3D打印笔制造技术

一种三维打印笔(1)，该三维打印笔包括：管筒(2)，该管筒在第一端部(2a)上敞开，并且管筒在与第一端部(2a)相对的第二端部(2b)上包括用于接纳熔体基质的开口；喷嘴(31)，喷嘴被构造为接纳并熔融所述熔体基质(14，22)，并且喷嘴被布置为连接到管筒的第一敞开端部(2a)；在管筒(2)内部的通道，通道包括第一开口和第二开口，第一开口与管筒(2)中用于接纳所述熔体基质(14，22)的开口相邻并且对齐，第二开口与第一开口相对并且与喷嘴(31)相邻；以及输送机构(8，13，20)，该输送机构包括可旋转的输送构件(9，15，21，51)，该可旋转的输送构件在使用中与熔体基质接触，以使熔体基质(14，22)朝向喷嘴(31)移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种三维(3D)打印笔，并且更具体地涉及一种下述的3D打印笔：该打印笔在笔的一个端部上包括用于接纳熔体基质的开口，并且在笔的相反的端部上包括用于挤出熔融的熔体基质的喷嘴。
技术介绍
3D打印笔是已知的。CN103350507公开了一种3D打印笔，该打印笔包括在一个端部上接纳熔体基质的外壳。在管筒的另一个端部处，喷嘴几乎完全被布置在外壳内部。喷嘴在外壳的内部接纳熔体基质、使熔体基质熔融并且朝向外部释放熔融的熔体基质。在外壳内部为输送机构，该输送机构用于使熔体基质移动通过笔。笔在输送机构与喷嘴之间具有供料管。该喷嘴被构造为从输送机构接纳熔体基质。笔具有围绕着喷嘴缠绕的加热线圈。加热线圈对喷嘴进行加热，喷嘴随后对熔体基质进行加热。通过在笔中设置风扇使热量散发。包围供料管的铝元件避免了熔体基质在供料管中软化。在使用中，对3D打印笔供应熔体基质，该熔体基质通过开口进入外壳直至输送机构，然后接着到供料管中。笔被启动并且输送机构通过与熔体基质接触的齿轮使熔体基质从开口移动到喷嘴。当该熔体基质接触喷嘴时，加热元件使待在喷嘴的出口处成为熔融的熔体基质被挤出的熔体基质熔融。以合适的速度移动3D打印笔，使得用户能够创作3D物体。遗憾地，这种已知类型的3D打印笔具有数个必须改进以满足市场需求的缺陷。更具体地，3D打印笔的结构涉及使用输送机构。输送机构使用齿轮系以使齿轮的旋转轴线改变90度。这是一种复杂的机构，增加了成本并且还需要外壳内部的大量空间。3D打印笔在输送机构与喷嘴之间进一步具有供料管。这种结构使得用户难于将新的基质安置在供料管中并且这常常造成装填堵塞。进一步地，为了避免基质在进入喷嘴之前变暖和变软，管被铝元件包围并且风扇被设置在外壳中。这种结构具有下述的结果：笔的尺寸大并且因此不便于作为书写工具使用。现今，已知的3D打印笔的使用不便对用户创作有美感的结构形成了限制因素。结果，在艺术领域，已知的打印笔的使用是有限的。已知的3D打印笔的另外的缺陷是，虽然在外壳内部使用风扇，但对外壳内部和外壳的端部附近的温度进行控制仍然是关键的，因为基质必须在笔的喷嘴中熔融。在CN103350507的已知的3D打印笔中，单独的风扇不足以完全保证该控制，并且设备需要在供料管周围使用铝元件以防止熔体基质过早熔融并因此在结构内部防止过早熔融能够导致的凝结物的形成。对于包围供料管的铝元件，风扇朝向铝元件供应凉的空气，这防止管在熔体基质的挤出步骤期间被加热。然而，该铝元件使得3D打印笔的结构更为复杂并且因此成本更高。此外，这种元件需要外壳内部的空间，这增大了3D打印笔的整体尺寸。此外，上文所描述的结构使得风扇对于向铝元件供应凉的空气以使得能够维持适当的温度而言是不可或缺的。已知的3D打印笔的另一个缺陷是，笔的装配是复杂的。外壳由沿长度方向具有切割线的两个部分制成。在一个半部上，所有的内部部分首先被安置并且随后以第二半部将笔闭合。这种装配方法是耗时的并且不易于执行。因此，需要提供一种可靠的3D打印笔，该打印笔能够保证在喷嘴的出口处挤出熔体基质。还需要提供一种易于使用的3D打印笔。对一种如下所述的3D打印笔具有需求，该打印笔具有真实的书写工具的外观和感觉，同时还可靠并且易于使用。对一种可靠的、易于使用的3D打印笔具有需求，该打印笔能够重复性地输送熔融的基质。
技术实现思路
