CN109228339A - 一种多材料的3d打印喷头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多材料的3D打印喷头，包括第一喷头主体、活塞、旋转盘和加热腔，所述第一喷头主体内部的顶端设有活塞腔，活塞腔下方的第一喷头主体内部设有加热腔，加热腔下方的第一喷头主体内部设有预留腔，预留腔下方的第一喷头主体底部设有漏斗状出料口。本发明通过活塞的上下移动，实现原料连续自吸不需要停机更换喷头装置，提高打印效率，能改变第一喷头主体或第二喷头主体的流量，并且第一喷头主体与第二喷头主体可以1、同时喷射不同的原料，2、相互交错喷射不同的原料，3、往复喷射不同的原料，同时使活塞腔内部原料产生一个涡流效应，类似搅拌，防止原料在活塞腔发生凝固，且还提高电热管对原料加热效率和防止在喷料结束后，原料在漏斗出料口处产生拉丝。

Description

一种多材料的3D打印喷头

技术领域

本发明涉及3D打印喷头技术领域，具体为一种多材料的3D打印喷头。

背景技术

3D打印（3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的，常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件，该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息***、土木工程、***以及其他领域都有所应用。

而3D打印喷头是3D打印的重要组成部分，现有的3D打印挤出头在打印工件过程中，流量是固定不变的，当打印工件需要更大的挤出量时，就需要更换喷头不同口径的喷头，同时现有的3D打印喷头只能挤出一种材料，且不能很好的控制喷料的顺序。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多材料的3D打印喷头，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多材料的3D打印喷头，包括第一喷头主体、第二喷头主体、旋转盘和连接块，所述连接块的两侧分别安装有第一喷头主体与第二喷头主体，所述第一喷头主体与第二喷头主体内部的顶端皆设有活塞腔，活塞腔下方的第一喷头主体与第二喷头主体内部皆设有加热腔，加热腔下方的第一喷头主体与第二喷头主体内部皆设有预留腔，预留腔下方的第一喷头主体与第二喷头主体底部皆设有漏斗状出料口，所述活塞腔的内部设有活塞，活塞腔内部的两侧皆设有通孔，通孔的内部安装有单向阀，所述活塞底部的中间位置处通过轴承安装有固定杆，固定杆的外侧设有外螺旋，且固定杆的一端延伸至加热腔内部，所述加热腔的内侧壁设有内螺旋，加热腔外侧的第一喷头主体内部等间距设有多个电热管，所述第一喷头主体与第二喷头主体之间的顶部安装有支架，支架的顶部通过轴承座安装有转轴，且转轴一侧的支架的顶部安装有电机，电机的输出端通过皮带机构与转轴连接，所述转轴的两端皆固定连接有旋转盘，且旋转盘上呈六角形等间距设有多个插孔，所述活塞顶部的中间位置处安装有连接杆，连接杆的一端延伸至一喷头主体与第二喷头主体顶部铰接有铰接杆，所述铰接杆远离连接杆的一端通过转轴安装有插杆，插杆远离铰接杆的一端安装有螺杆，且螺杆的一端贯穿其中一个插孔。

优选的，所述活塞腔顶部的一侧设有凹槽，凹槽内部的一侧安装有固定辊，固定辊的两端皆安装有扭簧，且固定辊的一侧安装有固定板。

优选的，所述固定板与凹槽之间设有密封圈，密封圈上方的第一喷头主体与第二喷头主体顶部皆设有进料管。

优选的，所述固定杆的长度等于加热腔的深度。

优选的，所述单向阀的流向为从活塞腔的顶部至活塞腔的底部。

优选的，所述内螺旋与外螺旋相互匹配。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该多材料的3D打印喷头，

