一种3D打印机用打印头的制作方法

一种3d打印机用打印头
技术领域
1.本技术涉及3d打印技术领域，尤其是涉及一种3d打印机用打印头。


背景技术：

2.目前常用的fdm（fused deposition modeling）3d打印机采用熔融沉积制造工艺，采用abs、尼龙等热塑性材料，采用条状的热塑性材料进行供料。打印头设置有对材料进行加热融化的喷嘴以及一对转动连接于打印头且位于喷嘴上方以将材料输送至喷嘴的输送辊，两输送辊之间具有供材料通过的间隙且抵接于材料，喷嘴沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速凝固，并与周围的材料凝结，从而形成所需要的结构。
3.针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：现有3d打印机的打印头在实际工作中散热效果差，热量传递至输送辊，导致两输送辊之间的材料被熔化，部分被融化的材料容易粘附于输送辊，影响输送辊的正常工作，因此需要进一步改进。


技术实现要素：

4.为了提高打印头的散热效果，本技术提供一种3d打印机用打印头。
5.本技术提供的一种3d打印机用打印头采用如下的技术方案：一种3d打印机用打印头，包括打印座、设置于打印座以对材料进行输送的输送机构以及设置于打印座以对材料进行熔化打印的打印机构；所述打印座包括基座、设置于基座一侧的安装顶架以及设置于安装顶架的安装座，所述安装顶架设置有位于输送机构上方以供材料通过的进料导向座，所述安装座具有安装腔，所述输送机构包括转动连接于安装座的主动辊、转动连接于安装座的从动辊以及驱动主动辊和主动辊转动从而对材料进行输送的驱动组件，所述主动辊和从动辊均开设有供冷却液通过的流液通道，所述打印座设置有对流液通道输送冷却液的输液组件。
6.通过采用上述技术方案，设置有输液组件向主动辊和从动辊的流液通道通入冷却液，从而对主动辊和从动辊进行降温冷却，有效减少材料受热粘附于主动辊和从动辊外表面的可能，且有效减少材料在主动辊和从动辊处受热融化造成堵料的可能。
7.优选的，所述打印座还包括设置于基座以将安装顶架和安装座罩设的防护罩壳，所述输液组件包括供冷却液储放的冷却箱、第一液管以及第二液管，冷却箱安装于防护罩壳，主动辊和从动辊的两端均转动连接有旋转接头，第一液管和第二液管均设置有两根，其中一根第一液管的一端连接于冷却箱且另一端连接于主动辊一端的旋转接头，其中一根第二液管的一端连接于冷却箱且另一端连接于主动辊另一端的旋转接头，另一根第一液管的一端连接于冷却箱且另一端连接于从动辊一端的旋转接头，另一根第二液管的一端连接于冷却箱且另一端连接于从动辊另一端的旋转接头。
8.通过采用上述技术方案，设置有防护罩壳，提高打印头工作的安全性，冷却箱的冷却液通过第一液管进入主动辊和从动辊的流液通道内，从而对主动辊和从动辊进行冷却降
温，吸收热量后的冷却液通过第二液管排至冷却箱进行重复循环。
9.优选的，所述驱动组件包括转动连接于安装腔的主动轴、驱动主动轴转动的驱动电机、同轴固定套设于主动轴的第一主动齿轮、同轴固定套设于主动辊且啮合于第一主动齿轮的第一从动齿轮、同轴固定套设于主动辊的第二主动齿轮以及同轴固定套设于从动辊且啮合于第二主动齿轮的第二从动齿轮。
10.通过采用上述技术方案，驱动电机转动带动主动轴转动，通过第一主动齿轮、第一从动齿轮、第二主动齿轮和第二从动齿轮实现主动辊和从动辊的同步且朝相对方向转动。
11.优选的，所述打印机构包括固定连接于安装座的喉管、连接于喉管下部的喷嘴以及对喉管进行加热的加热块，安装座固定连接有隔热套，喉管同轴固定穿设于隔热套，喉管的中部固定套设有散热块。
