一种堆叠式彩色三维立体打印机用三通道聚熔式挤注喷头制造技术

本发明专利技术公开了一种三通道聚熔式挤注喷头，适合能实现精密打印的堆叠式(FDM)彩色三维立体打印机控制系统使用。保证打印多彩三维立体工件时各色打印原料丝在喷头聚熔混合搅拌腔内完成无温差融合，挤出彩丝，实现打印及真彩色高精密度。聚熔混合搅拌腔设置成内嵌式结构解决了点加热的技术难题，提高给料精度，使打印工件的机械强度达到材料的机械强度指标，适合现有三维立体打印机即插即用规范，符合大规模制造工艺要求，维修更换方便，节约资源，减少能耗，降低成本，结构简单，稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种堆叠式(FDM)彩色三维立体打印机用彩色挤注喷头技术，具体是一种能实现将输入的多根单色塑料丝汇聚于混合搅拌腔内熔融，可产生旋转式搅拌动作进行混色后从喷头下端出丝口挤出真彩级打印丝的三通道聚熔式挤注喷头。
技术介绍
公知技术中堆叠式三维立体打印机的打印程序是在惠普喷墨打印机打印程序的基础上开发而来，在堆叠式三维立体打印过程中打印程序默认打印材料是液态流动的，只需要给出每个打印头的关闭和给进指令，只有在工件打印结束时才给出全部打印头关闭加热电源的指令。因此，在堆叠式三维立体打印机当中加热器系统是一个分立的系统模块，由四部分组成:加热器，受热体，温度传感器，加热和冷却控制电路。加热器和温度传感器均设置在喷头受热体部位，见图1，(I中q?I中I)。见图1，是现有的堆叠式三维立体打印机的打印头，带进丝口 I中k的送丝泵I中e连接进丝导管I中q，进丝导管I中q通过法兰盘I中i连接喷咀I中j，在法兰盘I中i上设置加热器I中I和温度传感器I中t，属于单通道结构。在现有的多头彩色堆叠式三维立体打印机打印过程中换色必须通过换头来实现，打印中断丝是必须的，因断丝造成打印层间结合不好，使打印出现疵点或失败是常见故障。见图6，本专利技术人的201320647554.1和201310414789.0两项专利中已消除图1的堆叠式三维立体打印机的打印头的缺点；201320647554.1中设置了新结构的法兰盘(图6中6中3)、导丝软管(图6中6中2)和喷咀(图6中6中8、6中9、6中10)。其特征是:喷咀法兰盘上设置有对称两个导丝孔(图6中6中6、6中7)，各与法兰盘上端平面呈45?60°夹角，两个导丝孔在下端顶角处交措相切合成圆孔，连接至喷咀上端内径形成双通道结构。201310414789.0中三进单出喷头三个导丝孔出口与旋涡式喷咀内壁设置成有水平夹角的相切状态，三个导丝孔入口也设置了导丝软管；旋涡式喷咀内壁结构设置有较复杂的梯度增压变化。见图7，在现有技术中多头堆叠式三维立体打印机当中双头打印大于双头喷咀间距的单个水平方向双色(A色和B色)的工件时就会看到打印出的工件上有双色相互掺色(Ac和Be)现象；其原因是，因已按时序指令关闭送丝的打印头的余温继续熔化剩余在进丝导管中的塑料丝，并被涨出喷咀挤到打印工件上，在色彩分明中掺杂着余料和余料色彩，呈现出“珊瑚树”现象(Ac和Be)。图中可见A和Bd两点是以A、B色两打印头的实际安装间距为圆心的两个相切圆，掺色Be的圆心在A色实体圆的左半圆周上，因为是每层打印后的余料，所以粘出的是与A仿形的“珊瑚树”，色彩为B色；与B和Ac位置的掺色现象正好相反。这即是现有的堆叠式多头三维立体打印机存在的技术和质量上的缺陷，明显浪费材料并破坏工件的整体性和机械强度。现有的堆叠式双头或多头三维立体打印机中使用的打印头都为单色。一种彩色三维立体打印机技术采用彩色胶水作为打印墨水在石膏粉中喷墨打印粘结成型出彩色工件。其缺点是色彩会被石膏粉的白色基准差异形成色差，而石膏粉的机械强度较远低于工程塑料，因此无法在工程器件及其他应用领域中使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种堆叠式全真彩三维立体打印机使用的三通道聚熔式挤出喷头(以下简称:三进单出喷头)，能实现全彩色彩工件的三维立体打印的高精度质量。本专利技术提供的技术方案:包括三进单出喷头基体、内嵌式聚熔混合搅拌腔、丝口补芯、加热器、温度传感器和探孔，及导丝软管；三进单出喷头基体由固定螺钉孔、进丝通道、加热腔和内嵌式聚熔混合搅拌腔(以下简称:聚熔混合腔)构成，其特征是:来自送丝泵的单色塑料丝分别通过导丝软管进入三个进丝通道，三个进丝通道下端连接聚熔混合腔，出口在聚熔混合腔内壁上，到达聚熔混合腔时被在嵌入到加热腔的聚熔混合腔弧底的加热器释放的热量迅速熔化注入聚熔混合腔内，三个进丝通道出口在进入聚熔混合腔的位置呈相邻两个相切错位设置，在进料塑料丝的推力下熔浆做切向运动产生旋转搅拌作用，按时序分别注入的塑料丝熔浆通过聚熔混合腔从丝口补芯的丝口被挤出时的细丝成色不同；支撑材料能够通过外侧一个进丝通道实现打印功能；设置成圆柱体连接圆桶形底部的聚熔混合腔结构，在圆柱体上部设置成弧底形状，当嵌入加热腔底部时的弧底结构与加热腔底部重合实现直接接触加热器，以获得最高的点加热效果；用于设置温度传感器的探孔下端止于聚熔混合腔外壁，保证温度传感器能够拾取到无介质误差的点加热温度；设置成可拆卸结构的丝口补芯能够实现通过更换来调整丝口直径，适合丝口直径的精密度加工和对聚熔混合腔内积累的杂质清理。