本發(fā)明涉及3D打印領(lǐng)域，特別是涉及一種三維打印頭及設(shè)有該三維打印頭的三維打印機(jī)。

背景技術(shù)：

3D打印是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。隨著3D打印技術(shù)的日益成熟普及，其該技術(shù)在珠寶、鞋類(lèi)、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工(AEC)、汽車(chē)，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

FDM(Fused Deposition Modeling熔融沉積模型)三維打印機(jī)是目前實(shí)現(xiàn)成本比較低廉的三維打印機(jī)，最有可能在消費(fèi)市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。但目前，這種三維打印機(jī)由于結(jié)構(gòu)缺陷，半軟化材料在打印頭內(nèi)部接縫處形成結(jié)節(jié)而導(dǎo)致打印頭堵塞，從而影響打印機(jī)的正常工作。此外，堵塞的問(wèn)題有時(shí)需要完全拆解掉打印頭才能修復(fù)，而且必須在打印頭加熱的狀態(tài)下才能操作。而由于加熱的打印頭溫度超過(guò)200攝氏度，具有極高的危險(xiǎn)性，所以這對(duì)普通消費(fèi)者幾乎是無(wú)法完成的任務(wù)，從而成為3D打印普及應(yīng)用的重要障礙之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)三維打印機(jī)的打印頭容易堵塞的問(wèn)題，提供一種可避免打印頭堵塞的三維打印頭及設(shè)有該三維打印頭的打印機(jī)。

一種三維打印頭，包括：

散熱管，包括第一端與第二端；

噴嘴，所述噴嘴一端插設(shè)于所述散熱管內(nèi)，所述噴嘴的另一端突伸出所述散熱管的所述第二端外；及

送料管，插設(shè)于所述噴嘴，所述送料管的一端伸出所述噴嘴并突伸出所述散熱管的所述第一端，另一端突伸出所述散熱管的所述第二端并收容于所述噴嘴內(nèi)；

其中，所述噴嘴開(kāi)設(shè)有送料孔，所述送料管與所述送料孔連通。

上述三維打印頭，打印材料可從插設(shè)于噴嘴的送料管中直接進(jìn)入噴嘴的送料孔，進(jìn)而從送料孔中擠出進(jìn)行打印。由于噴嘴直接插設(shè)于散熱管內(nèi)并套設(shè)于送料管，且通過(guò)送料孔與送料管直接連通，因此相比于現(xiàn)有技術(shù)中，噴嘴結(jié)構(gòu)通過(guò)喉管與送料管連通而使送料管與喉管、喉管與噴嘴結(jié)構(gòu)之間具有縫隙，本申請(qǐng)中的噴嘴集成了現(xiàn)有技術(shù)中的喉管與噴嘴結(jié)構(gòu)，從而消除了送料管與喉管、喉管與噴嘴結(jié)構(gòu)之間的間隙，最終可避免打印材料在送料管于喉管的接縫處形成膨大結(jié)節(jié)及在喉管與噴嘴結(jié)構(gòu)的接縫處形成殘?jiān)斐稍撊S打印頭堵塞而影響設(shè)有該三維打印頭的三維打印機(jī)正常工作。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述噴嘴還設(shè)有與所述送料孔連通且直徑大于所述送料孔的容納孔，所述送料管一端插設(shè)于所述容納孔以與所述送料孔連通。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述三維打印頭還包括接頭，所述接頭插設(shè)于所述散熱管的第一端并套設(shè)于所述送料管，所述接頭靠近所述散熱管的所述第二端的一端抵持于所述噴嘴。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述接頭靠近所述散熱管的一端設(shè)有環(huán)繞所述送料管的密封圈，所述密封圈的兩側(cè)分別與所述散熱管與所述噴嘴緊密接觸。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述三維打印頭還包括加熱塊，所述加熱塊套設(shè)于所述噴嘴伸出所述散熱管的一端。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述噴嘴包括未收容于所述散熱管與所述加熱塊內(nèi)的阻斷部，所述阻斷部的直徑小于其它區(qū)域且側(cè)壁呈薄壁狀結(jié)構(gòu)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述散熱管外側(cè)壁設(shè)有散熱翅。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)所述散熱翅沿所述散熱管軸向延伸。

一種三維打印機(jī)，包括機(jī)身上述的三維打印頭，所述三維打印頭安裝于所述機(jī)身上。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述三維打印機(jī)還包括散熱風(fēng)扇，所述散熱風(fēng)扇與所述三維打印頭間隔設(shè)置。

附圖說(shuō)明

圖1為一實(shí)施方式的三維打印頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳的實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容的理解更加透徹全面。

需要說(shuō)明的是，當(dāng)元件被稱(chēng)為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類(lèi)似的表述只是為了說(shuō)明的目的。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

如圖1所示，本較佳實(shí)施例的一種三維打印頭100，包括散熱管10、噴嘴20及送料管30，該三維打印頭100用于安裝于三維打印機(jī)上以打印所需產(chǎn)品。