12.通过采用上述技术方案，加热块对喉管进行加热，从而对进入喉管内的材料进行熔化，熔化后的材料由喷嘴喷出进行打印成型，安装座固定连接有隔热套，减少喉管的热量传递至安装座、主动辊和从动辊的可能，喉管的中部固定套设有散热块，增加散热面积。
13.优选的，所述安装座固定连接有对安装腔进行吹风散热的第一冷却风扇。
14.通过采用上述技术方案，增设有第一冷却风扇，减少热量积聚于安装腔内，进一步减少材料在主动辊和从动辊处受热融化造成堵料的可能。
15.优选的，所述安装座固定连接有第二冷却风扇，第二冷却风扇的出风口连接有导风管，导风管的出风口对准喷嘴。
16.通过采用上述技术方案，第二冷却风扇可以精准对已打印模型进行散热，提高打印质量。
17.优选的，所述安装座包括固定连接于安装顶架的安装主座以及活动副座，安装主座的一侧开设有连通于安装腔的装料口，活动副座铰接于安装主座以控制装料口启闭，活动副座和安装主座之间设置有固定机构以实现活动副座的自由端可拆卸连接于安装主座，所述主动辊转动连接于安装主座，从动辊转动连接于活动副座。
18.通过采用上述技术方案，当需要对材料进行装填时，解除固定机构对活动副座的自由端的锁定，翻转活动副座的自由端使得装料口呈开启状态，将伸入安装腔内的材料放置于主动辊上且材料下端延伸至喉管内，翻转活动副座，使得从动辊朝靠近主动辊方向靠拢，使得主动辊和从动辊对材料进行夹紧，通过固定机构对活动副座的自由端进行锁固，完成装料。
19.优选的，所述安装主座开设有限位孔，所述固定机构包括滑移穿设于活动副座的限位杆、固定连接于限位杆且位于活动副座外部的安装板以及固定连接于活动副座和安装板之间以迫使限位杆插设于限位孔的第一弹性件。
20.通过采用上述技术方案，对活动副座进行翻转前，需要对限位杆施加朝远离限位孔方向的作用力，使得限位杆端部滑移脱离出限位孔，此时弹性件具有发生弹性形变且具有弹性势能，工作人员对活动副座的自由端进行翻转，材料装填完毕后，反向翻转活动副座的自由端前，工作人员需要对持续对限位杆施加作用力，当活动副座抵接于安装主座后，撤掉作用力，第一弹性件弹性复位迫使限位杆滑移插设于限位孔，实现锁固。
21.优选的，所述活动副座的外侧壁固定连接有位于限位杆上方的耳板，活动副座设置有解锁板，解锁板通过铰接轴铰接于耳板，安装板沿竖向滑移连接有滑块，解锁板的一端
铰接于滑块，解锁板的顶部靠近活动副座的顶部。
22.通过采用上述技术方案，当需要对装料口进行封闭时，工作人员的食指和中指抵住活动副座，拇指抵接于解锁板，从而实现对活动副座的自由端进行抓取，同时按压解锁板一端，使得解锁板的一端朝靠近活动副座方向转动，解锁板的另一端绕铰接轴轴线朝反向转动，从而带动限位杆朝远离限位孔方向滑移并脱离于限位孔，当活动副座抵接于安装主座后，撤掉作用力，第一弹性件弹性复位迫使限位杆滑移插设于限位孔，实现锁固，操作便捷。
23.优选的，所述安装主座的顶壁开设有连通于安装腔以供材料通过的进料口，所述安装主座的顶壁开设有连通于进料口的滑移腔，滑移腔连通于限位孔，安装主座设置有滑移连接于滑移腔的活动板，活动板开设有供材料通过的通孔，所述滑移腔内壁和活动板之间设置有第二弹性件，限位杆插设于限位孔后，限位杆抵接于活动板的侧壁迫使活动板滑移使得活动板的通孔和进料口处于正对状态，此时第二弹性件发生弹性形变，第二弹性件的弹性力小于第一弹性件的弹力阈值。
24.通过采用上述技术方案，当需要进行装料时，先将材料的下端穿过进料口以及穿过活动板的通孔，当限位杆滑移脱离出限位孔后，第二弹性件弹性复位迫使活动板滑移一小段距离，使得活动板对材料施加一定的夹紧力，此时，工作人员需要对材料施加作用力才能拉动材料向下延伸，一方面，减少工作人员将材料拉的过长，导致喉管内堆积材料的可能，另一方面，对材料进行预固定，减少材料发生晃动的可能。