1、通过在活塞腔的内部设置活塞，活塞腔内部的两侧皆设置通孔，通孔的内部安装单向阀，单向阀的流向为从活塞腔的顶部至活塞腔的底部，第一喷头主体与第二喷头主体之间的顶部安装有支架，支架的顶部通过轴承座安装有转轴，且转轴一侧的支架的顶部安装有电机，电机的输出端通过皮带机构与转轴连接，所述转轴的两端皆固定连接有旋转盘，活塞顶部的中间位置处安装连接杆，连接杆的一端延伸至第一喷头主体顶部铰接铰接杆，铰接杆远离连接杆的一端通过转轴安装插杆，插杆远离铰接杆的一端安装螺杆，且螺杆的一端贯穿其中一个插孔，活塞腔顶部的一侧设置凹槽，凹槽内部的一侧安装固定辊，固定辊的两端皆安装扭簧，且固定辊的一侧安装固定板，固定板与凹槽之间设置密封圈，且密封圈上方的第一喷头主体与第二喷头主体的顶部设置进料管，电机的输出端转动通过皮带机构带动转轴转动，转轴转动带动旋转盘转动，旋转盘转动带动铰接杆的一端做圆周运动，使铰接杆另一端带动连接杆上下运动，从而使活塞上下运动，当活塞向下运动时，使活塞顶部的活塞腔内部的体积变大，压强减少，从而进料管内部的原料冲开固定板进入活塞顶部的活塞腔内部，当活塞向上运动时，使活塞顶部的活塞腔内部的体积变小，压强增大，从而使单向阀打开，原料通过通孔进入活塞底部的活塞腔内部，完成吸料，这样活塞上下来回往复运动，实现原料连续自吸，且不需要停机更换喷头装置，提高打印效率。

2、通过在两个旋转盘上呈六角形等间距设置多个插孔，当第一喷头主体或第二喷头主体螺杆的一端贯穿旋转盘同一列上不同的插孔与旋转盘固定时，旋转盘转动，就会使铰接杆的一端做圆周运动圆形轨迹的直径不同，因此连接杆上下运动的距离就会不同，又因为不管螺杆贯穿旋转盘同一列上哪个插孔与旋转盘固定时，旋转盘转动一圈的所用的时间相同，所以旋转盘带动铰接杆一端做圆周运动时间相同，从而单位时间内吸取和喷射出的原料体积就会不同，因此不需要更换喷头装置的口径就能改变第一喷头主体或第二喷头主体流量，同时当第一喷头主体与第二喷头主体连接杆一端螺杆分别贯穿旋转盘上不同角度的插孔与旋转盘固定时，第一喷头主体与第二喷头主体1、可以同时喷射不同的原料，2、可以相互交错喷射不同的原料，3、可以往复喷射不同的原料。

3、通过在活塞底部的中间位置处通过轴承安装固定杆，固定杆的外侧设置外螺旋，且固定杆的一端延伸至加热腔内部，加热腔的内侧壁设置内螺旋，且内螺旋与外螺旋相互匹配，固定杆的长度等于加热腔的深度，当活塞向下移动时，带动固定杆在加热腔内部向下移动，因为固定杆的外侧设置外螺旋，加热腔的内侧壁设置内螺旋，内螺旋与外螺旋相互匹配，会使固定杆转动，而固定杆转动，会产生将活塞腔内部原料向下吸取的作用力，同时活塞挤压活塞腔内部原料顺着外螺旋排出，而原料顺着外螺旋向下移动时，会产生一个带动固定杆转动的作用力，同时会使活塞腔内部原料产生一个涡流效应，类似搅拌，防止原料凝固，喷料结束后，活塞最后一次向上运动，会将喷头出的原料吸取至预留腔内部，防止原料在漏斗状出料口出形成拉丝。

4、通过在加热腔外侧的第一喷头主体与第二喷头主体内部等间距设置多个电热管，当原料顺着外螺旋向下移动时排出时，延长原料在加热腔停留时间，从而电热管对原料加热更充分。

综上所述，通过活塞的上下移动，实现原料连续自吸不需要停机更换喷头装置，提高打印效率，且当第一喷头主体或第二喷头主体螺杆的一端贯穿竖直方向上不同的插孔与旋转盘固定时，就能改变第一喷头主体或第二喷头主体的流量，并且当第一喷头主体与第二喷头主体连接杆一端螺杆分别贯穿旋转盘上不同角度的插孔与旋转盘固定时，第一喷头主体与第二喷头主体可以1、同时喷射不同的原料，2、相互交错喷射不同的原料，3、往复喷射不同的原料，同时当活塞向下移动时，使固定杆转动，且原料会顺着顺着外螺旋向下移动排出，使活塞腔内部原料产生一个涡流效应，类似搅拌，防止原料在活塞腔发生凝固，且还提高电热管对原料加热效率和防止在喷料结束后，原料在漏斗出料口处产生拉丝。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明侧视结构示意图；

