本發(fā)明涉及打印技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種3D打印機噴頭及使用該噴頭的3D打印機。

背景技術(shù)：

3D打印是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。憑借著工藝簡單，無需機械加工或模具，能夠有效縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，運行和維護(hù)成本低等優(yōu)點，3D打印技術(shù)正逐漸廣泛地應(yīng)用于模具制造、工業(yè)設(shè)計等工業(yè)領(lǐng)域的初級模型制造、一些產(chǎn)品的直接制造；也正逐漸應(yīng)用于DIY的個人思想實現(xiàn)，以及玩具的復(fù)制等。

3D打印技術(shù)的實現(xiàn)依賴于3D打印機，現(xiàn)有的3D打印機的技術(shù)內(nèi)容主要有：輸入軟件數(shù)據(jù)指令對3D打印機進(jìn)行操控，將絲狀熱熔性材料加熱融化，通過打印噴頭擠出后固化。熱熔材料熔化后從噴頭噴出，沉積在打印工作臺面板或者前一層己固化的材料上，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。

現(xiàn)有技術(shù)中，有多種3D打印機，按噴頭個數(shù)劃分，就包括單噴頭3D打印機和雙噴頭3D打印機。雙噴頭3D打印機一般都是為了進(jìn)料兩種材料而設(shè)置的，而進(jìn)料兩種材料時，就存在先后輸出打印的問題?，F(xiàn)有的雙噴頭3D打印機在先后熔融材料，輸出打印時，普遍存在噴頭堵塞的問題，還容易出現(xiàn)材料流掛以及碰擦打印件等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種3D打印機噴頭，此3D打印機噴頭在進(jìn)料兩種材料時，能夠有效避免噴頭的堵塞，也能夠有效的避免材料的流掛和對打印件的碰擦。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種使用上述噴頭的3D打印機，該3D打印機無需頻繁的對噴頭進(jìn)行疏導(dǎo)，使用方便，使用效果好。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

一種3D打印機噴頭，其包括噴頭上部件、噴頭下部件、不銹鋼喉管和噴嘴，噴頭上部件包括兩個進(jìn)料管道和至少兩個水冷管道，每個水冷管道至少與一個進(jìn)料管道之間的間距在6mm以下；

噴頭下部件包括第一加熱體和第二加熱體，第一加熱體、第二加熱體分別設(shè)有一個加熱管道，兩個加熱管道之間的間距為12～16mm，第一加熱體和第二加熱體均為鋁材質(zhì)的加熱體，

兩個進(jìn)料管道分別通過不銹鋼喉管與兩個加熱管道連通，噴頭上部件與噴頭下部件之間的間距為3.5～6.5mm，兩個加熱管道均與噴嘴連通。

優(yōu)選地，在本發(fā)明較佳實施例中，上述第一加熱體、第二加熱體均包括加熱元件、溫度探頭和數(shù)據(jù)采集裝置，數(shù)據(jù)采集裝置與溫度探頭連接，用于采集來自溫度探頭的數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給3D打印機的控制處理裝置，控制處理裝置根據(jù)數(shù)據(jù)控制加熱元件輸出的溫度大小。

