一種新型熔融沉積成型3d打印機真空噴頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型熔融沉積成型3D打印機，特別是涉及一種新型熔融沉積成型3D打印機真空噴頭。它是熔融沉積成型3D打印機的重要組成部分。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術提供的熔融沉積成型3D打印機的噴頭具有將3D打印耗材通過加熱熔融，并在擠出設備的支持下，執(zhí)行3D打印機的控制命令，將融化后的打印材料吐出或者停止吐出，最終實現(xiàn)3D打印機的打印成型效果。而市面上現(xiàn)有的熔融沉積成型3D打印機的噴頭在材料打印的過程中都會存在計算機控制擠出設備停止擠出打印材料的時候，由于噴頭部分的材料處于熔融狀態(tài)，在重力的作用下由噴頭吐出的現(xiàn)象。
[0003]雖然成果最終可以成功的打印出來，但是由于在打印過程中不該擠出材料的時候依舊有部分材料通過噴頭流出，會在一個平面內(nèi)形成細絲狀的固體，最終在整個打印成品中的打印間隙空間形成一層不連續(xù)且粗糙的類似薄膜狀固體，造成獲得的打印產(chǎn)品的外表面粗糙不平，影響打印產(chǎn)品的打印效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明要解決的技術問題是提供了一種新型熔融沉積成型3D打印機真空噴頭，有效地控制在打印過程中執(zhí)行停止出絲指令時，在噴頭中熔融狀打印材料在重力作用下的吐出現(xiàn)象，提高熔融沉積成型3D打印機的打印效果。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種新型熔融沉積成型3D打印機真空噴頭，包括內(nèi)置加熱體的導熱塊、內(nèi)置前端喉管的絕熱連接管、與所述絕熱連接管的后端相連接的后端喉管以及位于前端喉管頂端的噴頭。所述前端喉管和后端喉管相連通，打印耗材在擠出電機的作用下從后端喉管中通過，到達前端喉管和噴頭的首端，其特征在于，所述后端喉管中內(nèi)置一個以上的柔性密封部件。所述柔性密封部件優(yōu)選為柔性密封環(huán)。
[0006]打印噴頭尾部加裝了柔性密封部件，使尾部進入的打印耗材線材與柔性密封部件形成緊配合，阻止空氣從打印噴頭尾部進入打印噴頭加熱腔內(nèi)，起到密封作用。每當打印機收到停止吐絲指令時，配合擠出電機的回抽指令，噴頭尾部未成熔融態(tài)的打印耗材就如針管活塞般使噴頭腔內(nèi)密閉空間形成真空負壓，從而阻止熔融態(tài)的打印耗材在重力的作用下從噴頭中吐出。
[0007]打印耗材初次由導向管經(jīng)擠出電機擠出進入打印機噴頭尾部時將打印噴頭空腔內(nèi)的空氣緩慢向前擠出，耗材在打印噴頭中部預熱后到達噴頭首部，并被加熱至熔融態(tài)，由噴頭吐出成絲。在程序的控制下，擠出電機對送絲、停止指令進行積極響應。當電機停止送絲時，由于打印噴頭腔內(nèi)形成真空環(huán)境，在外界大氣壓強的作用下，配合擠出電機的回抽動作及加熱體的停止指令，有效地控制在打印過程中執(zhí)行停止出絲指令時，在噴頭中熔融狀打印材料在重力作用下的吐出現(xiàn)象。本發(fā)明通過針管的抽真空原理，在打印噴頭腔內(nèi)形成真空或者負壓環(huán)境，通過大氣壓強的作用來配合擠出電機精確控制打印耗材的出料。提高了 3D打印效果，減少3D打印的二次加工作業(yè)，使3D打印產(chǎn)品的快速成型工序進一步減少，成本也進一步減少。
[0008]作為本發(fā)明的一種改進，柔性密封部件內(nèi)徑與通過其孔徑的桿狀或絲狀材料相配合，使其兩者在相對運動或相對靜止時都可形成緊配合密封。通過大氣壓強的作用更好地控制在打印過程中執(zhí)行停止出絲指令時，在噴頭中熔融狀打印材料在重力作用下噴頭的吐出現(xiàn)象。
[0009]作為本發(fā)明的一種改進，打印噴頭的首尾兩端由絕熱連接管的絕熱材料隔開。采用的材料優(yōu)選為PEEK (聚醚醚酮)材料。作用是阻止噴頭溫度升高后的高溫傳導到噴頭尾端，防止柔性密封部件因高溫改變性質(zhì)而影響密封部件的密封效果。噴頭首尾兩端之間由絕熱材料隔開，保證尾端的柔性密封材料和首端的升溫加熱設備都可互不干擾，正常運行。
[0010]作為本發(fā)明的又一種改進，增加多種與打印耗材熔融態(tài)性質(zhì)相適應的噴嘴。提高3D打印機的打印效果，延長3D打印機的使用壽命。
[0011]作為本發(fā)明的再一種改進，打印過程中噴頭控制作用在回抽指令和溫控指令配合下完成。通過這些指令的執(zhí)行，更好地控制噴頭的打印操作。
