一種基于聚硅氮烷涂層的3d打印噴嘴及3d打印噴頭的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及3D打印領域，特別涉及一種基于聚硅氮烷涂層的3D打印噴嘴及3D 打印噴頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 恪融沉積快速成型(Fused Deposition Modeling，簡稱FDM)技術(shù)是繼光固化快速 成型和疊層實體快速成型工藝的另一種應用廣泛的快速成型工藝，F(xiàn)DM技術(shù)的原理是將絲 狀熱熔性材料加熱熔化，通過帶有一個微細噴嘴的噴頭擠噴出來?；谌廴诔练e快速成型 技術(shù)的3D打印正成為一種普遍的加工技術(shù)，人們對打印精度的要求越來越高。
[0003] 3D打印機的進料喉管和噴嘴通常會采用金屬管，但是金屬管與物料的摩擦系數(shù)較 高，很容易出現(xiàn)出絲不均勻、不流暢甚至發(fā)生堵絲等現(xiàn)象。目前，通常是利用聚四氟乙烯管 或聚四氟乙烯涂層的不粘性來解決這一問題;但是3D打印噴嘴的直徑只有0.35mm左右，而 且打印精度要求越高，噴嘴的直徑越小，而聚四氟乙烯管很難加工到這樣的精度，所以目前 3D打印噴頭內(nèi)的聚四氟乙烯管由于尺寸的限制，其末端實際位于噴嘴出口上方一段距離 處，因此，物料在噴嘴末端實際還是與金屬管接觸;而四氟乙烯涂層由于其不粘性，與金屬 管的結(jié)合強度低，涂層附著力差易脫落，脫落后易堵塞噴嘴，所以也無法解決物料易堵塞的 問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供了一種基于聚硅氮烷涂層 的3D打印噴嘴及3D打印噴頭，解決了 3D打印中物料易堵塞的問題。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案：
[0006] 第一方面，本實用新型提供了一種基于聚硅氮烷涂層的3D打印噴嘴，所述的3D打 印噴嘴內(nèi)壁涂覆有聚硅氮烷涂層。
[0007] 在本實用新型一實施方式中，所述的聚硅氮烷涂層包括有機聚硅氮烷和/或改性 全氫聚硅氮烷。
[0008] 如本實用新型所述的有機聚硅氮烷結(jié)構(gòu)式如下：
[0009]
[0010] Ri-Rs可以是氫原子或有機取代基，所述有機取代基如甲基、乙基等，且Ri-Rs不全 是氫原子。
[0011] 如本實用新型所述的改性全氫聚硅氮烷為在全氫聚硅氮烷的側(cè)鏈或末端接枝疏 水基團。所述的疏水基團包括但不限于烷烴類、氟醚類、硅類、氟碳類、氟硅類。
[0012] 在本實用新型一實施方式中，所述噴嘴內(nèi)壁的材質(zhì)包括但不限于金屬、無機非金 屬、高分子和復合材料。
[0013] 在本實用新型一實施方式中，所述的聚硅氮烷涂層與噴嘴內(nèi)壁通過化學鍵連接。
[0014] 在本實用新型一實施方式中，所述的化學鍵為共價鍵。
[0015] 可以理解的是，所述的共價鍵為聚硅氮烷涂層中聚硅氮烷主鏈上的仲胺與噴嘴 內(nèi)壁上的羥基反應形成的-Ο-Si-鍵。
[0016] 在本實用新型一實施方式中，所述的聚硅氮烷涂層厚度為0.001~100μπι，優(yōu)選為 0.02 ~20μπι。
[0017] 在本實用新型一實施方式中，所述的基于聚硅氮烷涂層的3D打印噴嘴在涂覆聚硅 氮烷涂層前，先對噴嘴內(nèi)壁進行清洗、去脂和烘干處理。
[0018] 第二方面，本實用新型提供了一種基于聚硅氮烷涂層的3D打印噴頭，包括如第一 方面所述的3D打印噴嘴。
[0019]在本實用新型一實施方式中，所述的基于聚硅氮烷涂層的3D打印噴頭還包括溫控 裝置，及固定在所述噴嘴上端、且與噴嘴內(nèi)的噴腔相連通的中空的進料喉管，所述進料喉管 與噴嘴連接的一端設置有缺口。
[0020] 其中，所述溫控裝置包括套裝在所述噴嘴上的加熱模塊，及無縫卡接在所述進料 喉管缺口中的溫度傳感器，所述溫度傳感器的一端與加熱模塊相連，另一端與進料喉管的 管腔相連通。