本专利技术的目标是通过提供一种3D打印笔来解决前述的缺陷，该打印笔更实用、更易于使用、类似传统的书写工具并且是长时间可靠的。为此，本专利技术提供了一种3D打印笔，该打印笔包括：管筒，该管筒在第一端部上敞开，并且该管筒在与第一端部相对的第二端部上包括用于接纳熔体基质的开口；喷嘴，该喷嘴被构造为接纳并熔融熔体基质，并且喷嘴被布置为连接到管筒的第一敞开端部；在管筒内部的通道，该通道包括第一开口和第二开口，该第一开口与管筒中用于接纳熔体基质的开口相邻并且对齐，该第二开口与第一开口相对并且与喷嘴相邻；以及输送机构，该输送机构包括可旋转的输送构件，该可旋转的输送构件在使用中与熔体基质接触，以使熔体基质朝向喷嘴移动。通道包括第三开口，其中，当所述可旋转的输送构件被旋转时，所述熔体基质处于所述可旋转的输送构件与所述通道的用于支承可旋转的输送件的内表面之间。本专利技术的3D打印笔包括通道，该通道从与管筒的第一端部相邻处延伸到管筒的第二端部，直至与喷嘴开口相邻的位置。通道和可旋转的输送构件使得能够使熔体基质线性地朝向喷嘴移动而降低了熔体基质在管筒内部被提前挤出的风险。此外，防止了熔体基质在通道中的输送堵塞，这是因为用户仅须将熔体基质引入到通道的第二开口中。以那种方式，通道和可旋转的输送构件能够容易地将熔体基质移动到3D笔内部。本专利技术提供了一种可靠的3D打印笔，该打印笔保证防止了熔体基质在笔内部被提前挤出以及防止了输送堵塞。因此，熔体基质被沿着通道线性地移动，并且到达熔体基质发生熔融所在的喷嘴处。当基质被熔融时，熔融的基质被以可靠的方式从3D打印笔的喷嘴挤出，这使得能够重复性地创作3D物体。根据本专利技术的3D打印笔的另一个优点是，3D笔的内部结构使得该结构显著地减小了尺寸，这使得能够将本专利技术的3D打印笔作为具有传统的书写工具的外观和感觉以及具有高度的轻便性的书写工具来使用，这是使用已知的3D打印笔所不具有的情况。通道包括第三开口，当有熔体基质被供应到输送机构中时，在该第三开口处，可旋转的输送构件与熔体基质接触。此外，具有通道的与第三开口相对的内表面，该内表面作为熔体基质的支承元件。当熔体基质被引入到通道中时，输送构件被旋转并且将熔体基质压靠在通道的作为支承元件的内表面上。这样是有利的，因为以那种方式，通道提供了接触区域，在该接触区域处，熔体基质与输送元件和通道的内表面接触。结果，在输送机构之前、在输送机构处以及在输送机构之后通道均能够引导熔体基质，这避免了熔体基质的输送堵塞。此外，通过将通道的内表面作为输送构件的相配部分(counterpart)，避免了特定的相配部分，这节省了成本和空间。在特殊的实施例中，笔被构造为接纳从以下述组中选择的熔体基质：ABS纤丝(ABS代表丙烯腈丁二烯苯乙烯(Acrylonitrilebutadienestyrene))和PLA纤丝(PLA代表聚乳酸(Polylacticacid)，也被称为聚丙交酯)。在本专利技术的实施例中，三维(3D)打印笔包括用于将喷嘴装配到管筒的敞开的第一端部的散热构件，其中散热构件将所述喷嘴被布置在距管筒一定距离处。这是有利的，因为在喷嘴处产生的热量在能够到达管筒之前被大量散发。这避免了来自喷嘴的大量热量流动到管筒。在本专利技术的实施例中，散热构件包括用于在喷嘴被加热时散发热量的孔、开口或穿孔。这些孔、开口或穿孔的优点是热量将被更快地散发。在本专利技术的其它实施例中，3D打印笔包括电源输入端，该电源输入端用于从供电设备或从电气设备上的USB接口接收电能。在本专利技术的其它实施例中，三维(3D)打印笔包括至少两个按钮，该至少两个按钮被构造为控制熔体基质在通道内部的速度或移动方向。在本专利技术的进一步的实施例中，第一按钮被构造为使熔体基质从管筒的第一端部移动到管筒的第二端部，至少两个按钮中的第二按钮被构造为使熔体基质从第二端部移动到管筒的第一端部。在本专利技术的其它实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维(3D)打印笔1，所述三维打印笔包括：管筒，所述管筒在第一端部上敞开，并且所述管筒在与所述第一端部相对的第二端部上包括用于接纳熔体基质的开口，喷嘴，所述喷嘴被构造为接纳并熔融所述熔体基质，并且所述喷嘴被布置为连接到所述管筒的第一敞开端部，输送机构，所述输送机构包括可旋转的输送构件，所述可旋转的输送构件在使用中与所述熔体基质接触，以使所述熔体基质朝向所述喷嘴移动，以及在所述管筒内部的通道，所述通道包括第一开口、第二开口和第三开口，所述第一开口与所述管筒中用于接纳所述熔体基质的开口相邻并且对齐，所述第二开口与所述第一开口相对并且与所述喷嘴相邻，所述第三开口被构造成使得：当所述可旋转的输送构件被旋转时，所述熔体基质处于所述可旋转的输送构件与所述通道的用于支承所述熔体基质的可旋转的输送件的内表面之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.19 EP 14173157.01.