打印头和三维打印机制造技术

本实用新型专利技术提供一种打印头和三维打印机，其中，打印头包括打印头本体、光源和光控微型管组件，打印头本体的一端具有喷嘴，光控微型管组件设置在打印头本体内部并与喷嘴连通，光源照射光控微型管组件上远离喷嘴的一端，光控微型管组件上远离喷嘴的一端收缩。光控微型管组件通过毛细作用将成型材料吸入打印头内，光源照射光控微型管组件从而使得光控微型管组件上远离喷嘴的一端收缩，成型材料从打印头中喷出。采用该结构的打印头可以最大限度地节省成型材料，而且无需将打印平台浸入成型槽中。并且打印物体的体积不受成型槽大小的限制，能够打印体积较大的三维物体。

Print head and three-dimensional printer

The utility model provides a printing head and a three-dimensional printer, in which the printing head includes a printing head body, a light source and a light-controlled micro-tube assembly. One end of the printing head body has a nozzle. The light-controlled micro-tube assembly is arranged inside the printing head body and is connected with the nozzle. The light source irradiates the light-controlled micro-tube assembly far from the end of the nozzle, and the light-controlled micro-tube assembly far from the end of the nozzle. Contraction. By capillary action, the forming material is sucked into the print head, and the light source irradiates the light-controlled micro-tube assembly, which makes the end of the light-controlled micro-tube assembly shrink away from the nozzle, and the forming material ejects from the print head. The printing head with this structure can save the forming material to the greatest extent, and it does not need to immerse the printing platform in the forming trough. And the volume of the printed object is not limited by the size of the forming groove, so it can print the larger three-dimensional object.

