本發(fā)明屬于3D打印快速成型領(lǐng)域，特別涉及一種可旋轉(zhuǎn)3D打印噴頭。

背景技術(shù)：

3D打印是快速成型的一種加工方式，將線料加熱擠出，通過(guò)噴嘴的運(yùn)動(dòng)將熔融線料按照設(shè)定好的坐標(biāo)沉積在工作臺(tái)上完成打印。傳統(tǒng)的打印噴頭往往屬于直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)（即是在原有空間內(nèi)X、Y、Z三個(gè)自由度上），對(duì)于回轉(zhuǎn)類零件來(lái)說(shuō)，效率較低，對(duì)于有螺紋聯(lián)系等零件，由于打印精度、強(qiáng)度等原因往往無(wú)法打印。另外傳統(tǒng)3D打印機(jī)因會(huì)與內(nèi)嵌零件發(fā)生干涉也無(wú)法打印內(nèi)嵌件。同時(shí)，傳統(tǒng)的3D打印還存在進(jìn)料系統(tǒng)容易堵塞的現(xiàn)象。針對(duì)以上情況，研發(fā)出一種可旋轉(zhuǎn)3D打印噴頭，解決了以上難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種可旋轉(zhuǎn)3D打印噴頭，可以進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)，從而提高3D打印的質(zhì)量，拓寬3D打印適用場(chǎng)合，提高3D產(chǎn)品強(qiáng)度。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種可旋轉(zhuǎn)3D打印噴頭，包括空心步進(jìn)電機(jī)和噴頭組件；空心步進(jìn)電機(jī)與噴頭組件連接；與線料擠出機(jī)構(gòu)連接的空心步進(jìn)電機(jī)為噴頭組件提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力；線料通過(guò)擠出機(jī)構(gòu)傳送，穿過(guò)空心步進(jìn)電機(jī)，到達(dá)噴頭組件；噴頭組件包括主體旋轉(zhuǎn)噴頭和噴嘴；主體旋轉(zhuǎn)噴頭具有上部和轉(zhuǎn)折部，上部連接空心步進(jìn)電機(jī)，轉(zhuǎn)折部連接噴嘴。

進(jìn)一步，轉(zhuǎn)折部為折角或者弧形。

進(jìn)一步，還包括定位圓盤(pán)和光電傳感器，定位圓盤(pán)上設(shè)有鏤空處，空心步進(jìn)電機(jī)的下方安裝定位圓盤(pán)，光電傳感器安裝在定位圓盤(pán)的側(cè)邊。

進(jìn)一步，噴頭組件還包括加熱棒和溫度傳感器，在主體旋轉(zhuǎn)噴頭上安裝加熱棒和溫度傳感器。

進(jìn)一步，噴頭組件還包括鐵氟龍線料管，鐵氟龍線料管安裝在主體旋轉(zhuǎn)噴頭的內(nèi)部。

進(jìn)一步，擠出機(jī)構(gòu)包括擠出滾輪、上料機(jī)構(gòu)、步進(jìn)電機(jī)、減速器、擠出齒輪和調(diào)節(jié)松緊度螺釘；電機(jī)連接減速器，帶動(dòng)擠出齒輪動(dòng)作，擠出齒輪帶動(dòng)線料和擠出滾輪動(dòng)作，擠出滾輪在上料機(jī)構(gòu)中滾動(dòng)。

進(jìn)一步，還設(shè)置有集電環(huán)，該集電環(huán)安裝在空心步進(jìn)電機(jī)的下方。

進(jìn)一步，噴頭組件還包括散熱片和散熱風(fēng)扇，主體旋轉(zhuǎn)噴頭的上部裝配散熱片，散熱片通過(guò)散熱風(fēng)扇散熱。

進(jìn)一步，還包括風(fēng)扇，風(fēng)扇安裝在空心步進(jìn)電機(jī)的后面。

進(jìn)一步，還包括整體機(jī)架，空心步進(jìn)電機(jī)和噴頭組件安裝在整體機(jī)架上。

進(jìn)一步，還包括滾動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承安裝在整體機(jī)架與噴頭組件之間。

