3d打印機(jī)的供料喉管及供料結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種3D打印機(jī)的供料喉管，所述供料喉管包括散熱外管和鑲嵌在散熱外管中的聚四氟乙烯內(nèi)管，所述聚四氟乙烯內(nèi)管中設(shè)有容打印材料通過的進(jìn)料通道。該供料喉管通過聚四氟乙烯內(nèi)管防止PLA聚乳酸打印材料在喉管中堵塞的情況，提高加熱打印頭出絲的穩(wěn)定性和流暢性，從而提高打印模型的表面質(zhì)量，且該供料結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，成本低，適合推廣應(yīng)用。
【專利說明】3D打印機(jī)的供料喉管及供料結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種3D打印機(jī)，特別是涉及一種3D打印機(jī)的供料喉管及供料結(jié)構(gòu)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]3D打印機(jī)是基于3D打印技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生的一種打印設(shè)備，所謂3D打印機(jī)技術(shù)是一種工件的快速成型技術(shù)，是以工件的數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用金屬或塑料等加熱軟化后具有帶粘性的材料，通過逐層打印的方式構(gòu)成工件的技術(shù)。
[0003]目前，3D打印技術(shù)主要有四種:光固化成型(SLA)、三維粉末粘接(3DP)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)和熔融沉積快速成型(FDM)。其中，基于光固化成型技術(shù)、三維粉末粘接技術(shù)和選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的3D打印機(jī)雖然精度較高，適用材料也比較廣泛，往往需要較大的功率，技術(shù)比較復(fù)雜，設(shè)備成本、維護(hù)成本和材料成本都很高，所以目前應(yīng)用范圍主要集中于高端制造領(lǐng)域。而熔融沉積快速成型(FDM)又叫熱熔堆積，它是將絲狀熱熔性材料加熱融化，通過帶有一個(gè)微細(xì)噴嘴的打印頭擠噴出來。熱熔材料熔化后從打印頭中噴出，沉積在打印工作臺(tái)面板或者前一層已固化的材料上，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。
[0004]所以，基于FDM熱熔堆積原理的3D打印機(jī)在市面上得到了廣泛的應(yīng)用。該3D打印機(jī)的供料結(jié)構(gòu)包括供料喉管，該供料喉管的一端與放置有打印材料的進(jìn)料裝置相連接，另一端與加熱打印頭相連接，打印材料通過供料喉管進(jìn)入加熱打印頭，從而完成3D打印作業(yè)。但是，該3D打印機(jī)在打印時(shí)，所使用的打印材料為PLA聚乳酸材料，由于PLA聚乳酸材料自身的物理特性，其在70°左右時(shí)就會(huì)軟化，在100°左右時(shí)開始膨脹；另外，在打印過程中，加熱打印頭的熱量會(huì)傳遞給供料喉管，進(jìn)而傳遞給供料喉管中的PLA聚乳酸材料；故3D打印機(jī)工作一段時(shí)間后，供料喉管內(nèi)的PLA聚乳酸材料就會(huì)軟化膨脹，即PLA聚乳酸材料絲堵在靠近加熱打印頭的供料喉管處，最終造成加熱打印頭徹底堵塞，影響打印機(jī)的正常工作。特別是在打印細(xì)小部位時(shí)，若發(fā)生上述情況，打印機(jī)速度變慢后尤為明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種防止PLA聚乳酸材料絲堵在供料喉管中的3D打印機(jī)的供料喉管。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種3D打印機(jī)的供料喉管，所述供料喉管包括散熱外管和鑲嵌在散熱外管中的聚四氟乙烯內(nèi)管，所述聚四氟乙烯內(nèi)管中設(shè)有容打印材料通過的進(jìn)料通道。
[0007]優(yōu)選地，所述散熱外管的外周設(shè)有多片沿散熱外管軸向分布的散熱片。
[0008]優(yōu)選地，所述散熱外管的外周設(shè)有一 U型槽。
[0009]本發(fā)明涉及的3D打印機(jī)的供料喉管具有以下有益效果:
[0010]該供料喉管通過聚四氟乙烯內(nèi)管防止PLA聚乳酸打印材料在喉管中堵塞的情況，提高加熱打印頭出絲的穩(wěn)定性和流暢性，從而提高打印模型的表面質(zhì)量，且該供料結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，成本低，適合推廣應(yīng)用。
[0011]本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題在于提供一種防止PLA聚乳酸材料絲堵在供料喉管中的3D打印機(jī)的供料結(jié)構(gòu)。
[0012]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種3D打印機(jī)的供料結(jié)構(gòu)，包括儲(chǔ)存有打印材料的擠出機(jī)、供料喉管和加熱打印頭，所述擠出機(jī)設(shè)有一打印材料出絲口，所述加熱打印頭中設(shè)有一融化腔，所述供料喉管包括散熱外管和鑲嵌在散熱外管中的聚四氟乙烯內(nèi)管，所述聚四氟乙烯內(nèi)管連通打印材料出絲口和融化腔