優(yōu)選地，在本發(fā)明較佳實施例中，上述加熱元件為加熱棒。

優(yōu)選地，在本發(fā)明較佳實施例中，每個水冷管道至少與一個進(jìn)料管道之間的間距為1～5mm。

優(yōu)選地，在本發(fā)明較佳實施例中，上述水冷管道為兩個，兩個水冷管道分別用于冷卻兩個進(jìn)料管道。

優(yōu)選地，在本發(fā)明較佳實施例中，上述水冷管道的管徑均為6～8mm。

優(yōu)選地，在本發(fā)明較佳實施例中，上述進(jìn)料管道和加熱管道的內(nèi)徑均為1.9～2.1mm。

優(yōu)選地，在本發(fā)明較佳實施例中，上述噴嘴與噴頭下部件可拆卸連接。

另外，一種3D打印機，其包括機架、打印臺和上述的3D打印機噴頭，打印臺和3D打印機噴頭均與機架連接。

優(yōu)選地，在本發(fā)明較佳實施例中，上述3D打印機還包括用于給水冷管道中的水降溫的冷凝器。

本發(fā)明實施例的3D打印機噴頭及使用該噴頭的3D打印機的有益效果是：在打印過程中，當(dāng)不同的原料絲分別從兩個進(jìn)料管道進(jìn)入后，逐步通入兩個加熱管道中，噴頭下部件的第一加熱體和第二加熱體分別對兩個加熱管道中的原料絲進(jìn)行加熱。而由于雙噴頭3D打印機在打印過程中，是邊送絲邊熔化，以保持打印的暢通性，若需要第一種原料絲進(jìn)行打印，則送絲并輸出熔化后的第一種原料絲；若需要第二種原料絲進(jìn)行打印，則送絲并輸出熔化后的第二種原料絲，其是通過一個噴嘴選擇性的輸出材料。在實際打印過程中，一種原料絲在熔化打印時，另一種原料絲需保持未熔化狀態(tài)。本發(fā)明提供的3D打印機噴頭分設(shè)了兩個加熱體，還設(shè)置了水冷管道，加熱體之間、加熱體與噴頭上部件之間、噴頭上部件的進(jìn)料管道與水冷管道之間都進(jìn)行了距離限定，在多個條件的限定之下，第一加熱體和第二加熱體剛好能保持2～5℃的溫度差。當(dāng)轉(zhuǎn)為第一加熱體加熱，使加熱管道內(nèi)的原料絲處于熔融狀態(tài)、可以從噴嘴流出時，第二加熱體的加熱管道內(nèi)的溫度剛好比第一加熱體的加熱管道內(nèi)的溫度低2～5℃，而且此時第二加熱體不進(jìn)行加熱，如此，送往第二加熱體的原料絲就剛好能夠截止在進(jìn)料管道和加熱管道之間，不再往下輸送，并且能夠保持未熔化狀態(tài)。如此，就避免了暫不使用的原料絲所在的進(jìn)料管道因外熱影響而溫度過高，導(dǎo)致暫不使用的原料絲預(yù)先熔化，致使后期無法繼續(xù)進(jìn)絲，造成堵塞。

而且，本發(fā)明中只設(shè)置了一個噴嘴，打印時，噴嘴一直在輸出需求的材料，所以就避免了暫不使用的材料流出，出現(xiàn)流掛現(xiàn)象。而只設(shè)置一個噴嘴，也能夠避免在移動過程中，設(shè)置多個噴嘴而導(dǎo)致的對打印件的碰擦。

另外，由于本發(fā)明的噴頭上部件設(shè)置的冷卻方式是水冷而不是風(fēng)冷，如此，就可以在不改變冷卻面積的情況下，對原料絲進(jìn)行冷卻，而無需增大散熱面積，從而無需在加熱管道、進(jìn)料管道尺寸稍作修改的情況下，就改變散熱面積。如此，就降低了加工的困難程度，適于工業(yè)生產(chǎn)。而且其中的水還可以循環(huán)使用，節(jié)約又環(huán)保，冷卻效果也好，能夠保證3D打印噴頭的長時間連續(xù)工作。

附圖說明

為了更清楚的說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例一提供的3D打印機噴頭的軸測示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例一提供的3D打印機噴頭的剖視示意圖。

其中，附圖標(biāo)記匯總?cè)缦拢?/p>

3D打印機噴頭100；

噴頭上部件101；噴頭下部件102；不銹鋼喉管103；噴嘴104；進(jìn)料管道105；水冷管道106；第一加熱體107；第二加熱體108；加熱管道109。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“上”、“下”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

實施例一

圖1和圖2示出了本實施例提供的3D打印機噴頭100，包括噴頭上部件101、噴頭下部件102、不銹鋼喉管103和噴嘴104，噴頭上部件101包括兩個進(jìn)料管道105和至少兩個水冷管道106，每個水冷管道106至少與一個進(jìn)料管道105之間的間距在6mm以下；噴頭下部件102包括第一加熱體107和第二加熱體108，第一加熱體107、第二加熱體108分別設(shè)有一個加熱管道109，兩個加熱管道109之間的間距為12～16mm，第一加熱體107和第二加熱體108均為鋁材質(zhì)的加熱體，兩個進(jìn)料管道105分別通過不銹鋼喉管103與兩個加熱管道109連通，噴頭上部件101與噴頭下部件102之間的間距為3.5～6.5mm，兩個加熱管道109均與噴嘴104連通。

各部件距離的選擇，鋁材質(zhì)的加熱體和不銹鋼喉管103的導(dǎo)熱性能等剛好能夠適應(yīng)3D打印機噴頭的需求。

本實施例中，所提到的“每個水冷管道106至少與一個進(jìn)料管道105之間的間距在6mm以下”，并不是以管道的軸心線來算的，而是以水冷管道106的管道邊緣與進(jìn)料管道105的管道邊緣之間的最小距離來算的，如同兩個獨立開的圓的圓心距減去各自半徑的距離。同理，兩個加熱管道109之間的間距也如此算。

優(yōu)選的，每個水冷管道106至少與一個進(jìn)料管道105之間的間距為1～5mm。本實施例中，每個水冷管道106至少與一個進(jìn)料管道105之間的間距為5mm。該間距不僅能夠滿足打印要求，得到較好的打印效果，還易于加工制造，降低制造難度。