25.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：设置有输液组件向主动辊和从动辊的流液通道通入冷却液，从而对主动辊和从动辊进行降温冷却，有效减少材料受热粘附于主动辊和从动辊外表面的可能，且有效减少材料在主动辊和从动辊处受热融化造成堵料的可能；第二冷却风扇可以精准对已打印模型进行散热，提高打印质量；当需要进行装料时，先将材料的下端穿过进料口以及穿过活动板的通孔，当限位杆滑移脱离出限位孔后，第二弹性件弹性复位迫使活动板滑移一小段距离，使得活动板对材料施加一定的夹紧力，此时，工作人员需要对材料施加作用力才能拉动材料向下延伸，一方面，减少工作人员将材料拉的过长，导致喉管内堆积材料的可能，另一方面，对材料进行预固定，减少材料发生晃动的可能。
附图说明
26.图1是一种3d打印机用打印头的整体结构示意图。
27.图2是安装座和打印机构的结构示意图。
28.图3是固定机构的结构示意图。
29.图4是输送机构的结构示意图。
30.图5是活动副座的结构示意图。
31.附图标记说明：1、打印座；11、基座；111、滑轮；12、安装顶架；121、进料导向座；13、安装座；131、安装主座；1311、进料口；1312、滑移腔；1313、活动板；1314、第二弹性件；1315、通孔；1316、第一冷却风扇；1317、第二冷却风扇；1318、导风管；132、活动副座；1321、固定板；14、防护罩壳；2、输送机构；21、主动辊；22、从动辊；23、驱动组件；231、主动轴；232、驱动
电机；233、第一主动齿轮；234、第一从动齿轮；235、第二主动齿轮；236、第二从动齿轮；24、流液通道；25、限位槽；3、打印机构；31、喉管；32、喷嘴；33、加热块；34、散热块；4、固定机构；41、限位杆；42、安装板；43、第一弹性件；44、滑块；45、解锁板；46、耳板；5、输液组件；51、冷却箱；52、第一液管；53、第二液管；54、旋转接头；55、抽液泵。
具体实施方式
32.以下结合附图1-5对本技术作进一步详细说明。
33.本技术实施例公开一种3d打印机用打印头，参照图1、图2，包括打印座1、设置于打印座1以对材料进行输送的输送机构2以及设置于打印座1以对材料进行熔化打印的打印机构3。
34.打印座1包括基座11、固定连接于基座11一侧的安装顶架12、固定连接于安装顶架12下端面的安装座13以及固定连接于基座11以将安装顶架12和安装座13罩设的防护罩壳14。基座11远离防护罩壳14的一侧转动连接有滑轮111，滑轮111用于在滑轨滑动行走。安装顶架12固定连接有位于输送机构2上方以供材料通过的进料导向座121，防护罩壳14开设有供进料导向座121穿过的避让槽。
35.参照图1、图3，安装座13包括固定连接于安装顶架12下端面的安装主座131以及活动副座132，安装主座131具有安装腔，安装主座131的一侧开设有连通于安装腔的装料口。活动副座132的下部通过铰接轴铰接于装料口内侧壁以控制装料口启闭，防护罩壳14相对应开设有供活动副座132翻转的避让缺口。
36.参照图4、图5，活动副座132凸出固定连接有延伸至安装腔内的固定板1321，输送机构2包括转动连接于安装座13的主动辊21、转动连接于固定板1321的从动辊22以及驱动主动辊21和主动辊21转动从而对材料进行输送的驱动组件23，主动辊21和从动辊22平行设置。主动辊21和从动辊22的圆周面均环绕开设有供材料条穿过的限位槽25，限位槽25的内壁凸出设置有防滑凸棱，减少材料发生打滑的可能。
37.参照图3、图4，驱动组件23包括转动连接于安装腔的主动轴231、驱动主动轴231转动的驱动电机232、同轴固定套设于主动轴231的第一主动齿轮233、同轴固定套设于主动辊21且外啮合于第一主动齿轮233的第一从动齿轮234、同轴固定套设于主动辊21的第二主动齿轮235以及同轴固定套设于从动辊22且外啮合于第二主动齿轮235的第二从动齿轮236。具体地，驱动电机232为伺服电机，驱动电机232固定连接于安装主座131的外壁，驱动电机232的输出轴固定连接于主动轴231。
