用于三维打印机的打印头组件制造技术

一种用于以押出为基础的三维打印机的打印头组件，该打印头组件包括：流体分配头，该流体分配头包括集合管和具有不同尺寸的至少两个流体分配喷嘴，该喷嘴安装为与集合管中的熔化腔连通。喷嘴的出口分别通过各自的阀部件关闭。摇动装置用于枢转两个喷嘴至它们的最低的喷嘴操作位置并且驱动阀部件，允许喷嘴之间的迅速转换，以使得较小的喷嘴能够用于高分辨率的工作，而较大的喷嘴用于大量填充。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种用于以押出为基础的三维打印机的打印头组件，该打印头组件包括：流体分配头，该流体分配头包括集合管和具有不同尺寸的至少两个流体分配喷嘴，该喷嘴安装为与集合管中的熔化腔连通。喷嘴的出口分别通过各自的阀部件关闭。摇动装置用于枢转两个喷嘴至它们的最低的喷嘴操作位置并且驱动阀部件，允许喷嘴之间的迅速转换，以使得较小的喷嘴能够用于高分辨率的工作，而较大的喷嘴用于大量填充。【专利说明】用于三维打印机的打印头组件
本专利技术大致涉及一种用于以叠层方式构建三维（3D)部件的添加式制造系统，也称 为三维打印机。本专利技术尤其涉及用于押出可流动部件材料的三维打印机用打印头。
技术介绍
在以押出为基础的添加式制造系统中，三维部件是由数字表象通过押出可流动的 部件材料采用叠加的方式构建该部件而形成。将细丝供给至打印头中的押出喷嘴并在该处 使其熔化，继而以流体形式喷射至基材上，与此同时，打印头在水平面内移动从而描绘出一 层。押出的材料与之前沉积的材料融合并迅速凝固。 这种工具上的打印头需要是结构紧凑的，从而使生产对象的尺寸尽可能大，且需 要是重量较轻的，从而使得该打印头能够快速移动并准确定位而没有不利的惯性作用。在 打印头上设置多个押出喷嘴能够提高灵活性，例如在喷嘴不移除和移位的情况下容易地改 变押出材料或者颜色的能力。然而，现有的设计没有实现最佳效果，需要摆脱过重、尺寸过 大或者结果复杂的缺陷且具有改善的灵活性的打印头。 以押出为基础的添加式制造的优点之一是工具的资本和生产成本与竞争技术(例 如立体平板印刷)相比较低。然而，以前已经认识到的是在使用这项技术时必须提供高分辨 率以获得合理的操作速度。因此，需要能够提供更高的分辨率和更快的操作速度的以押出 为基础的添加式制造工具，并且该需要尚未满足。本专利技术的目的是解决上述需要，或者更一 般地说，是提供一种改进的三维打印机。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供了一种用于三维打印机的打印头组件，该打印头组件 包括： 流体分配头，该流体分配头包括集合管； 第一喷嘴和第二喷嘴，该第一喷嘴和第二喷嘴安装在所述集合管上，且该第一喷 嘴和第二喷嘴中的每一个均具有由各自的阀部件关闭的出口； 连接件，该连接件将所述流体分配头连接至支承体上，以允许所述流体分配头的 移动，通过所述流体分配头的移动，所述第一喷嘴和所述第二喷嘴中的每一个能够移动至 各自的喷嘴操作位置和从各自的喷嘴操作位置移动，其中当所述第一喷嘴和所述第二喷嘴 中的一者位于其喷嘴操作位置时，所述第一喷嘴和所述第二喷嘴中的另一者的出口在所述 第一喷嘴和所述第二喷嘴中的所述一者的出口下方延伸； 摇动装置，该摇动装置安装为围绕摇动装置轴线摆动，该摇动装置具有至少一个 凸轮表面，该至少一个凸轮表面与各自的固定件接合，以驱动所述流体分配头的移动，所述 摇动装置还包括第一接合部和第二接合部，该第一接合部和第二接合部分别与所述阀部件 中的一个接合，以打开或者关闭处于喷嘴操作位置的各个喷嘴的喷嘴出口，以及 驱动器，该驱动器控制所述摇动装置的角度位置。 toon] 优选地，该打印头组件包括枢轴，并且所述流体分配头枢转，以将所述第一喷嘴和 所述第二喷嘴移动至它们的喷嘴操作位置。作为一种选择，例如，所述连接件可以包括弧形 或线形的导轨，沿着该导轨，所述流体分配头可以通过摇动装置相对于支承体移动，从而使 所述流体分配头位于它们的喷嘴操作位置。优选地，所述第一喷嘴和所述第二喷嘴具有不 同的尺寸并且彼此流体连通。可选择地，每个喷嘴可以从单独的供料部喂料，从而使得喷嘴 之间不连通。 优选地，所述至少一个凸轮表面包括第一凸轮表面和第二凸轮表面，该第一凸轮 表面和第二凸轮表面分别与第一固定件和第二固定件接合，以使得所述第一凸轮表面和所 述第一固定件的接合沿第一方向枢转所述流体分配头，并且所述第二凸轮表面和所述第二 固定件的接合沿与所述第一方向相反的第二方向枢转所述流体分配头。 