散熱管10包括第一端與第二端，噴嘴20一端插設(shè)于散熱管10內(nèi)，另一端突伸出散熱管10的第二端外。送料管30插設(shè)于噴嘴20，一端伸出噴嘴20并突伸出散熱管10的第一端，另一端突伸出散熱管10的第二端并收容于噴嘴20內(nèi)。其中，噴嘴20開(kāi)設(shè)有送料孔22，送料管30與該送料孔22連通。

上述三維打印頭100，打印材料可從插設(shè)于噴嘴20的送料管30中直接進(jìn)入噴嘴20的送料孔22，進(jìn)而從送料孔22中擠出進(jìn)行打印。由于噴嘴20直接插設(shè)于散熱管10內(nèi)并套設(shè)于送料管30，且通過(guò)送料孔22與送料管30直接連通，因此相比于現(xiàn)有技術(shù)中，噴嘴結(jié)構(gòu)通過(guò)喉管與送料管連通而使送料管與喉管、喉管與噴嘴結(jié)構(gòu)之間具有縫隙，本申請(qǐng)中的噴嘴20集成了現(xiàn)有技術(shù)中的喉管與噴嘴結(jié)構(gòu)，從而消除了送料管與喉管、喉管與噴嘴結(jié)構(gòu)之間的間隙，最終可避免打印材料在送料管于喉管的接縫處形成膨大結(jié)節(jié)及在喉管與噴嘴結(jié)構(gòu)的接縫處形成殘?jiān)斐稍撊S打印頭100堵塞而影響設(shè)有該三維打印頭100的三維打印機(jī)正常工作。

在本實(shí)施例中，送料管30采用具有耐高溫及自潤(rùn)滑特性的聚四氟材料制成，從而具有較長(zhǎng)的使用壽命及較高的工作穩(wěn)定性。噴嘴20為一體成型結(jié)構(gòu)且僅在兩端設(shè)有開(kāi)口而套設(shè)于送料管30，從而避免因縫隙而導(dǎo)致打印材料形成膨大結(jié)節(jié)。

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，噴嘴20還設(shè)有與送料孔22連通且直徑大于送料孔30的容納孔，送料管30一端插設(shè)于容納孔以與送料孔22連通，且送料孔22的直徑與送料管30的內(nèi)徑大小相同。如此，送料管30通過(guò)容納孔收容于噴嘴20內(nèi)，送料管30中的打印材料直接進(jìn)入送料孔22內(nèi)，從而避免設(shè)置喉管而導(dǎo)致送料管30與喉管之間形成縫隙而導(dǎo)致打印材料形成膨大結(jié)節(jié)及喉管與噴嘴結(jié)構(gòu)的接縫處形成殘?jiān)斐稍撊S打印頭100堵塞。

三維打印頭100還包括接頭40，接頭40插設(shè)于散熱管10的第一端并套設(shè)于送料管30，且該接頭40的外壁與散熱管10的內(nèi)壁配合，接頭40靠近散熱管10的第二端的一端抵持于噴嘴20。如此，該送料管30通過(guò)接頭40固定在散熱管10上，并封閉噴嘴20靠近散熱管10第一端的一端，以使送料管30外壁與噴嘴20內(nèi)壁之間形成密閉狀態(tài)，從而使熔化后的打印材料在沒(méi)有擠出推力的情況下不會(huì)自動(dòng)往下流動(dòng)。

當(dāng)送料管30外壁與噴嘴20內(nèi)壁之間處于非密閉狀態(tài)時(shí)，熔化后的打印材料會(huì)在重力的作用下自動(dòng)向下流動(dòng)，在該三維打印頭100接近勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，打印的產(chǎn)品的表面較為光滑。但在打印速度發(fā)生改變的地方，由于熔化的打印材料的流出速度不可控，因此與三維打印頭100運(yùn)動(dòng)速度匹配的三維打印頭100擠出打印材料的速度會(huì)與打印材料的流出速度不符，從而在非打印區(qū)域形成拉絲及在打印速度改變的地方出現(xiàn)打印產(chǎn)品不光滑的現(xiàn)象。因此，由于送料管30外壁與噴嘴20內(nèi)壁之間形成密閉狀態(tài)，從而可避免打印材料自動(dòng)流出而造成與三維打印頭100擠出打印材料的速度不符，最終避免在非打印區(qū)域形成拉絲及在打印速度改變的地方出現(xiàn)打印產(chǎn)品不光滑的現(xiàn)象。

進(jìn)一步地，接頭40靠近散熱管10的一端設(shè)有環(huán)繞送料管30的密封圈50，密封圈50的兩側(cè)分別與散熱管10與噴嘴20緊密接觸。在本實(shí)施例中，密封圈50為橡膠圈。如此，可進(jìn)一步密封送料管30的外壁與噴嘴20的內(nèi)壁之間的空間，保證熔化后的打印材料在沒(méi)有擠出推力的情況下不會(huì)自動(dòng)往下流動(dòng)。

