一种模块化3D打印双喷头结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种模块化3D打印双喷头结构，包括两端开口的壳体，所述壳体内安装有两个喷头结构，两个喷头结构均包括上下分布的送丝机构、第一散热装置、加热装置及喷嘴，位于喷头机构一侧的壳体的开口处安装有第二散热装置，喷头机构另一侧设有两个驱动机构，两个驱动机构分别与两个送丝机构连接，第一散热装置及加热装置内设有连通送丝机构及喷嘴的喉管，第二散热装置与加热装置之间设有挡风结构，驱动机构下方设有并口插板结构，本实用新型专利技术的双喷头结构可同时打印耐热性树脂材料和支撑材料，集成度高，占用空间小，使用方便。

A Modular Double Nozzle Structure for 3D Printing

The utility model relates to a modular three-dimensional printing dual nozzle structure, which comprises a shell with two openings at both ends. The shell is equipped with two nozzle structures. The two nozzle structures include a wire feeding mechanism, a first heat dissipation device, a heating device and a nozzle distributed up and down. A second heat dissipation device is installed at the opening of the shell on one side of the nozzle mechanism, and two nozzle structures are arranged at the other side of the nozzle mechanism. The driving mechanism and two driving mechanisms are respectively connected with two wire feeding mechanisms. The first radiator and the heating device are provided with a connecting wire feeding mechanism and a throat pipe of the nozzle, the second radiator and the heating device are provided with a windshield structure, and the lower part of the driving mechanism is provided with a parallel port socket structure. The dual nozzle structure of the utility model can print heat-resistant resin materials and supporting materials simultaneously, and can be integrated. The utility model has the advantages of high degree, small occupancy space and convenient use.