38.安装主座131的顶壁开设有连通于安装腔和进料导向座121以供材料通过的进料口1311，安装主座131的顶壁开设有连通于进料口1311的滑移腔1312，安装主座131位于装料口的一侧开设有连通于滑移腔1312的限位孔。滑移腔1312内滑移连接有活动板1313，活动板1313开设有供材料通过的通孔1315，活动板1313位于通孔1315内周壁设置有压力传感器，当压力传感器到达一定压力数值时，驱动电机232处于断电状态。滑移腔1312和活动板1313之间设置有迫使活动板1313朝靠近限位孔方向滑移的第二弹性件1314，具体地，第二弹性件1314为压缩弹簧，压缩弹簧的一端固定连接于滑移腔1312内壁，压缩弹簧的另一端固定连接于活动板1313。
39.参照图4、图5，活动副座132和安装主座131之间设置有固定机构4以实现活动副座
132的自由端可拆卸连接于安装主座131，固定机构4包括滑移穿设于活动副座132的限位杆41、固定连接于限位杆41且位于活动副座132外部的安装板42以及固定连接于活动副座132和安装板42之间以迫使限位杆41插设于限位孔的第一弹性件43。第一弹性件43为拉伸弹簧，拉伸弹簧的一端固定连接于活动副座132外壁，拉伸弹簧的另一端固定连接于安装板42，压缩弹簧的弹性力小于拉伸弹簧的弹性形变力阈值。活动副座132的外侧壁固定连接有位于限位杆41上方的耳板46，活动副座132设置有解锁板45，解锁板45通过铰接轴铰接于耳板46，安装板42沿竖向滑移连接有滑块44，解锁板45的一端铰接于滑块44，解锁板45的顶部靠近活动副座132的顶部。限位杆41插设于限位孔后，限位杆41抵接于活动板1313的侧壁迫使活动板1313滑移使得活动板1313的通孔1315和进料口1311处于正对状态，此时压缩弹簧发生弹性形变。
40.参照图1、图5，主动辊21和从动辊22均开设有供冷却液通过的流液通道24，防护罩壳14设置有对流液通道24输送冷却液的输液组件5。输液组件5包括固定连接于防护罩壳14上端面以供冷却液储放的冷却箱51、第一液管52以及第二液管53，主动辊21和从动辊22的两端均转动连接有旋转接头54，第一液管52和第二液管53均设置有两根。主动辊21和从动辊22的结构相同，本实施例中，以从动辊22为例，第一液管52的一端连接于冷却箱51且另一端连接于从动辊22其中一个旋转接头54，第二液管53的一端连接于冷却箱51且另一端连接于从动辊22上的另一个旋转接头54。第一液管52设置有将冷却箱51内抽送至流液通道24的抽液泵55，连接于主动辊21的第一液管52和第二液管53均为硬管，连接于从动辊22的第一液管52和第二液管53均为波纹伸缩软管。
41.参照图2、图3，打印机构3包括固定连接于安装腔的喉管31、固定连接于喉管31下部且外露于防护罩壳14的喷嘴32以及固定套设于喉管31以对喉管31进行加热的加热块33。喉管31的轴线呈竖向设置，喉管31位于限位槽25的正下方，喉管31同轴固定套设有隔热套（图中未显示），喉管31的中部固定套设有位于隔热套下方的散热块34，加热块33和散热块34均位于安装主座131的下方。安装主座131的外壁固定连接有对安装腔进行吹风散热的第一冷却风扇1316，安装主座131的外侧壁固定连接有第二冷却风扇1317，第二冷却风扇1317的出风口连接有导风管1318，导风管1318的出风口对准喷嘴32。