[0013]進(jìn)一步地，所述供料喉管與加熱打印頭通過緊固件相連接，所述散熱外管的外周設(shè)有多片沿散熱外管軸向分布的散熱片。
[0014]進(jìn)一步地，所述供料喉管與加熱打印頭為螺紋連接，所述供料喉管的外周設(shè)有一 U型槽。
[0015]優(yōu)選地，所述散熱外管和加熱打印頭之間設(shè)有一隔熱件。
[0016]本發(fā)明涉及的3D打印機(jī)的供料結(jié)構(gòu)具有以下有益效果:
[0017]該3D打印機(jī)的供料結(jié)構(gòu)徹底解決了 PLA聚乳酸打印材料在喉管中堵塞的情況，提高加熱打印頭出絲的穩(wěn)定性和流暢性，從而提高打印模型的表面質(zhì)量，且該供料結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，成本低，適合推廣應(yīng)用。
[0018]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖對(duì)本專利進(jìn)行詳細(xì)說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為圖1中供料喉管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為圖2中散熱外管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4為本發(fā)明中供料喉管的另一實(shí)施例。
[0023]圖5為圖4的剖視圖。
[0024]元件標(biāo)號(hào)說明
[0025]I擠出機(jī)
[0026]2供料喉管
[0027]21散熱外管
[0028]22聚四氟乙烯內(nèi)管
[0029]23散熱片
[0030]24U 型槽
[0031]25連接螺紋
[0032]3加熱打印頭
[0033]4隔熱件
[0034]5安裝板
【具體實(shí)施方式】[0035]以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0036]須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。
[0037]如圖1所示，本發(fā)明提供一種3D打印機(jī)的供料結(jié)構(gòu)，包括儲(chǔ)存有打印材料的擠出機(jī)1、供料喉管2和加熱打印頭3，所述擠出機(jī)I設(shè)有一打印材料出絲口，所述加熱打印頭3中設(shè)有一融化腔，所述供料喉管2包括散熱外管21和鑲嵌在散熱外管21中的聚四氟乙烯內(nèi)管22，見圖2，所述聚四氟乙烯內(nèi)管22連通打印材料出絲口和融化腔。優(yōu)選地，所述供料喉管2與加熱打印頭3通過三顆螺釘從上往下固定連接。
[0038]該3D打印機(jī)的供料結(jié)構(gòu)中，打印材料為PLA聚乳酸材料，打印時(shí)，PLA聚乳酸材料通過聚四氟乙烯內(nèi)管22進(jìn)入加熱打印頭3的融化腔中后，再由加熱打印頭3出絲。打印過程中，散熱外管21散出一部分由加熱打印頭3傳遞過來的熱量，從而降低聚四氟乙烯內(nèi)管22的溫度，以防止聚四氟乙烯內(nèi)管22中的PLA聚乳酸材料因受熱而軟化膨脹，減少堵塞情況；特別是，本發(fā)明通過聚四氟乙烯內(nèi)管22徹底解決PLA聚乳酸材料由擠出機(jī)I擠出后，在通過供料喉管2進(jìn)入加熱打印頭3的融化腔這一過程中發(fā)生堵塞的問題。具體講，PLA聚乳酸材料經(jīng)過供料喉管2時(shí)，其與聚四氟乙烯內(nèi)管22的內(nèi)壁之間存在一滑動(dòng)摩擦力，該滑動(dòng)摩擦力f=uFn，其中，u為滑動(dòng)摩擦系數(shù)，F(xiàn)n為PLA聚乳酸材料對(duì)聚四氟乙烯內(nèi)管22內(nèi)壁的正壓力；在同樣的溫度情況下，PLA聚乳酸材料的膨脹率相同，故其對(duì)聚四氟乙烯內(nèi)管22內(nèi)壁的正壓力Fn也相同；由于聚四氟乙烯具有自潤(rùn)滑和不粘等物理特性，其與PLA聚乳酸材料的摩擦系數(shù)u為0.04，而PLA聚乳酸材料與鋼、鋁等金屬材料的摩擦系數(shù)u高達(dá)0.5-0.6，所以，由此可得出，在相同溫度的情況下，PLA聚乳酸材料在通過供料喉管2的過程中，其與聚四氟乙烯內(nèi)管22之間的滑動(dòng)摩擦力非常小，故能夠有效實(shí)現(xiàn)由擠出機(jī)I擠出的PLA絲順利進(jìn)入加熱打印頭3的融化腔中，從而消除PLA材料因受熱膨脹而在供料喉管2中發(fā)生堵塞的情況，徹底解決PLA材料在打印時(shí)發(fā)生堵塞的問題，從而保證加熱打印頭3出絲的流暢性和穩(wěn)定性，最終提高打印模型的表面質(zhì)量。
[0039]進(jìn)一步地，如圖2，所述散熱外管21的外周設(shè)有多片沿散熱外管21軸向分布的散熱片23，用于將從加熱打印頭3處傳遞過來的熱量散出，以降低散熱外管21和擠出機(jī)I的溫度，從而降低聚四氟乙烯內(nèi)管22的溫度，防止PLA聚乳酸材料受熱膨脹。在打印過程中，加熱打印頭3發(fā)熱，故供料喉管2靠近加熱打印頭3 —端的溫度高，靠近擠出機(jī)I 一端的溫度低，為了使散熱更加合理，本實(shí)施例中，如圖2和圖3所述，多片散熱片23的厚度沿打印材料的擠出運(yùn)動(dòng)方向逐漸增厚，即靠近擠出機(jī)I 一端的散熱片23的厚度最小散熱片23比較稀疏，靠近加熱打印機(jī)一端的散熱片23的厚度最大散熱片23比較密集，通過散熱片23厚度的不一樣來改變每個(gè)散熱片23單位體積的散熱功率，達(dá)到最合理的分布，即在不影響加熱打印頭3溫度情況下，通過多片散熱片23稀疏分布，使加熱打印頭3的熱量最少的通過供料喉管2傳遞給擠出機(jī)I和聚四氟乙烯內(nèi)管22，從而防止堵塞。