本實施例中，水冷管道106為兩個，兩個水冷管道106分別用于冷卻兩個進(jìn)料管道105。一對一的設(shè)置，能夠使進(jìn)料管道105中的原料絲得到較好的降溫。一個水冷管道106與一個進(jìn)料管道105之間的間距為5mm，與另一個進(jìn)料管道105之間的間距大于5mm，另一個水冷管道106也是如此設(shè)置。實際上，兩個水冷管道106是連通的，一個水冷管道106用于進(jìn)水，另一個水冷管道106用于出水，實現(xiàn)水的流動，所以，也可以將兩個水冷管道106看作一個水冷通道。也就是說，也可以說噴頭上部件101只包括了一個水冷通道，而這個水冷通道包括了進(jìn)水段和出水段，進(jìn)水段和出水段滿足上述距離的限定。水冷管道個數(shù)的限制僅僅是為了便于敘述，只要設(shè)置的水冷管道能夠?qū)M(jìn)料管道105進(jìn)行降溫，而且滿足間距的限定就行。

其中，水冷管道106的管徑均為6～8mm，優(yōu)選7mm。進(jìn)料管道105和加熱管道109的內(nèi)徑均為1.9～2.1mm，優(yōu)選2mm。

本實施例中，兩個加熱管道109之間的間距為12mm，噴頭上部件101與噴頭下部件102之間的間距為5mm。噴頭上部件101為鋁材質(zhì)的噴頭上部件。

第一加熱體107、第二加熱體108均包括加熱元件、溫度探頭和數(shù)據(jù)采集裝置(圖中均未示)，數(shù)據(jù)采集裝置與溫度探頭連接，用于采集來自溫度探頭的數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給3D打印機的控制處理裝置，控制處理裝置根據(jù)數(shù)據(jù)控制加熱元件輸出的溫度大小。如此，在3D打印機上設(shè)置控制面板，就能夠從控制面板處操控原料絲的加熱熔化了。

其中，加熱元件為加熱棒。第一加熱體107和第二加熱體108在靠近加熱管道109的位置，均設(shè)有一個腔體，用于安裝加熱棒。當(dāng)然，加熱棒的選取并不作為限制，也可以選用其他的加熱元件，如利用加熱絲來加熱。

本實施例還提供了一種3D打印機(圖未示)，其包括機架、打印臺和上述的3D打印機噴頭100，打印臺和3D打印機噴頭均與機架連接。由于3D打印機為現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明主要是對其噴頭做出了改進(jìn)，該改進(jìn)無需做大的結(jié)構(gòu)更改，所以在此對于3D打印機的具體結(jié)構(gòu)不再贅述。

本實施例提供的3D打印機噴頭100和3D打印機主要根據(jù)熔融沉積成型法進(jìn)行打印，原料絲為PLA、ABS等均可。

其打印原理是：將原料絲纏繞在供料輥上，由電機驅(qū)動輥子旋轉(zhuǎn)，輥子和原料絲之間的摩擦力使得原料絲往3D打印機噴頭100的噴嘴104處輸送，在供料輥和噴頭之間有導(dǎo)向套，導(dǎo)向套采用低摩擦材料制成，以便原料絲能順利、準(zhǔn)確的由供料輥輸送到噴頭的進(jìn)料管道105中。在加熱體的作用下，原料絲被加熱熔融，然后通過噴嘴104涂覆到打印臺上，并在冷卻后形成界面輪廓。由于熔融沉積成型工藝在原型制作時需要同時制作支撐，所以為了節(jié)省材料成本和提高沉積效率，雙噴頭的3D打印機就備受歡迎。

本實施例中，供料系統(tǒng)(上述的供料輥、導(dǎo)向套等)有兩組，兩組供料系統(tǒng)分別對進(jìn)入兩個進(jìn)料管道105的原料絲進(jìn)行輸送。

實施例二

在上述實施例的基礎(chǔ)上，本實施例提供了一種3D打印機噴頭，該3D打印機噴頭的噴嘴104與噴頭下部件102可拆卸連接。

可拆卸連接的方式能夠在噴嘴104損壞的情況下進(jìn)行更換，而無需更換整個噴頭。本實施例中，噴嘴104與噴頭下部件102通過螺紋連接的方式實現(xiàn)可拆卸連接的目的，當(dāng)然，此種選取并不作為限制，也可以選用其他可拆卸連接的方式，如卡接。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，本實施例還提供了一種3D打印機，該3D打印機還包括用于給水冷管道106中的水降溫的冷凝器。

兩個水冷管道106通過管子相互連通，并且與冷凝器連接，根據(jù)換熱原理，利用冷凝器對水冷管道106實現(xiàn)換熱，保證水冷管道106中的水循環(huán)使用。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(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)。