三进单出喷头基体通过上端设置的固定螺钉孔连接到公知的X、Y轴行走支架下；三进单出喷头基体改变了公知的和技术20132064554.1中设置的法兰盘结构，设置成长方体连接在梯形体下底部结构；梯形体中心部位设置一个加热腔，固定螺钉孔穿过三进单出喷头基体长方体到达加热腔上部；加热器设置在加热腔中，被上端设置的固定螺钉孔用丝对固定；进丝通设置在三进单出喷头基体长方体两侧露出的梯形体下底斜面部位，进丝通道上端开口处嵌入导丝软管，下端开口穿进聚熔混合腔内；聚熔混合腔设置成圆柱体与圆桶形底部连接结构，圆柱体上部设置成弧底形状，嵌入加热腔底部与圆弧结构重合能够直接接触加热器；聚熔混合腔设置成的圆桶形结构部分，内径等于进丝通道直径的2.618倍，深度等于进丝通道直径的2.8倍；设置在三进单出喷头基体梯形底部双侧斜面上具有44°夹角的三个进丝通道出口设置成相邻两进丝通道为五分之一圆弧相切状态，并且分别切于聚熔混合腔圆桶形部位圆周弧面上，使按比例注入的塑料浆在相切面产生磨擦阻力将进丝推力转换成扭力，沿聚熔混合腔内壁做圆周旋转运动产生搅拌混合作用，在持续的进丝推力下使注入的塑料丝熔浆穿过聚熔混合腔汇聚到丝口补芯平面被挤出丝口成细丝；丝口补芯设置在聚熔混合腔圆桶形结构向外开口处，设置的止口与开口呈紧配合可更换结构，打破了现有喷头丝口直径与打印头整体固定的模式，可拆卸结构的丝口补芯能够实现通过更换来调整丝口直径，丝口尺寸设置在0.05?0.4mm，可打印到0.0lmm的微观级层面；适合丝口直径的精密度加工和对聚熔混合腔内积累的杂质清理。公知的加热器设置在加热腔内，相应部位与加热腔底部嵌入的聚熔混合腔弧底直接接触构成点加热模式，使加热更快更节能；设置温度传感器的探孔上端并列设置在进丝通道入口一侧斜面上，下端止于聚熔混合腔外壁，温度传感器被置于探孔内的压力弹簧压紧固定在聚熔混合腔外壁表面，温度传感器导线从压力弹簧中心引出。导丝软管采用本专利技术人的技术20132064554.1中所示结构，设置在进丝通道入口，可根据来料丝的直径需要调整口径，约束原料丝不出现缓解输送力的自由软弯状态，保证送丝指令与动作之间的误差值最小。上述的进丝通道轴向相对聚熔混合腔轴向设置有44°夹角与聚熔混合腔内壁相切，相邻两进丝通道下端出口设置成五分之一弧相切状态。上述的聚熔混合腔与三进单出喷头基体设置成嵌入式结构；聚熔混合腔设置成圆柱体与圆桶形底部连接结构，圆柱体上部设置成弧底形状，弧底部位嵌入到加热腔内壁与圆弧重合；聚熔混合腔的圆桶形结构设置成内径等于进丝通道直径的2.618倍，深度等于进丝通道当前第1页1 2本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术的目的是提供一种堆叠式真彩级三维立体打印机使用的三通道聚熔式挤出喷头(以下简称：三进单岀喷头)，能实现真彩级彩色工件的三维立体打印的高精度质量；本专利技术提供的技术方案：包括三进单岀喷头基体、内嵌式聚熔混合搅拌腔、丝口补芯、加热器、温度传感器和探孔，及导丝软管；三进单岀喷头基体由固定螺钉孔、进丝通道、加热腔和内嵌式聚熔混合搅拌腔(以下简称：聚熔混合腔)构成，其特征是：来自送丝泵的单色塑料丝分别通过导丝软管进入三个进丝通道，三个进丝通道下端连接聚熔混合腔，出口在聚熔混合腔内壁上，到达聚熔混合腔时被在嵌入到加热腔的聚熔混合腔弧底的加热器释放的热量迅速熔化注入聚熔混合腔内，三个进丝通道出口在进入聚熔混合腔的位置呈相邻两个相切错位设置，在进料塑料丝的推力下熔浆做切向运动产生旋转搅拌作用，按时序分别注入的塑料丝熔浆通过聚熔混合腔从丝口补芯的丝口被挤出时的细丝成色不同；支撑材料能够通过外侧一个进丝通道实现打印功能；设置成圆柱体连接圆桶形底部的聚熔混合腔结构，在圆柱体上部设置成弧底形状，当嵌入加热腔底部时的弧底结构与加热腔底部重合实现直接接触加热器，以获得最高的点加热效果；用于设置温度传感器的探孔下端止于聚熔混合腔外壁，保证温度传感器能够拾取到无介质误差的点加热温度；设置成可拆卸结构的丝口补芯能够实现通过更换来调整丝口直径，适合丝口直径的精密度加工和对聚熔混合腔内积累的杂质清理。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周建，
申请(专利权)人：周建，
类型：发明
国别省市：辽宁;21