【技术实现步骤摘要】
一种模块化3D打印双喷头结构
本技术涉及3D打印
，具体涉及一种模块化3D打印双喷头结构。
技术介绍
3D打印是一种新的集成制造技术，可以减少产品开发的周期时间和成本。其中最常用的是熔融沉积成型方法(FDM)。熔融沉积成型(FDM)的主要缺点是打印材料范围较窄，多数商用3D打印机只能打印丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)或聚乳酸(PLA)，其力学性能也较差，无法达到工程塑料工作零件的标准。耐热性树脂，如:聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、聚醚醚酮(PEEK)等具有无腐蚀性、耐老化、耐酸碱、耐高温、绝缘、防水、抗震性能良好等优点，同时其优良的机械冲击及冷热冲击能力，固化收缩率小、无变形，在工业领域有着广泛应用。但相较于传统3D打印的ABS和PLA材料等，耐热性树脂材料的熔点高、熔融粘度大，打印时对喷头的成型温度、挤出力和熔池长度等有较高要求。而目前常用的3D打印头无法实现熔融耐热性树脂所须的温度要求。基于FDM原理的3D打印机有单喷头和双喷头以及多喷头之分。在打印复杂模型的支撑结构，或打印多颜色、多材料复合模型时，通常会采用双喷头甚至多喷头的3D打印机，而目前这类打印机都是简单增加一套或多套送丝机和打印头系统到设备中，集成性、互换性较差，不仅占用空间较大，而且会使实际工作时打印区域面积减少。对耐热性树脂而言，其材料间粘接强度较普通树脂大，在实现耐热性树脂材料的复杂结构零件3D打印时，如采用急需容易去除的支撑材料，同时较为复杂的工况条件，对打印系统的集成性要求更高，目前的市面上的3D打印机不能满足这样的需求。
技术实现思路
本技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种模块化3D打印双喷头结构，可同时打印耐热性树脂和支撑材料(ABS、PLA材料)两种材料，占用空间小，使用方便。为实现上述目的，本技术采用下述技术方案：一种模块化3D打印双喷头结构，包括两端开口的壳体，所述壳体内安装有两个喷头结构，两个喷头结构均包括上下分布的送丝机构、第一散热装置、加热装置及喷嘴，位于喷头机构一侧的壳体的开口处安装有第二散热装置，喷头机构另一侧设有两个驱动机构，两个驱动机构分别与两个送丝机构连接，第一散热装置及加热装置内设有连通送丝机构及喷嘴的喉管，第二散热装置与加热装置之间设有挡风结构，驱动机构下方设有并口插板结构，用于集成第二散热装置、加热装置、驱动机构的控制线路并与外部控制装置连接。进一步的，所述挡风结构包括固定连接的顶板及三个挡风侧板，加热装置位于顶板及三个挡风侧板形成的空腔内，顶板与第一散热装置的底面固定连接，三个挡风侧板固定于壳体上，其中一个挡风侧板位于第二散热装置与加热装置之间。进一步的，所述第一散热装置采用开槽式散热片，两个喷头机构的开槽式散热片对称分布，提高散热效率。进一步的，所述开槽式散热片由铝合金材质制成。进一步的，所述第二散热装置采用大功率风扇。进一步的，所述驱动机构采用步进电机。进一步的，所述送丝机构包括外壳、主动齿轮及从动齿轮，所述主动齿轮与所述步进电机的输出轴连接，从动齿轮通过传动轴与外壳转动连接，主动齿轮与从动齿轮夹紧丝材，传递送丝力，所述外壳上设有进料口及与喉管连通的出料口。进一步的，所述加热装置采用加热块，其中一个喷头结构采用多个加热块，同时内置大功率加热棒，多个加热块的总体积大于另一个喷头结构的加热块体积。进一步的，所述加热块采用铝合金材质制成。进一步的，所述并口插板结构包括支撑杆，支撑杆的两端固定于壳体上，所述支撑杆上固定有支座，支座上设有并口转接口板及L型的接线口板，所述接线口板上设有多个接线口，并口转接口板上设有并口转接口，并口转接口与接线口之间连接有接线，控制线通过接线口板汇集后，利用接线及并口转接口与外部控制装置连接。本技术的有益效果：1.本技术的模块化3D打印双喷头结构，具有两个喷头结构，可同时打印耐热性树脂及支撑材料(ABS、PLA材料)两种材料，其中在打印耐热性材料的喷头处，为保证材料熔融更充分，采用多个体积较大的加热块同时加热，打印结合强度低或水溶性好的支撑材料有效解决了耐热性树脂类复杂结构零件在打印后去除支撑材料难的问题。2.本技术的壳体两端开口，采用流道式设计，利用大功率风扇同时对双喷头大面积散热片进行散热，同时，为减少冷风对加热块升温速率的影响，在加热块和散热片之间设置挡风隔板，既能使加热区流道内的耐热性树脂温度达到熔融要求又能使散热区流道内材料温度及时降低，保证良好的送丝和挤出效果。3.本技术的模块化3D打印双喷头结构，相比于传统多打印头系统的简单增加模式，该设备将双喷头集成到一起，占用空间较小，双喷头结构内所需线路集成到并口插板结构，通过并口转接口可以直接与控制板连接使用，插拔式接线更加独立方便。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。图1为本技术整体结构示意图；图2为本技术壳体内部结构示意图；图3为本技术第一喷头结构及第二喷头结构示意图一；图4为本技术第一喷头结构及第二喷头结构示意图二；图5为本技术并口插板结构示意图一；图6为本技术并口插板结构示意图二；图7为本技术有限元仿真示意图；其中，1.壳体，2.大功率风扇，3.送丝机构，3-1.进料口，4.开槽式散热片，5.加热块，6.并口插板结构，6-1.支撑杆，6-2.支座，6-3.并口转接口板，6-4.接线口板，6-5.25针并口转接口，6-6.接线口，6-7.接线，7.挡风结构，7-1.顶板，7-2.挡风侧板，8.步进电机，9.喷嘴。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。为了方便叙述，本技术中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。正如
技术介绍
所介绍的，对耐热性树脂而言，其材料间粘接强度较普通树脂大，在实现耐热性树脂材料的复杂结构零件3D打印时，如采用急需容易去除的支撑材料，同时较为复杂的工况条件，对打印系统的集成性要求更高，目前的市面上的3D打印机不能满足这样的需求，而且目前的双喷头3D打印机占地空间大，集成度差，针对上述问题，本申请提出了一种模块化3D打印双喷头结构。本申请的一种典型实施方式中，如图1-6所示，一种模块化3D打印双喷头结构，包括两端开口的壳体1，所述壳体内安装有两个喷头结构，两个喷头结构均包括由上至下分布的送丝机构3、第一散热装置、加热装置及喷嘴9，位于喷头机构一侧的的壳体开口处安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模块化3D打印双喷头结构，其特征在于，包括两端开口的壳体，所述壳体内安装有两个喷头结构，两个喷头结构均包括上下分布的送丝机构、第一散热装置、加热装置及喷嘴，位于喷头机构一侧的壳体的开口处安装有第二散热装置，喷头机构另一侧设有两个驱动机构，两个驱动机构分别与两个送丝机构连接，第一散热装置及加热装置内设有连通送丝机构及喷嘴的喉管，第二散热装置与加热装置之间设有挡风结构，驱动机构下方设有并口插板结构。

【技术特征摘要】
1.一种模块化3D打印双喷头结构，其特征在于，包括两端开口的壳体，所述壳体内安装有两个喷头结构，两个喷头结构均包括上下分布的送丝机构、第一散热装置、加热装置及喷嘴，位于喷头机构一侧的壳体的开口处安装有第二散热装置，喷头机构另一侧设有两个驱动机构，两个驱动机构分别与两个送丝机构连接，第一散热装置及加热装置内设有连通送丝机构及喷嘴的喉管，第二散热装置与加热装置之间设有挡风结构，驱动机构下方设有并口插板结构。2.如权利要求1所述的一种模块化3D打印双喷头结构，其特征在于，所述挡风结构包括固定连接顶板及三个挡风侧板，加热装置位于顶板及三个挡风侧板形成的空腔内，顶板与第一散热装置的底面固定连接，三个挡风侧板固定于壳体上，其中一个挡风侧板位于第二散热装置与加热装置之间。3.如权利要求1所述的一种模块化3D打印双喷头结构，其特征在于，所述第一散热装置采用开槽式散热片，两个喷头机构的开槽式散热片对称分布。4.如权利要求3所述的一种模块化3D打印双喷头结构，其特征在于，所述开槽式散热片由铝合金材质制成。5.如权利要求1所述的一种模块化3D打印双喷头结构，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹斌，丁守岭，王鹏，黄传真，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：新型
国别省市：山东,37