采用上述方案后，由于本發(fā)明是利用空心步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)打印噴頭組件進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)，此旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)中心線和空心步進(jìn)電機(jī)同軸，在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，由于本發(fā)明的噴頭具有弧形部，使得噴嘴的運(yùn)動(dòng)軌跡不在是單獨(dú)的直線運(yùn)動(dòng)，具有空間上回轉(zhuǎn)，再配合原本三個(gè)自由度的直線運(yùn)動(dòng)，這樣就可以在沉積工作臺(tái)上進(jìn)行打印，特別適合加工打印內(nèi)嵌螺紋件、筋板等零件。同時(shí)，在噴頭組件內(nèi)嵌耐高溫鐵氟龍材料管，防止線料過(guò)早熔融影響進(jìn)料。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖3是本發(fā)明噴頭組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

空心步進(jìn)電機(jī)1 噴頭組件2 主體旋轉(zhuǎn)噴頭21

上部211 轉(zhuǎn)折部212 噴嘴22

加熱棒23 緊定螺釘231 溫度傳感器24

鐵氟龍線料管25 散熱片26 散熱風(fēng)扇27

擠出機(jī)構(gòu)3 機(jī)架30 擠出滾輪31

上料機(jī)構(gòu)32 步進(jìn)電機(jī)33 電機(jī)座331

減速器34 擠出齒輪35 調(diào)節(jié)松緊度螺釘36

調(diào)緊旋鈕支架361 集電環(huán)4 定位圓盤(pán)5

鏤空處51 光電傳感器6 光電傳感器支架61

風(fēng)扇7 整體機(jī)架8 滾動(dòng)軸承81

緊固螺栓82。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。

本發(fā)明所揭示的是一種可旋轉(zhuǎn)3D打印噴頭，如圖1和圖2所示，為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，包括空心步進(jìn)電機(jī)1和噴頭組件2；空心步進(jìn)電機(jī)1與噴頭組件2連接；空心步進(jìn)電機(jī)1與線料的擠出機(jī)構(gòu)3連接，線料通過(guò)擠出機(jī)構(gòu)3傳送，穿過(guò)空心步進(jìn)電機(jī)1，到達(dá)噴頭組件2；空心步進(jìn)電機(jī)1連接噴頭組件2，并為噴頭組件2提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力；噴頭組件2包括主體旋轉(zhuǎn)噴頭21和噴嘴22。在本實(shí)施例中，噴嘴22和主體旋轉(zhuǎn)噴頭21之間的連接采用管螺紋裝配，防止熔融材料從連接處擠出，起到密封作用。

主體旋轉(zhuǎn)噴頭21具有上部211和轉(zhuǎn)折部212，上部211連接空心步進(jìn)電機(jī)1，轉(zhuǎn)折部212連接噴嘴22。這樣，噴頭組件2可按照空心步進(jìn)電機(jī)1的縱向軸線為中心做360度旋轉(zhuǎn)。此旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)中心線和空心步進(jìn)電機(jī)1同軸，在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，配合原本三個(gè)自由度的直線運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)折部212的設(shè)置就是為了使噴嘴22與空心步進(jìn)電機(jī)1的縱向軸具有一定的角度，配合回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，避免打印時(shí)噴嘴22與內(nèi)嵌件發(fā)生干涉。

優(yōu)選的，轉(zhuǎn)折部212的夾角為30°～60°。這樣噴嘴22可以圍繞內(nèi)嵌件支承面之外所有的面進(jìn)行打印，適用范圍廣泛。

如圖3所示，在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)折部212為弧形。當(dāng)然，也可以將轉(zhuǎn)折部212設(shè)計(jì)成折角的形式。

還可以進(jìn)一步設(shè)置集電環(huán)4，該集電環(huán)4可以安裝在空心步進(jìn)電機(jī)1的下方。集電環(huán)4在滿足旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，將電源和信號(hào)從旋轉(zhuǎn)位置傳到固定位置，避免導(dǎo)線互相纏繞，用來(lái)防止回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)繞線。