【技术实现步骤摘要】
打印头和三维打印机
本技术涉及三维打印领域，具体地说，是涉及一种打印头以及具有该打印头的三维打印机。
技术介绍
三维打印机是一种利用快速成型技术进行打印三维物体的设备，其以数字模型为基础，利用塑料、液体光敏树脂或粉末金属等材料，逐层地打印出三维物体。三维打印的过程首先是通过计算机辅助设计（CAD）或计算机动画建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，再根据分析截面信息得到加工路径，从而指导打印机逐层打印。按照工作原理的不同，其所利用的快速成型技术有熔融挤压成型（FusedDepositionModeling,FDM)、激光选择性烧结成型(SelectiveLaserSintering,SLS)、选择性激光熔化成型（SLM)、光固化成型(StereolithographyApparatus,SLA）等。数字光处理（DigitalLightProcessing,DLP)三维打印机的基本原理与光固化成型的原理基本相同，利用DLP技术，光源采用投影仪成像，光源逐层固化液态光敏树脂，打印出分辨率较高的三维物体。但是DLP光源的投影形状更加容易控制，其分辨率超出典型的熔融沉积制造（FDM）类型的3D打印机。现有的光固化三维打印机是打印平台上与成型槽相对应的那一面上逐层生产需要打印的物体。但是这样的结构存在的问题是，打印出来的物体在打印平台上，当平台向上移动的时候，光照固化层与成型槽底部黏结很紧，导致平台向上拉与成型槽底部脱离时，所需拉力很大。而且整个打印平台全部浸入成型槽内，容易导致成型材料的浪费。而且打印物体的体积受限于打印平台和成型槽的大小，打印物体体积一般较小。
技术实现思路
本技术的主要目的是提供一种节省成型材料、打印成型效率高且可避免出现打印物体与成型槽底部粘连问题的打印头。本技术的另一目的是提供一种具有上述打印头的三维打印机。为实现上述主要目的，本技术提供一种打印头，包括打印头本体、光源和光控微型管组件，打印头本体的一端具有喷嘴，光控微型管组件设置在打印头本体内部并与喷嘴连通，光源照射光控微型管组件上远离喷嘴的一端，光控微型管组件上远离喷嘴的一端收缩。由上述方案可见，光控微型管组件通过毛细作用将成型材料吸入打印头内，光源照射光控微型管组件从而使得光控微型管组件上远离喷嘴的一端收缩，成型材料从打印头中喷出。采用该结构的打印头可以最大限度地节省成型材料，而且无需将打印平台浸入成型槽中。并且打印物体的体积不受成型槽大小的限制，能够打印体积较大的三维物体。一个优选的方案是，光源设置在打印头本体远离喷嘴的一端。由此可见，光源可以在光控微型管的顶端照射，使成型材料从打印头喷出。一个优选的方案是，光源设置在光控微型管组件的一侧，光源可以沿着竖直方向移动，和/或光源和光控微型管组件之间放置有衰减过滤片。由此可见，光源也可以在光控微型管的一侧照射，使成型材料从打印头喷出。另外，通过光的移动方向或光的衰减方向来控制光控微型管内成型材料的运动方向。进一步的方案是，光源和衰减过滤片均位于打印头本体内部。进一步的方案是，光源位于打印头本体的外部，打印头本体由透明材质制成。一个优选的方案是，光控微型管组件包括多个平行设置并沿着竖直方向延伸的光控微型管，光控微型管的外径为0.01毫米至2毫米范围内，内径为0.001毫米至1.99毫米范围内。由此可见，多个光控微型管平行设置，便于光源能够同时照射到，以使各个光控微型管同时向外喷射成型材料。进一步的方案是，光控微型管的管壁材料为含有偶氮苯基团的高分子材料。为实现上述另一目的，本技术提供一种三维打印机，包括打印平台、成型槽、光固化装置和上述打印头，成型槽用于盛放成型材料，打印头和光固化装置均位于打印平台的上方，打印头吸取成型槽中的成型材料并喷涂至打印平台上，光固化装置朝向打印平台照射。由上述方案可见，光控微型管组件通过毛细作用将成型材料吸入打印头内，光源照射光控微型管组件从而使得光控微型管组件上远离喷嘴的一端收缩，成型材料从打印头中喷出。采用该结构的打印头可以最大限度地节省成型材料，而且无需将打印平台浸入成型槽中。并且能够打印体积较大的三维物体。一个优选的方案是，光源设置在光固化装置的内部。附图说明图1是本技术三维打印机第一实施例的原理图。图2是本技术三维打印机第一实施例中光控微型管在成型槽中产生毛细现象的原理图。图3是本技术三维打印机第一实施例中光控微型管在光源照射前的示意图。图4是本技术三维打印机第一实施例中光控微型管在光源照射后的示意图。图5是本技术三维打印机第二实施例中光固化装置和打印头的结构示意图。图6是本技术三维打印机第三实施例中打印头的结构示意图。图7是本技术三维打印机第三实施例中光控微型管在光源照射后的示意图。图8是本技术三维打印机第五实施例中原理图。以下结合附图及实施例对本技术作进一步说明。具体实施方式打印头和三维打印机第一实施例参见图1，本实施例的三维打印机为光固化三维打印机，光固化三维打印机包括打印平台11、成型槽12、清洁装置13、控制装置14、光固化装置15和打印头16。打印平台11用于承载打印的三维物体110。光固化装置15位于打印平台11的上方，光固化装置15朝向打印平台11照射，用于照射打印头16喷射在打印平台11上的成型材料并使该成型材料固化，成型槽12用于盛放成型材料，清洁装置3设置在成型槽12的一侧，用于清洁打印头16。打印平台11、打印头16、成型槽12以及光固化装置15均与控制装置14连接。打印头16包括打印头本体、光源162和光控微型管组件163，光源162和光固化装置15均位于打印平台11的正上方，可选地，光源162设置在光固化装置15内，或者光源162设置在光固化装置15的一侧。打印头本体的下端具有喷嘴1611，光控微型管组件163设置在打印头本体内部并与喷嘴1611连通，光源162照射光控微型管组件163上远离喷嘴1611的一端后，光控微型管组件163上远离喷嘴1611的一端收缩，成型材料从喷嘴1611喷出。控制装置14通过控制光源162的光照强度来控制成型材料的喷出速率。光源162位于打印头本体远离喷嘴1611的一端。光控微型管组件163包括多个平行设置并沿着竖直方向延伸的光控微型管1631，光源162照射光控微型管1631的上端后，光控微型管1631的上端收缩，使光控微型管1631由圆柱型变成圆锥形，利用光诱导光控微型管1631管径尺寸的变化来产生毛细作用力，进而驱动微型管内的成型材料运动。光控微型管1631的外径为0.01毫米至2毫米范围内，内径为0.001毫米至1.99毫米范围内。利用光诱导光控微型管1631变形的原理参照CN107676541A。光控微型管1631的管壁材料为含有偶氮苯基团的高分子材料，管壁材料的制备方法参照CN103087296A。本实施例中的光源162为紫外光、可见光、红光和近红外光中的任意一种。参见图2，图2为光控微型管1631在成型槽中产生毛细现象的原理图，成型材料为光敏树脂，光敏树脂相对于光控微型管1631是浸润性液体，将光控微型管1631插入成型槽后，在液体光敏树脂表面张力F的作用下成型槽中的光敏树脂进入光控微型管1631并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.打印头，其特征在于：包括打印头本体、光源和光控微型管组件，所述打印头本体的一端具有喷嘴，所述光控微型管组件设置在所述打印头本体内部并与所述喷嘴连通，所述光源照射所述光控微型管组件上远离所述喷嘴的一端，所述光控微型管组件上远离所述喷嘴的一端收缩。

【技术特征摘要】
1.打印头，其特征在于：包括打印头本体、光源和光控微型管组件，所述打印头本体的一端具有喷嘴，所述光控微型管组件设置在所述打印头本体内部并与所述喷嘴连通，所述光源照射所述光控微型管组件上远离所述喷嘴的一端，所述光控微型管组件上远离所述喷嘴的一端收缩。2.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于：所述光源设置在所述打印头本体远离所述喷嘴的一端。3.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于：所述光源设置在所述光控微型管组件的一侧，所述光源可以沿着竖直方向移动，和/或所述光源和所述光控微型管组件之间放置有衰减过滤片。4.根据权利要求3所述的打印头，其特征在于：所述光源和所述衰减过滤片均位于所述打印头本体内部。5.根据权利要求3所述的打印头，其特征在于：所述光源位于所述打印头本体的外部，所述打...

【专利技术属性】
技术研发人员：何永刚，苏健强，
申请(专利权)人：珠海天威飞马打印耗材有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44