42.本技术实施例一种3d打印机用打印头的实施原理为：增设有第一冷却风扇1316，对喉管31散发的热量进行吹除，减少热量积聚于安装腔内，减少材料在主动辊21和从动辊22处受热融化造成堵料的可能；冷却箱51的冷却液通过第一液管52进入主动辊21和从动辊22的流液通道24内，从而对主动辊21和从动辊22进行冷却降温，有效减少材料受热粘附于主动辊21和从动辊22外表面的可能，且有效减少材料在主动辊21和从动辊22处受热融化造成堵料的可能，吸收热量后的冷却液通过第二液管53排至冷却箱51进行重复循环。
43.当需要对材料进行装料时，先将材料依次穿过进料导向座121、进料口1311以及活动板1313的通孔1315，当限位杆41滑移脱离出限位孔后，第二弹性件1314弹性复位迫使活动板1313滑移一小段距离，使得活动板1313对材料施加一定的夹紧力，此时，设置于通孔1315内的压力传感器感应到作用力，压力传感器的信号传递至驱动电机内的控制器，控制器使得驱动电机232处于断电状态，提高操作安全性，工作人员需要对材料施加作用力才能拉动材料向下延伸，当材料的下端穿过限位槽25、喉管31的上部内孔内后，翻转活动副座132的自由端，并使得限位杆41插设于限位孔后，限位杆41抵接于活动板1313反向滑移，使
得活动板1313的通孔1315和进料口1311处于正对状态，此时压力传感器未感应到作用力，驱动电机232处于通电状态，使得打印头能够正常工作。
44.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种3d打印机用打印头，其特征在于：包括打印座(1)、设置于打印座(1)以对材料进行输送的输送机构(2)以及设置于打印座(1)以对材料进行熔化打印的打印机构(3)；所述打印座(1)包括基座(11)、设置于基座(11)一侧的安装顶架(12)以及设置于安装顶架(12)的安装座(13)，所述安装顶架(12)设置有位于输送机构(2)上方以供材料通过的进料导向座(121)，所述安装座(13)具有安装腔，所述输送机构(2)包括转动连接于安装座(13)的主动辊(21)、转动连接于安装座(13)的从动辊(22)以及驱动主动辊(21)和主动辊(21)转动从而对材料进行输送的驱动组件(23)，所述主动辊(21)和从动辊(22)均开设有供冷却液通过的流液通道(24)，所述打印座(1)设置有对流液通道(24)输送冷却液的输液组件(5)。2.根据权利要求1所述的一种3d打印机用打印头，其特征在于：所述打印座(1)还包括设置于基座(11)以将安装顶架(12)和安装座(13)罩设的防护罩壳(14)，所述输液组件(5)包括供冷却液储放的冷却箱(51)、第一液管(52)以及第二液管(53)，冷却箱(51)安装于防护罩壳(14)，主动辊(21)和从动辊(22)的两端均转动连接有旋转接头(54)，第一液管(52)和第二液管(53)均设置有两根，其中一根第一液管(52)的一端连接于冷却箱(51)且另一端连接于主动辊(21)一端的旋转接头(54)，其中一根第二液管(53)的一端连接于冷却箱(51)且另一端连接于主动辊(21)另一端的旋转接头(54)，另一根第一液管(52)的一端连接于冷却箱(51)且另一端连接于从动辊(22)一端的旋转接头(54)，另一根第二液管(53)的一端连接于冷却箱(51)且另一端连接于从动辊(22)另一端的旋转接头(54)。3.根据权利要求1所述的一种3d打印机用打印头，其特征在于：所述驱动组件(23)包括转动连接于安装腔的主动轴(231)、驱动主动轴(231)转动的驱动电机(232)、同轴固定套设于主动轴(231)的第一主动齿轮(233)、同轴固定套设于主动辊(21)且啮合于第一主动齿轮(233)的第一从动齿轮(234)、同轴固定套设于主动辊(21)的第二主动齿轮(235)以及同轴固定套设于从动辊(22)且啮合于第二主动齿轮(235)的第二从动齿轮(236)。4.