一种三维(3D)打印笔1，所述三维打印笔包括：管筒，所述管筒在第一端部上敞开，并且所述管筒在与所述第一端部相对的第二端部上包括用于接纳熔体基质的开口，喷嘴，所述喷嘴被构造为接纳并熔融所述熔体基质，并且所述喷嘴被布置为连接到所述管筒的第一敞开端部，输送机构，所述输送机构包括可旋转的输送构件，所述可旋转的输送构件在使用中与所述熔体基质接触，以使所述熔体基质朝向所述喷嘴移动，以及在所述管筒内部的通道，所述通道包括第一开口、第二开口和第三开口，所述第一开口与所述管筒中用于接纳所述熔体基质的开口相邻并且对齐，所述第二开口与所述第一开口相对并且与所述喷嘴相邻，所述第三开口被构造成使得：当所述可旋转的输送构件被旋转时，所述熔体基质处于所述可旋转的输送构件与所述通道的用于支承所述熔体基质的可旋转的输送件的内表面之间。2.根据权利要求1所述的三维(3D)打印笔1，所述三维打印笔进一步包括用于将所述喷嘴装配到所述管筒的敞开的第一端部的散热构件，其中，所述散热构件将所述喷嘴布置在距所述管筒一定距离处。3.根据权利要求2所述的三维(3D)打印笔，其中，所述散热构件包括孔、开口或穿孔，所述孔、开口或穿孔用于在所述喷嘴被加热时散发热量。4.根据前述权利要求中任一项所述的三维(3D)打印笔1，所述三维打印笔进一步包括至少两个按钮，所述至少两个按钮被构造为控制所述熔体基质在所述通道内部的速度或移动方向，其中，启动第一按钮被构造为：使所述熔体基质以第一速度从所述管筒的第一端部移动到所述管筒的第二端部，以及其中，同时启动第一按钮和第二按钮被构造为：使所述熔体基质从所述第二端部移动到所述管筒的第一端部。5.根据前述权利要求中任一项所述的三维(3D)打印笔1，所述三维打印笔进一步包括光源，所述光源被构造为指示所述笔准备就绪以待使用的时刻。6.一种三维(3D)打印笔1，所述三维打印笔包括：管筒，所述管筒在第一端部上敞开，并且所述管筒在与所述第一端部相对的第二端部上包括用于接纳熔体基质的开口，喷嘴，所述喷嘴被构造为接纳并熔融所述管筒的敞开的第一端部处的所述熔体基质，输送机构，所述输送机构包括用于使所述熔体基质朝向所述喷嘴移动的输送构件，以及散热构件，所述散热构件用于将所述喷嘴装配到所述管筒的敞开的第一端部，其中，所述散热构件将所述喷嘴布置在距所述管筒一定距离处。7.根据权利要求7所述的三维(3D)打印笔，其中，所述散热构件由具有低于0.5W/m.K的热导率的材料制成。8.根据权利要求7至8中任一项所述的三维(3D)打印笔，其中，所述散热构件包括用于在所述喷嘴被加热时散发热量的孔、开口或穿孔。9.根据权利要求7至9中任一项所述的三维(3D)打印笔1，其中，所述散热构件被构造为包围所述喷嘴。10.根据权利要求7至10中任一项所述的三维(3D)打印笔1，所述三维打印笔进一步包括温度微型控制器，其中，所述温度微型控制器被配置为将所述喷嘴保持在用于熔融所述熔体基质的预定温度。11.一种三维(3D)打印笔1，所述三维打印笔包括：管筒，所述管筒在第一端部上敞开，并且所述管筒在与所述第一端部相对的第二端部上包括用于接纳熔体基质的开口，从所述管筒的第一端部到第二端部的方向为所述笔的长度方向，喷嘴，所述喷嘴被构造为接纳并且熔融所述熔体基质，并且所述喷嘴被布置为连接到所述管筒的敞开的第一端部，输送机构，所述输送机构包括在使用中与所述熔体基质接触的可旋转的输送构件，其中，所述可旋转的输送构件围绕沿着所述笔的长度方向的轴旋转，以使所述熔体基质沿所述笔的长度方向移动。12.根据权利要求12所述的三维打印笔1，其中，所述笔进一步包括在所述管筒内部的通道，所述通道包括第一敞开端部和第二敞开端部，所述第一敞开端部与所述管筒中用于接纳所述熔体基质的开口相邻并且对齐，所述第二敞开端部与所述第一敞开端部相对并且与所述喷嘴相邻，其中，所述通道包括用于接纳所述可旋转的输送构件的一部分的第三开口，以及其中，当所述可旋转的输送构件被旋转时，所述熔体基质处于所述可旋转的输送构件与所述通道的用于支承所述熔体基质的输送件的内表面之间。13.根据权利要求13所述的三维打印笔1，其中，所述通道在与所述第三开口相对的位置处包括凹部，所述第三开口用于接纳所述可旋转的输送构件的一部...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼·苏沃罗夫，伊斯梅尔·巴兰，
申请(专利权)人：电笔有限责任公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB