防止加料管2下部的溫度向上傳遞至上方，以防止上部中的橡膠顆粒過熱熔化后的冷卻，而造成上部加料管2的堵塞，采用陶瓷材料制成隔熱部件，隔熱性能良好，也成本低廉，可行性高。

在實施過程中，當打印機噴頭回收運動時，同時啟動壓縮桿10，其向壓力傳向彈性保溫層8，彈性保溫層8受到壓力之后，發(fā)生形變，將主導熱層7向內(nèi)部運動，進而可以使噴嘴6處的物料收縮，回到與加熱部件5直接接觸的加料管2處，避免其冷卻凝固導致的噴嘴堵塞。也就是說：利用了彈性保溫層8的保溫、彈性雙重特性，實現(xiàn)了噴嘴6處的物料的保溫保持和回收運動，使其不易堵塞噴嘴6，第一導熱層的設置可以使加料管內(nèi)的絲料進行預熱，所述發(fā)明通過兩個導熱層導熱，使其物料加熱循序漸進，更均勻，利于后續(xù)出料。且在工作過程中，通過攪拌葉片攪拌融化的絲料，使其快速處于完全熔融狀態(tài)，避免加熱不能使絲料快速完全熔融，導致打印的三維模型質(zhì)量不好。通過螺紋推動熔融狀態(tài)的絲料輸出，避免出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。

同時，可設定一個散熱管3能夠承受的溫度作為額定溫度，當散熱管3的溫度達到預設的額定溫度時，溫度傳感器將溫度信號傳遞至控制器15，控制器15根據(jù)所述信號控制液體散熱裝置14，液體散熱裝置14啟動，散熱液體通過導液管17從散熱液體入口22流入散熱液體通道，經(jīng)散熱翅片分散，從散熱液體出口21流出，通過導液管17流回液體散熱裝置14，及時將散熱管3上的熱量帶走，從而降低打印頭的溫度，出絲效率高、噴嘴不易堵住、耗材擠出容易，從而保證了打印效果。

以上對本發(fā)明實施例所提供的技術(shù)方案進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只適用于幫助理解本發(fā)明實施例的原理；同時，對于本領域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實施例，在具體實施方式以及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。