根据权利要求1所述的一种3d打印机用打印头，其特征在于：所述打印机构(3)包括固定连接于安装座(13)的喉管(31)、连接于喉管(31)下部的喷嘴(32)以及对喉管(31)进行加热的加热块(33)，安装座(13)固定连接有隔热套，喉管(31)同轴固定穿设于隔热套，喉管(31)的中部固定套设有散热块(34)。5.根据权利要求4所述的一种3d打印机用打印头，其特征在于：所述安装座(13)固定连接有对安装腔进行吹风散热的第一冷却风扇(1316)。6.根据权利要求4所述的一种3d打印机用打印头，其特征在于：所述安装座(13)固定连接有第二冷却风扇(1317)，第二冷却风扇(1317)的出风口连接有导风管(1318)，导风管(1318)的出风口对准喷嘴(32)。7.根据权利要求1所述的一种3d打印机用打印头，其特征在于：所述安装座(13)包括固定连接于安装顶架(12)的安装主座(131)以及活动副座(132)，安装主座(131)的一侧开设有连通于安装腔的装料口，活动副座(132)铰接于安装主座(131)以控制装料口启闭，活动副座(132)和安装主座(131)之间设置有固定机构(4)以实现活动副座(132)的自由端可拆卸连接于安装主座(131)，所述主动辊(21)转动连接于安装主座(131)，从动辊(22)转动连接于活动副座(132)。8.根据权利要求7所述的一种3d打印机用打印头，其特征在于：所述安装主座(131)开设有限位孔，所述固定机构(4)包括滑移穿设于活动副座(132)的限位杆(41)、固定连接于
限位杆(41)且位于活动副座(132)外部的安装板(42)以及固定连接于活动副座(132)和安装板(42)之间以迫使限位杆(41)插设于限位孔的第一弹性件(43)。9.根据权利要求8所述的一种3d打印机用打印头，其特征在于：所述活动副座(132)的外侧壁固定连接有位于限位杆(41)上方的耳板(46)，活动副座(132)设置有解锁板(45)，解锁板(45)通过铰接轴铰接于耳板(46)，安装板(42)沿竖向滑移连接有滑块(44)，解锁板(45)的一端铰接于滑块(44)，解锁板(45)的顶部靠近活动副座(132)的顶部。10.根据权利要求8所述的一种3d打印机用打印头，其特征在于：所述安装主座(131)的顶壁开设有连通于安装腔以供材料通过的进料口(1311)，所述安装主座(131)的顶壁开设有连通于进料口(1311)的滑移腔(1312)，滑移腔(1312)连通于限位孔，安装主座(131)设置有滑移连接于滑移腔(1312)的活动板(1313)，活动板(1313)开设有供材料通过的通孔(1315)，所述滑移腔(1312)内壁和活动板(1313)之间设置有第二弹性件(1314)，限位杆(41)插设于限位孔后，限位杆(41)抵接于活动板(1313)的侧壁迫使活动板(1313)滑移使得活动板(1313)的通孔(1315)和进料口(1311)处于正对状态，此时第二弹性件(1314)发生弹性形变，第二弹性件(1314)的弹性力小于第一弹性件(43)的弹力阈值。

技术总结
本申请涉及一种3D打印机用打印头，包括打印座、设置于打印座以对材料进行输送的输送机构以及设置于打印座以对材料进行熔化打印的打印机构；所述打印座包括基座、设置于基座一侧的安装顶架以及设置于安装顶架的安装座，所述安装顶架设置有位于输送机构上方以供材料通过的进料导向座，所述安装座具有安装腔，所述输送机构包括转动连接于安装座的主动辊、转动连接于安装座的从动辊以及驱动主动辊和主动辊转动从而对材料进行输送的驱动组件，所述主动辊和从动辊均开设有供冷却液通过的流液通道，所述打印座设置有对流液通道输送冷却液的输液组件。本申请具有提高打印头的散热效果的效果。的效果。的效果。


技术研发人员：黄辉平 张淑莲
受保护的技术使用者：深圳市洋明达科技有限公司
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/3/8