一种喷头组件及使用该喷头组件的3D打印机制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种能够结合加热器和散热器，从而更加轻便和安全的喷头组件。本发明专利技术公开了一种喷头组件，用于熔融沉积式3D打印机，所述喷头组件包括，引导管，其包括具有熔丝入口的第一端和设有喷嘴的第二端；第一导热件，第二导热件，所述第一导热件和第二导热件沿所述引导管的第二端至第一端的方向依次设置在所述引导管上；所述喷头组件还包括，热电装置，其具有热端和与所述热端相对设置的冷端，所述热端与所述第一导热件接触，所述冷端与所述第二导热件接触。

【技术实现步骤摘要】
一种喷头组件及使用该喷头组件的3D打印机
本专利技术涉及于3D打印领域，尤其涉及一种熔融沉积式3D打印机的喷头组件。 本专利技术还涉及一种使用喷头组件的3D打印机。
技术介绍
3D打印技术是快速成型技术的一种，是以数字模型文件为基础，通过粉末状金属 或塑料等粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。其中3D打印技术分为多种， 而其中最为广泛应用的就是熔融沉积的方式，其又称为熔丝沉积，通过将丝状的热熔性材 料进行加热融化，通过带有微丝喷嘴的喷头组件把材料挤出来，同时喷头组件可以沿一定 方向移动，烙融的丝材被挤出后和前一层材料粘合在一起，借此一层层地粘合直到工件完 全成型。 为了使得熔丝能够有效的与前一层材料粘合在一起，喷头组件上的喷嘴必须能够 达到一定温度，从而将丝材融化，现有技术是通过安装一电阻丝式加热器）来实现以上功 能的，然而，一方面由于加热器与喷嘴接触，同时喷嘴又属于引导管的一部分，这样必然会 导致引导管整体受热温度升高，最终造成热熔性丝材过早融化，即进入引导管的熔丝入口 就开始融化，使得热熔型丝材无法从喷嘴挤出，另一方面，当加热器长时间加热后，引导管 温度无法控制，造成喷嘴温度过高。为了解决以上的问题，现有的方法是，在喷头组件上加 入散热风扇，对其熔丝入口以及熔丝入口至喷嘴的一部分引导管进行散热，风扇的转速可 以根据具体引导管的温度改变。 首先，上述加热器和散热器分离的方式，存在以下几个缺点：第一，喷头组件作为 主要的打印设备需要能够快速地移动到需要的位置上，而目前，加热器和散热器分离的方 式，使得其结构过于复杂，且不够轻便；第二，当散热器出现故障，加热器依旧正常工作时， 会使得喷头组件温度持续升高，烧坏相关元件，具有危险性。 其次，上述通过电阻丝式加热器的方式，具有几个缺点：第一，热损失大，效率低。 众所周知，电阻丝式加热器是由电阻丝烧制而成，其热效率较低（通常在20% -30%左右） 能源浪费严重；第二，由于电阻丝容易因高温氧化而被烧断，寿命较短，导致喷头组件需要 经常性的维修或更换，提高了 3D打印的成本。 再者，上述通过加入风扇的散热方式，亦具有几个缺点：第一，由于风扇是通过马 达转动来实现散热的，其必然会引起一定的振动，导致喷头组件振动，使得3D打印出的模 型产生误差，特别是当3D喷头组件长时间使用时，温度过高，导致风扇为了有效的降温，转 速升高，其引起的振动幅度也就越大，3D打印出的模型产生的误差也越大；第二，考虑到风 扇是通过空气对流来实现间接降温，其无法精确地控制整个引导管（包括喷嘴和熔丝入 口）的温度。 因此，亟需一种能够使得喷头组件更加轻便和安全的装置。
技术实现思路
为了克服上述技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种能够结合加热器和散热器， 从而更加轻便和安全的喷头组件。 本专利技术公开了一种喷头组件，用于熔融沉积式3D打印机，所述喷头组件包括，弓丨 导管，其包括具有熔丝入口的第一端和设有喷嘴的第二端；第一导热件，第二导热件，所述 第一导热件和第二导热件沿所述引导管的第二端至第一端的方向依次设置在所述引导管 上；所述喷头组件还包括，热电装置，其具有热端和与所述热端相对设置的冷端，所述热端 与所述第一导热件接触，所述冷端与所述第二导热件接触。 优选地，在本专利技术中所述热电装置设于所述第一导热件和第二导热件之间。 优选地，在本专利技术中所述第一导热件包括一直径略大于所述引导管的第一通孔， 所述第一导热件借由所述第一通孔套设于所述引导管上。 优选地，在本专利技术中所述第二导热件包括一直径略大于所述引导管的第二通孔， 所述第二导热件借由所述第二通孔套设于所述引导管上。 优选地，在本专利技术中所述第二导热件包括主体部和延伸部，所述主体部的一面与 所述冷端接触，所述延伸部与所述引导管的外缘周边接触朝着所述第一端的方向延伸 优选地，在本专利技术中所述延伸部的外周面上设有若干散热片。 优选地，在本专利技术中所述主体部与所述散热片连接。 优选地，在本专利技术中所述第一导热件设于所述引导管的第二端。 优选地，在本专利技术中所述喷嘴由所述第一导热件的一部分形成。 