[0012]作為本發(fā)明更進一步改進，噴頭的首端孔徑應與通過其孔徑的耗材材料性質(zhì)相配合，保證最小負壓下的熔融態(tài)的耗材無法通過噴頭首端孔徑在重力作用下流出。在本發(fā)明的基礎上提高3D打印機的技術效果。
【附圖說明】
[0013]圖1示意了現(xiàn)有技術提供的噴頭結構，其中，I是噴頭、2是導熱塊、3是加熱體、4
是喉管；
[0014]圖2示意了本發(fā)明的真空噴頭結構，其中，I是噴頭、2是導熱塊、3是加熱體、4是前端喉管、5是絕熱連接管、6是后端喉管、7是柔性密封環(huán)；
[0015]圖3示意了本發(fā)明的真空噴頭結構，其中，I是噴頭、2是導熱塊、3是加熱體、4是前端喉管、5是絕熱連接管、6是后端喉管、7是柔性密封環(huán)。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行說明。
[0017]圖1示出了現(xiàn)有技術提供的噴頭結構。使用3D打印機時，打印耗材通過導向管及擠出電機后直接進入打印噴頭的尾端，當打印耗材由導向管及擠出電機推動進入噴頭尾端時，首先耗材可以進行預熱，在擠出電機的推動下耗材由噴頭尾端移動到噴頭首部，打印耗材也由固態(tài)加熱到熔融態(tài)，最后在擠出電機的作用下，被后方的耗材擠出噴頭，在打印平臺或者前一層已固化的材料上冷卻成型，生成打印成果。
[0018]圖2至3示出了本發(fā)明柔性密封部件為柔性密封環(huán)(7)的【具體實施方式】。本發(fā)明涉及的熔融沉積成型3D打印機與圖1的現(xiàn)有技術相同，區(qū)別之處在于，本發(fā)明包括內(nèi)置加熱體(3)的導熱塊(2)、內(nèi)置前端喉管(4)的絕熱連接管(5)、與所述絕熱連接管(5)的后端相連接的后端喉管(6)以及位于前端喉管(4)頂端的噴頭(I)。所述前端喉管(4)和后端喉管(6)相連通，打印耗材在擠出電機的作用下從后端喉管(6)中通過，到達前端喉管(4)和噴頭⑴的首端，所述后端喉管(6)中內(nèi)置三個為柔性密封環(huán)(7)。柔性密封環(huán)(7)，使尾部進入的打印耗材線材與柔性密封環(huán)(7)形成緊配合，阻止空氣從打印噴頭尾部進入打印噴頭加熱腔內(nèi)，起到密封作用。每當打印機收到停止吐絲指令時，配合擠出電機的回抽指令，噴頭尾部未成熔融態(tài)的打印耗材就如針管活塞般使噴頭腔內(nèi)密閉空間形成真空負壓，從而阻止熔融態(tài)的打印耗材在重力的作用下從噴頭吐出。
【主權項】
1.一種新型熔融沉積成型3D打印機真空噴頭，包括內(nèi)置加熱體的導熱塊、內(nèi)置前端喉管的絕熱連接管、與所述絕熱連接管的后端相連接的后端喉管以及位于前端喉管頂端的噴頭，所述前端喉管和后端喉管相連通，打印耗材在擠出電機的作用下從后端喉管中通過，到達前端喉管和噴頭的首端，其特征在于，所述后端喉管中內(nèi)置一個以上的柔性密封環(huán)，柔性密封環(huán)內(nèi)徑與通過其孔徑的桿狀或絲狀材料相配合，使其兩者在相對運動或相對靜止時都可形成緊配合密封。
2.根據(jù)權利要求1所述的新型熔融沉積成型3D打印機真空噴頭，其特征在于，噴頭的首尾兩端由絕熱連接管的絕熱材料隔開。
3.根據(jù)權利要求2所述的新型熔融沉積成型3D打印機真空噴頭，其特征在于，.所述絕熱材料為聚醚醚酮材料。
4.根據(jù)權利要求1所述的新型熔融沉積成型3D打印機真空噴頭，其特征在于，包括多種與打印耗材熔融態(tài)性質(zhì)相適應的噴嘴。
【專利摘要】一種新型熔融沉積成型3D打印機真空噴頭，包括內(nèi)置加熱體的導熱塊、內(nèi)置前端喉管的絕熱連接管、與所述絕熱連接管的后端相連接的后端喉管以及位于前端喉管頂端的噴頭。所述前端喉管和后端喉管相連通，打印耗材在擠出電機的作用下從后端喉管中通過，到達前端喉管和噴頭的首端，其特征在于，所述后端喉管中內(nèi)置一個以上的柔性密封環(huán)，柔性密封環(huán)內(nèi)徑與通過其孔徑的桿狀或絲狀材料相配合，使其兩者在相對運動或相對靜止時都可形成緊配合密封。本實用新型有效地控制在打印過程中執(zhí)行停止出絲指令時，在噴頭中熔融狀打印材料在重力作用下的吐出現(xiàn)象，提高熔融沉積成型3D打印機的打印效果。
【IPC分類】B29C67-00
【公開號】CN204414595
【申請?zhí)枴緾N201420590109
【發(fā)明人】王劍
【申請人】王劍
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2014年10月13日