三維打印頭100還包括加熱塊60，加熱塊60套設(shè)于噴嘴20伸出散熱管10的一端，以加熱噴嘴20一端內(nèi)的打印材料，使打印材料處于完全熔化狀態(tài)。

在本領(lǐng)域中，熔化而處在半軟化狀態(tài)的打印材料是造成打印頭堵塞的根源。不同于完全熔化狀態(tài)可以輕易地從噴嘴20擠出、全硬狀態(tài)時(shí)的打印材料的直徑小于送料管30的直徑而可順利到達(dá)噴嘴20而不會(huì)造成堵塞，半軟化狀態(tài)下的打印材料在三維打印機(jī)的推力下，其形狀會(huì)發(fā)生改變但又不具備流動(dòng)性，因此極易在接縫處形成膨大結(jié)節(jié)而形成堵塞。

如此，噴嘴20包括未收容于散熱管10與加熱塊60內(nèi)的阻斷部24，阻斷部24的直徑小于其它區(qū)域且側(cè)壁呈薄壁狀結(jié)構(gòu)，從而可阻斷熱傳導(dǎo)，避免位于加熱塊60內(nèi)的噴嘴20受到的熱量傳遞至位于散熱管10內(nèi)的噴嘴20及送料管30而導(dǎo)致送料管30內(nèi)的打印材料由于受熱而熔化成長(zhǎng)距離的半軟化狀態(tài)。

此外，由于阻斷部24中的打印材料由于位于冷熱銜接處，因此呈半熔化狀態(tài)而使送料管30內(nèi)形成密閉空間，進(jìn)一步避免送料管30內(nèi)的打印材料自動(dòng)往下流動(dòng)而是在三維打印機(jī)的推擠作用下流動(dòng)，最終克服非打印區(qū)域形成拉絲及在打印速度改變的地方出現(xiàn)不光滑的現(xiàn)象的問(wèn)題。

在一實(shí)施例中，散熱管10外側(cè)壁設(shè)有散熱翅12，多個(gè)散熱翅12沿散熱管10軸向延伸，從而輔助送料管30中的熱量散發(fā)，如此，散熱管10除了起到支撐作用外，還可給噴嘴20散熱以降低噴嘴20與散熱管10內(nèi)的打印材料的溫度，避免打印材料在散熱管10內(nèi)軟化。

上述三維打印頭100，噴嘴20直接套設(shè)于一端設(shè)于散熱管10內(nèi)的送料管30，噴嘴20的送料孔22與送料管30直接連通，從而無(wú)需設(shè)置喉管而導(dǎo)致熔化的材料從喉管與送料管30之間引起膨大結(jié)節(jié)造成堵塞，并導(dǎo)致喉管與噴嘴20之間的縫隙中溢出并滯留在縫隙中，并在長(zhǎng)期加熱后氧化變質(zhì)形成殘?jiān)绊懭刍拇蛴〔牧蠑D出。并且，噴嘴阻斷部的設(shè)置可避免形成長(zhǎng)距離的半軟化狀態(tài)的打印材料，最終克服該三維打印頭100堵塞的問(wèn)題。同時(shí)，密封件50與阻斷部24中的呈熔化狀態(tài)的打印材料可使該三維打印頭100內(nèi)部形成封閉結(jié)構(gòu)，從而避免熔化的打印材料在重力作用下自動(dòng)往下流動(dòng)。如此，該三維打印頭100可克服在非打印區(qū)域形成拉絲及在打印速度改變的地方出現(xiàn)不光滑的現(xiàn)象的問(wèn)題，大幅度提高了打印品質(zhì)與工作穩(wěn)定性。

如圖1所示，本較佳實(shí)施例的一種三維打印機(jī)(圖未示)，包括機(jī)身及上述的三維打印頭100。

具體地，三維打印頭100安裝于機(jī)身上，可在機(jī)身的控制下進(jìn)行打印作業(yè)。三維打印機(jī)還包括散熱風(fēng)扇(圖未示)，散熱風(fēng)扇與三維打印頭100間隔設(shè)置并與散熱管10對(duì)應(yīng)設(shè)置，啟動(dòng)噴嘴20進(jìn)行打印作業(yè)時(shí)，即可同時(shí)啟動(dòng)散熱風(fēng)扇，該散熱風(fēng)扇可產(chǎn)生氣流帶走散熱管10的熱量以提高散熱管10的散熱效果，從而進(jìn)一步降低位于散熱管10內(nèi)的送料管30的溫度，避免送料管30內(nèi)的打印材料軟化而造成堵塞。

上述三維打印機(jī)，通過(guò)設(shè)有三維打印頭100，避免了打印的產(chǎn)品出現(xiàn)拉絲并在打印速度改變的地方容易出現(xiàn)不光滑，具有較高的打印質(zhì)量與較高的工作穩(wěn)定性，從而進(jìn)一步消除了3D打印的普及與應(yīng)用障礙。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書(shū)記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。