[0040]上述結(jié)構(gòu)的供料喉管2針對(duì)打印品質(zhì)要求較高的3D打印機(jī)，當(dāng)針對(duì)小型化、輕量化、高速打印的3D打印機(jī)時(shí)，本發(fā)明還提供另一種結(jié)構(gòu)的供料喉管，如圖4和圖5所示，該供料喉管2也包括散熱外管21和聚四氟乙烯內(nèi)管22，所述聚四氟乙烯內(nèi)管22連通擠出機(jī)I的打印材料出絲口和加熱打印頭3的融化腔，所述散熱外管21 —端設(shè)有連接螺紋25，所述加熱打印頭3內(nèi)設(shè)有與連接螺紋25相配合的內(nèi)螺紋，即供料喉管2和加熱打印頭3是螺紋連接的；另外，所述散熱外管21外周設(shè)有一圈U型槽24，該U型槽24靠近加熱打印頭3，通過該U型槽24來減少散熱外管21的橫截面積，從而增加熱阻，以減少單位時(shí)間內(nèi)加熱打印頭3處的熱量向散熱外管21和擠出機(jī)I的熱傳遞。所以，用戶可根據(jù)自己的需求進(jìn)行合理選擇。
[0041]優(yōu)選地，如圖1所示，為了進(jìn)一步降低聚四氟乙烯內(nèi)管22和擠出機(jī)I的溫度，所述散熱外管21和加熱打印頭3之間設(shè)有一隔熱件4，有效阻擋加熱打印頭3將熱量傳遞給散熱外管21，所示隔熱件4通過一安裝板5固定在打印機(jī)中。
[0042]綜上所述，本發(fā)明涉及的3D打印機(jī)的供料結(jié)構(gòu)徹底解決了 PLA聚乳酸打印材料在喉管中堵塞的情況，提高加熱打印頭出絲的穩(wěn)定性和流暢性，從而提高打印模型的表面質(zhì)量，且該供料結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，成本低，適合推廣應(yīng)用。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0043]以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種3D打印機(jī)的供料喉管及供料結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制，凡依本發(fā)明設(shè)計(jì)思想所做的任何改變都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種3D打印機(jī)的供料喉管，其特征在于:所述供料喉管包括散熱外管(21)和鑲嵌在散熱外管(21)中的聚四氟乙烯內(nèi)管(22)，所述聚四氟乙烯內(nèi)管(22)中設(shè)有容打印材料通過的進(jìn)料通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印機(jī)的供料喉管，其特征在于:所述散熱外管(21)的外周設(shè)有多片沿散熱外管(21)軸向分布的散熱片(23)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印機(jī)的供料喉管，其特征在于:所述散熱外管(21)的外周設(shè)有一 U型槽(24)。
4.一種3D打印機(jī)的供料結(jié)構(gòu)，包括儲(chǔ)存有打印材料的擠出機(jī)(I)、供料喉管(2)和加熱打印頭(3 )，所述擠出機(jī)(I)設(shè)有一打印材料出絲口，所述加熱打印頭(3 )中設(shè)有一融化腔，其特征在于:所述供料喉管(2)包括散熱外管(21)和鑲嵌在散熱外管(21)中的聚四氟乙烯內(nèi)管(22)，所述聚四氟乙烯內(nèi)管(22)連通打印材料出絲口和融化腔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的3D打印機(jī)的供料結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述供料喉管(2)與加熱打印頭(3)通過緊固件相連接，所述散熱外管(21)的外周設(shè)有多片沿散熱外管(21)軸向分布的散熱片(23)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的3D打印機(jī)的供料結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述供料喉管(2)與加熱打印頭(3)為螺紋連接，所述供料喉管(2)的外周設(shè)有一 U型槽(24)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的3D打印機(jī)的供料結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述散熱外管(21)和加熱打印頭(3)之間設(shè)有一隔熱件(4)。
【文檔編號(hào)】B29C31/00GK103568154SQ201310574295
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月17日
【發(fā)明者】粟超, 張 育 申請(qǐng)人:上海唯思能機(jī)電科技有限公司