图3为本发明加热腔俯视结构示意图；

图4为图1的A处局部放大图。

图中：1、预留腔；2、内螺旋；3、第一喷头主体；4、活塞；5、单向阀；6、支架；7、旋转盘；8、插孔；9、铰接杆；10、连接杆；11、活塞腔；12、通孔；13、固定杆；14、电热管；15、加热腔；16、漏斗状出料口；17、电机；18、螺杆；19、插杆；20、固定辊；21、密封圈；22、凹槽；23、固定板；24、扭簧；25、外螺旋；26、进料管；27、皮带机构；28、轴承座；29、转轴；30、连接块；31、第二喷头主体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供的一种实施例：一种多材料的3D打印喷头，包括第一喷头主体3、第二喷头主体31、旋转盘7和连接块30，连接块30的两侧分别安装有第一喷头主体3与第二喷头主体31，第一喷头主体3与第二喷头主体31内部的顶端皆设有活塞腔11，活塞腔11下方的第一喷头主体3与第二喷头主体31内部皆设有加热腔15，加热腔15下方的第一喷头主体3与第二喷头主体31内部皆设有预留腔1，预留腔1下方的第一喷头主体3与第二喷头主体31底部皆设有漏斗状出料口16，活塞腔11顶部的一侧设有凹槽22，凹槽22内部的一侧安装有固定辊20，固定辊20的两端皆安装有扭簧24，且固定辊20的一侧安装有固定板23，固定板23与凹槽22之间设有密封圈21，且密封圈21上方的第一喷头主体3与第二喷头主体30顶部皆设有进料管26，活塞腔11的内部设有活塞4，活塞腔11内部的两侧皆设有通孔12，通孔12的内部安装有单向阀5，单向阀5的流向为从活塞腔11的顶部至活塞腔11的底部，活塞4底部的中间位置处通过轴承安装有固定杆13，固定杆13的长度等于加热腔15的深度，固定杆13的外侧设有外螺旋25，且固定杆13的一端延伸至加热腔15内部，加热腔15的内侧壁设有内螺旋2，内螺旋2与外螺旋25相互匹配，加热腔15外侧的第一喷头主体3内部等间距设有多个电热管14，第一喷头主体3与第二喷头主体31之间的顶部安装有支架6，支架6的顶部通过轴承座28安装有转轴29，且转轴29一侧的支架6的顶部安装有电机17，电机17的输出端通过皮带机构27与转轴连接，转轴的两端皆固定连接有旋转盘7，且旋转盘7上呈六角形等间距设有多个插孔8，活塞4顶部的中间位置处安装有连接杆10，连接杆10的一端延伸至一喷头主体3与第二喷头主体31顶部铰接有铰接杆9，铰接杆9远离连接杆10的一端通过转轴安装有插杆19，插杆19远离铰接杆9的一端安装有螺杆18，且螺杆18的一端贯穿其中一个插孔8。