优选地，所述摇动装置安装于所述流体分配头上，并且所述第一固定件和所述第 二固定件设置于所述支承体上。优选地，所述第一凸轮表面和第二凸轮表面为所述摇动装 置的外表面，并且所述第一接合部和所述第二接合部包括以下表面中的一者：a)位于所述 摇动装置中的环状长槽的端部的表面，或者b)位于所述摇动装置的叶状体的外围的表面。 优选地，所述枢轴包括与所述集合管连通的至少一个延伸通道。可选择地，所述枢 轴包括多个延伸通道。优选地，所述集合管包括加热部件，并且所述延伸通道适于传输供消 耗的细丝。优选地，该打印头组件还包括安装件，旋转式驱动器安装于该安装件上，并且其 中在与所述集合管邻近的所述枢轴上设置有颈部，以提供热桥，使得所述集合管与所述安 装件分离开。 优选地，所述阀部件包括能够从所述喷嘴开口缩回的针。优选地，所述第一接合部 和所述第二接合部分别与所述针中的一者接合，以用于打开所述喷嘴出口，并且单独的弹 簧分别与所述针中的一者合作，以用于关闭所述喷嘴出口。 优选地，所述枢轴的枢轴轴线位于大体上对称地平分所述集合管的中心平面内， 并且所述喷嘴设置在所述中心平面的相对侧。优选地，所述摇动装置的摇动装置轴线大致 平行于所述枢轴轴线并且位于所述中心平面内。 优选地，该打印头组件还包括风扇，该风扇安装于支承体上以用于将冷空气气流 导向邻近所述喷嘴，从而提高凝固速度。优选地，所述风扇和所述集合管大致设置在所述打 印头组件的相对侧。 优选地，所述支承体适于沿限定三维打印机的三个正交轴线中的一者的导轨线性 地往复运动，并且最优选地，所述支承体支承线性轴承，以用于接合该导轨。优选地，支承 体通过环形带沿导轨线性地往复运动，并且支承体包括用于夹紧所述环形带的至少一个钳 口。在本专利技术的另一方面中，提供了一种三维打印机，该三维打印机具有根据前述权利要求 中任意一项所述的打印头组件，其中，所述三维打印机的三个正交轴线中的一者通过导轨 限定，所述支承体包括孔，并且所述导轨容纳于所述孔中，以使得所述打印头沿所述导轨呈 直线地往复运动。 根据本专利技术的流体分配头用于两个喷嘴，能够容易地切换至操作从而提高灵活 性，而不带来过重的重量、过大的尺寸或者复杂的结构。设置为较大和较小的喷嘴能够容易 地交换，允许根据需要选择喷嘴，以实现最大速度和最高分辨率，例如，通过使用较小的喷 嘴以准确地生产暴露的加工表面，较大的喷嘴用于大量填充。通过单个摇动装置控制两个 喷嘴位置和喷嘴驱动，提供了一种简单、可靠、紧凑并且轻质的机械装置。 【专利附图】【附图说明】 现在将通过参考附图的实施例来描述本专利技术的优选形式，其中： 图1是根据本专利技术的头组件的第一种实施方式的等距视图； 图2是表示本专利技术的打印头组件的工作过程的示意图； 图3是沿穿过流体分配头的枢轴轴线的坚直中心平面的图1的打印头组件的剖面 图； 图4是沿图3的4-4线的剖视图； 图5是根据本专利技术的头组件的第二种实施方式的等距视图； 图6和图7是沿垂直于流体分配头的枢轴轴线的平行的坚直平面的图5的打印头 组件的剖面图； 图8和图9分别是图5的打印头的转子的侧视图和端视本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于三维打印机的打印头组件，该打印头组件包括：流体分配头，该流体分配头包括集合管；第一喷嘴和第二喷嘴，该第一喷嘴和第二喷嘴安装在所述集合管上，且该第一喷嘴和第二喷嘴中的每一个均具有由各自的阀部件关闭的出口；连接件，该连接件将所述流体分配头连接至支承体上，以允许所述流体分配头的移动，通过所述流体分配头的移动，所述第一喷嘴和所述第二喷嘴中的每一个能够移动至各自的喷嘴操作位置和从各自的喷嘴操作位置移动，其中当所述第一喷嘴和所述第二喷嘴中的一者位于其喷嘴操作位置时，所述第一喷嘴和所述第二喷嘴中的另一者的出口位于所述第一喷嘴和所述第二喷嘴中的所述一者的出口上方；摇动装置，该摇动装置安装为围绕摇动装置轴线摆动，该摇动装置具有至少一个凸轮表面，该至少一个凸轮表面与各自的固定件接合，以驱动所述流体分配头的移动，所述摇动装置还包括第一接合部和第二接合部，该第一接合部和第二接合部分别与所述阀部件中的一个接合，以打开或者关闭处于喷嘴操作位置的各个喷嘴的喷嘴出口，以及驱动器，该驱动器控制所述摇动装置的角度位置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：C·T·艾尔斯沃斯，
申请(专利权)人：熙尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81