因?yàn)楸景l(fā)明噴頭組件2具有轉(zhuǎn)折部212，噴嘴22安裝在轉(zhuǎn)折部212上，打印開(kāi)始時(shí)，噴頭組件2在旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)折部212帶動(dòng)噴嘴22轉(zhuǎn)動(dòng)，打印結(jié)束時(shí)，無(wú)法確定此時(shí)噴嘴22所處的具體角度，為了方便接下來(lái)的第二次打?。ū苊庵貜?fù)開(kāi)機(jī)啟動(dòng)），本發(fā)明還設(shè)置了復(fù)位機(jī)構(gòu)。進(jìn)一步，還包括定位圓盤(pán)5和光電傳感器6，定位圓盤(pán)5上設(shè)有鏤空處51，空心步進(jìn)電機(jī)1的下方安裝定位圓盤(pán)5（本實(shí)施例定位轉(zhuǎn)盤(pán)5是安裝在集電環(huán)4的下方），光電傳感器6安裝在定位圓盤(pán)5的側(cè)邊。通過(guò)定位圓盤(pán)5和光電傳感器6使噴頭組件2每次打印前回零。即定位圓盤(pán)5和光電傳感器6組合形成本實(shí)施例的復(fù)位機(jī)構(gòu)。在本實(shí)施例中，光電傳感器6安裝在光電傳感器支架61上。

進(jìn)一步，噴頭組件2還包括加熱棒23、溫度傳感器24和鐵氟龍線料管25；鐵氟龍線料管25安裝在主體旋轉(zhuǎn)噴頭21的內(nèi)部，鐵氟龍線料管25起到隔熱作用，可以有效的阻擋主體旋轉(zhuǎn)噴頭21的熱量傳給3D打印線料，從而避免3D打印線料過(guò)早熔融，也有利于解決進(jìn)料堵塞的問(wèn)題。

在主體旋轉(zhuǎn)噴頭21上安裝加熱棒23和溫度傳感器24。加熱棒23將線料融化至熔融狀態(tài)，同時(shí)配有溫度傳感器24實(shí)時(shí)監(jiān)主體旋轉(zhuǎn)噴頭21頭溫度，控制主體旋轉(zhuǎn)噴頭21加熱溫度。加熱棒23通過(guò)緊定螺釘231安裝在主體旋轉(zhuǎn)噴頭21上。

進(jìn)一步，擠出機(jī)構(gòu)3包括擠出滾輪31、上料機(jī)構(gòu)32、步進(jìn)電機(jī)33、減速器34、擠出齒輪35和調(diào)節(jié)松緊度螺釘36；步進(jìn)電機(jī)33連接減速器17，帶動(dòng)擠出齒輪35回轉(zhuǎn)，擠出齒輪35帶動(dòng)線料和擠出滾輪31動(dòng)作，擠出滾輪2在上料機(jī)構(gòu)32中滾動(dòng)，不斷推動(dòng)線料到達(dá)噴嘴22。可以根據(jù)線料直徑調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)松緊度螺釘36，就可調(diào)整擠出齒輪35所帶動(dòng)的線料和擠出滾輪31的壓力，防止過(guò)松打滑而帶不動(dòng)線料或過(guò)緊造成摩擦力過(guò)大而帶不動(dòng)線料。在本實(shí)施例中，擠出機(jī)構(gòu)3位于空心步進(jìn)電機(jī)1的上方，步進(jìn)電機(jī)33安裝在電機(jī)座331上，調(diào)節(jié)松緊度螺釘36安裝在調(diào)緊旋鈕支架361上。擠出機(jī)構(gòu)3安裝在機(jī)架30上，

進(jìn)一步，噴頭組件2還包括散熱片26和散熱風(fēng)扇27，主體旋轉(zhuǎn)噴頭21的上部裝配散熱片26，散熱片26通過(guò)散熱風(fēng)扇27散熱，防止熱量上傳。

進(jìn)一步，還包括風(fēng)扇7，風(fēng)扇7安裝在空心步進(jìn)電機(jī)1的后面，防止空心步進(jìn)電機(jī)1長(zhǎng)時(shí)間工作造成溫度上升而使線料過(guò)早變軟而堵塞。

進(jìn)一步，還包括整體機(jī)架8，空心步進(jìn)電機(jī)1和噴頭組件2安裝在整體機(jī)架8上。整體機(jī)架8通過(guò)緊固螺栓82固定連接。

進(jìn)一步，還包括滾動(dòng)軸承81，滾動(dòng)軸承81安裝在整體機(jī)架8與噴頭組件2之間。用以保證空心步進(jìn)電機(jī)1與噴頭組件2同心，同時(shí)保證回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精度。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，故但凡依本發(fā)明的權(quán)利要求和說(shuō)明書(shū)所做的變化或修飾，皆應(yīng)屬于本發(fā)明專利涵蓋的范圍之內(nèi)。