工作原理：使用时，电机17的输出端转动通过皮带机构27带动转轴28转动，转轴28转动带动旋转盘7转动，旋转盘7转动带动铰接杆9的一端做圆周运动，使铰接杆9另一端带动连接杆10上下运动，从而使活塞4上下运动，当活塞4向下运动时，使活塞4顶部的活塞腔11内部的体积变大，压强减少，从而进料管26的内部的原料冲开固定板23进入活塞5顶部的活塞腔22内部，当活塞5向上运动时，使活塞5顶部的活塞腔22内部的体积变小，压强增大，从而使单向阀5打开，原料通过通孔12进入活塞4底部的活塞腔11内部，完成吸料，当第一喷头主体3或第二喷头主体30螺杆18的一端贯穿旋转盘7同一列上不同的插孔8与旋转盘7固定时，旋转盘7转动，就会造成铰接杆9的一端做圆周运动的圆形轨迹的直径不同，因此连接杆10上下运动的距离就会不同，又因为不管螺杆18贯穿旋转盘7同一列上哪个插孔8与旋转盘7固定时，旋转盘7转动一圈所用的时间是一样的，所以带动铰接杆10一端做上下运动时间相同，从而单位时间内吸取和喷射出的原料体积就会不同，实现不需要更换喷头装置，改变喷头口径，就能改变了第一喷头主体3或第二喷头主体30的流量，当第一喷头主体3与第二喷头主体30铰接杆10一端螺杆18分别贯穿旋转盘7上不同角度的插孔8与旋转盘固定时，第一喷头主体3与第二喷头主体30可以1、同时喷射不同的原料，2、相互交错喷射不同的原料，3、往复喷射不同的原料，当活塞4向下移动时，就会带动固定杆13在加热腔15内部移动，因为固定杆13的外侧设置外螺旋25，加热腔15设置内螺旋2，内螺旋2与外螺旋25相互匹配，从而使固定杆13转动，而固定杆13转动会带动外螺旋25转动，会产生将活塞腔11内部原料向下吸取的作用力，同时活塞4挤压活塞腔11内部原料，使原料顺着外螺旋25排出，而原料顺着外螺旋25向下移动时，会产生一个带动固定杆13转动的作用力，同时会使活塞腔11内部原料产生一个涡流效应，类似搅拌，防止原料凝固，喷料结束后，活塞4最后一次向上运动，会将喷头出的原料吸取至预留腔1内部，防止原料在漏斗状出料口16出形成拉丝，当原料顺着外螺旋25向下移动时排出时，延长原料在加热腔15停留时间，从而电热管14对原料加热更充分。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种多材料的3D打印喷头，包括第一喷头主体（3）、第二喷头主体（31）、旋转盘（7）和连接块（30），其特征在于：所述连接块（30）的两侧分别安装有第一喷头主体（3）与第二喷头主体（31），所述第一喷头主体（3）与第二喷头主体（31）内部的顶端皆设有活塞腔（11），活塞腔（11）下方的第一喷头主体（3）与第二喷头主体（31）内部皆设有加热腔（15），加热腔（15）下方的第一喷头主体（3）与第二喷头主体（31）内部皆设有预留腔（1），预留腔（1）下方的第一喷头主体（3）与第二喷头主体（31）底部皆设有漏斗状出料口（16），所述活塞腔（11）的内部设有活塞（4），活塞腔（11）内部的两侧皆设有通孔（12），通孔（12）的内部安装有单向阀（5），所述活塞（4）底部的中间位置处通过轴承安装有固定杆（13），固定杆（13）的外侧设有外螺旋（25），且固定杆（13）的一端延伸至加热腔（15）内部，所述加热腔（15）的内侧壁设有内螺旋（2），加热腔（15）外侧的第一喷头主体（3）内部等间距设有多个电热管（14），所述第一喷头主体（3）与第二喷头主体（31）之间的顶部安装有支架（6），支架（6）的顶部通过轴承座（28）安装有转轴（29），且转轴（29）一侧的支架（6）的顶部安装有电机（17），电机（17）的输出端通过皮带机构（27）与转轴连接，所述转轴的两端皆固定连接有旋转盘（7），且旋转盘（7）上呈六角形等间距设有多个插孔（8），所述活塞（4）顶部的中间位置处安装有连接杆（10），连接杆（10）的一端延伸至一喷头主体（3）与第二喷头主体（31）顶部铰接有铰接杆（9），所述铰接杆（9）远离连接杆（10）的一端通过转轴安装有插杆（19），插杆（19）远离铰接杆（9）的一端安装有螺杆（18），且螺杆（18）的一端贯穿其中一个插孔（8）。

2.根据权利要求1所述的一种多材料的3D打印喷头，其特征在于：所述活塞腔（11）顶部的一侧设有凹槽（22），凹槽（22）内部的一侧安装有固定辊（20），固定辊（20）的两端皆安装有扭簧（24），且固定辊（20）的一侧安装有固定板（23）。

3.根据权利要求2所述的一种多材料的3D打印喷头，其特征在于：所述固定板（23）与凹槽（22）之间设有密封圈（21），且密封圈（21）上方的第一喷头主体（3）与第二喷头主体（30）顶部皆设有进料管（26）。

4.根据权利要求1所述的一种多材料的3D打印喷头，其特征在于：所述固定杆（13）的长度等于加热腔（15）的深度。

5.根据权利要求1所述的一种多材料的3D打印喷头，其特征在于：所述单向阀（5）的流向为从活塞腔（11）的顶部至活塞腔（11）的底部。

6.根据权利要求1所述的一种多材料的3D打印喷头，其特征在于：所述内螺旋（2）与外螺旋（25）相互匹配。