[0021] 本實用新型在所述的進料喉管下端與噴嘴連接處設置缺口，一方面，由于缺口設 置的位置離噴嘴最近，監(jiān)測到的溫度與噴嘴內(nèi)溫度誤差較小;另一方面，避開了直接在噴嘴 上設置缺口，解決了由于噴嘴尺寸較小較難設置合適缺口的問題。
[0022] 在本實用新型一實施方式中，所述溫度傳感器與進料喉管的管腔相連通的另一端 表面涂覆有如第一方面所述的聚硅氮烷涂層。
[0023] 在本實用新型一實施方式中，所述進料喉管上端連通有進料裝置。
[0024] 本實用新型在本實用新型一實施方式中，所述的進料喉管內(nèi)壁涂覆有如第一方面 所述的聚硅氮烷涂層。
[0025] 在本實用新型一實施方式中，所述的打印耗材包括但不限于 ΡΕ〇
[0026]本實用新型提供了一種基于聚硅氮烷涂層的3D打印噴嘴及3D打印噴頭，解決了 3D 打印中出絲不均勻、不流暢甚至堵絲的問題。本實用新型的有益效果如下：
[0027] 1、聚硅氮烷涂層的達因值極低，不粘性優(yōu)于聚四氟乙烯，物料在向下擠出的過程 阻力極小，保證了出絲的均勻性和流暢性。
[0028] 2、聚硅氮烷涂層與內(nèi)壁發(fā)生化學反應，所述涂層附著力極強，不易脫落。
[0029] 3、溫度傳感器可檢測噴頭內(nèi)部溫度，且聚硅氮烷涂層硬度很高，不易破壞，對溫度 傳感器起保護作用。
[0030] 4、聚硅氮烷涂層耐高溫、環(huán)保無毒，可用于打印3D食品。
【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 申請的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1為本實用新型提供的一種3D打印噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2為本實用新型提供的一種3D打印噴嘴的局部不意圖；
[0034]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中3D打印噴嘴的局部示意圖；
[0035]圖4為本實用新型提供的一種3D打印噴頭的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0036]圖5為本實用新型提供的一種3D打印噴頭的剖視圖。
【具體實施方式】
[0037] 為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新 型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描 述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤?例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬 于本實用新型保護的范圍。
[0038] 實施例1
[0039]參照圖1，本實用新型提供了一種基于聚硅氮烷涂層的3D打印噴嘴，包括3D打印噴 嘴(1)和涂覆在所述3D打印噴嘴內(nèi)壁的聚硅氮烷涂層(11)。
[0040]在本實用新型一實施方式中，所述的聚硅氮烷涂層包括有機聚硅氮烷和/或改性 全氫聚硅氮烷。
[0041 ]如本實用新型所述的有機聚硅氮烷結(jié)構(gòu)式如下：
[0042]
[0043] KrK#」以是氫原于或W機取代基，所述有機取代基如甲基、乙基等，且Ri-Rs不全 是氫原子。在一個具體實施例中，Ri、R2為CH3、R3為H、n為2~2000的自然數(shù)。
[0044] 如本實用新型所述的改性全氫聚硅氮烷為在全氫聚硅氮烷的側(cè)鏈或末端接枝疏 水基團。所述的疏水基團包括但不限于烷烴類、氟醚類、硅類、氟碳類、氟硅類。
[0045] 在本實用新型一具體實施例中，所述的改性全氫聚硅氮烷為全氫聚硅氮烷分子 鏈末端接枝十三氟辛基三甲氧基硅烷，結(jié)構(gòu)式如下：
[0046]
￡ 一個具體實施例中，η為2~ 2999的自然數(shù)。
[0047] 在本實用新型一實施方式中，所述噴嘴（1)內(nèi)壁的材質(zhì)包括但不限于金屬、無機非 金屬