优选地，在本专利技术中所述喷头组件还包括一熔丝传动装置、一安装件，所述安装件 连接所述熔丝传动装置和所述引导管。 优选地，在本专利技术中所述熔丝传动装置包括具有安装空间的熔丝支撑件、与所述 安装空间匹配的安装熔丝传动轮和弹簧活塞，所述熔丝传动轮和所述弹簧活塞安装在所述 熔丝支撑件的安装空间内。 优选地，在本专利技术中所述喷头组件还包括一步进马达，所述步进马达的转轴连接 所述熔丝传动轮。 本专利技术还公开了一种使用喷头组件的3D打印机。 采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果： 1.通过利用热电装置的热端代替加热器，冷端代替散热器，从而相比于现有的互 相分离的加热器和散热器，整个喷头组件更加轻便，同时安装更加方便。 2.由于采用热电装置替代加热器和散热器，当冷端无法正常工作时，热端也必然 无法工作，避免了散热功能失效时，加热功能继续工作的情况，提高了安全性。 【附图说明】 图1为本专利技术喷头组件一实施例的爆炸图； 图2为本专利技术喷头组件一实施例的剖面图。 附图标记： 喷头组件100、引导管110、喷嘴111、熔丝入口 112、热电装置120、热端121、冷端 122、第一导热件130、第二导热件140、主体部141、延伸部142、步进马达151、熔丝支撑件 152、安装件153、熔丝传动轮154、弹簧活塞155、熔丝160、熔丝传动方向161、散热片170。 【具体实施方式】 以下将结合具体实施例以及附图进一步阐述本专利技术的优点。 应当注意到，在本文中，用于解释所揭露实施方式的各个部分的结构和动作的方 向表示，诸如上、下、左、右、内、外、等等，并不是绝对的，而是相对的。当所揭露实施方式的 各个部分位于图中所示位置时，这些表示是合适的。如果所揭露实施方式的位置或参照系 改变，这些表示也要根据所揭露实施方式的位置或参照系的改变而发生改变。 如图1所示，为本专利技术喷头组件一实施例的示意图。本实施例中喷头组件100包 括引导管110、热电装置120、第一导热件130、第二导热件140、熔丝传动装置。 结合图2所示，其中，引导管110的具有第一端和第二端，其第一端设有熔丝入口 112,第二端设有喷嘴111，同时喷嘴111和熔丝入口 112通过引导管110的内部空间贯通， 从而熔丝160自熔丝入口 112进入引导管110并通过引导管110的内部空间抵达喷嘴111， 并经加热后从喷嘴111流出（如图中熔丝传动方向161所示）。 第一导热件130设置在引导管110上，其包括与引导管110外周面接触的第一接 触壁，通过该第一接触壁，第一导热件130上的热量可以传导至引导管110上。 同样的，第二导热件140设置在引导管110上，其包括与引导管110外周面接触的 第二接触壁，通过该第二接触壁，引导管110上的热量可以传导至第二导热件140上。 热电装置120,即，通过半导体制冷技术（基于帕尔帖原理）实现一端制热、另一端 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷头组件，用于熔融沉积式3D打印机，所述喷头组件包括，引导管，其包括具有熔丝入口的第一端和设有喷嘴的第二端；第一导热件、第二导热件，所述第一导热件和第二导热件沿所述引导管的第二端至第一端的方向依次设置在所述引导管上；其特征在于，所述喷头组件还包括，热电装置，其具有热端和与所述热端相对设置的冷端，所述热端与所述第一导热件接触，所述冷端与所述第二导热件接触。

【技术特征摘要】
1. 一种喷头组件，用于熔融沉积式3D打印机，所述喷头组件包括， 引导管，其包括具有熔丝入口的第一端和设有喷嘴的第二端； 第一导热件、第二导热件，所述第一导热件和第二导热件沿所述引导管的第二端至第 一端的方向依次设置在所述引导管上； 其特征在于，所述喷头组件还包括， 热电装置，其具有热端和与所述热端相对设置的冷端，所述热端与所述第一导热件接 触，所述冷端与所述第二导热件接触。2. 如权利要求1所述的喷头组件，其特征在于，所述热电装置设于所述第一导热件和 第二导热件之间。3. 如权利要求1所述的喷头组件，其特征在于，所述第一导热件包括一直径略大于所 述引导管的第一通孔，所述第一导热件借由所述第一通孔套设于所述引导管上。4. 如权利要求1所述的喷头组件，其特征在于，所述第二导热件包括一直径略大于所 述引导管的第二通孔，所述第二导热件借由所述第二通孔套设于所述引导管上。5. 如权利要求1所述的喷头组件，其特征在于，所述第二导热件包括主体部和延伸部， 所述主体部的一面与所述冷端接触，所述延伸部与所述引导管的...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯即，
申请(专利权)人：柯即，吉勇旭，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA