一种电磁同步切换的双打印头挤出系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电磁同步切换的双打印头挤出系统，包括基座、主动送料轮、两个微型导轨滑块、两个打印头组件、两个磁性体、电磁铁和定位组件，主动送料轮转动安装在基座正面，两个微型导轨滑块以呈竖向夹角的方式左右对称布置在主动送料轮两侧，两个打印头组件分别竖直安装在两个微型导轨滑块上，两个磁性体分别安装在打印头组件顶部，电磁铁水平安装在基座正面，电磁铁驱动磁性体带动打印头组件沿微型导轨滑块中心线方向呈一定角度交替切换。本发明专利技术创新设计了两个打印头的运动夹角结构，仅使用一个驱动电机和一个电磁铁，实现在切换打印头高度差的同时完成送料组件工作状态的同步切换，整体结构简单可靠，易于实现。

A Dual Printing Head Extrusion System with Electromagnetic Synchronization Switching

The invention discloses a dual print head extrusion system with electromagnetic synchronous switching, which comprises a base, an active feeding wheel, two micro slide guides, two print head components, two magnets, an electromagnet and a positioning component. The active feeding wheel rotates and is installed on the front of the base, two micro slide guides are arranged symmetrically on both sides of the active feeding wheel in a vertical angle manner, and two micro slide guides are arranged symmetrically on both sides of the active feeding wheel. The printer head assembly is mounted vertically on two miniature slide blocks, the two magnets are mounted on the top of the printer head assembly, and the electromagnet is mounted horizontally on the front of the base. The electromagnet drives the magnet to drive the printer head assembly to switch alternately along the central line of the miniature slide block at a certain angle. The invention innovatively designs a motion angle structure of two printing heads, which uses only one driving motor and one electromagnet to realize synchronous switching of the working state of the feeding component while switching the height difference of the printing head. The overall structure is simple, reliable and easy to realize.

【技术实现步骤摘要】
一种电磁同步切换的双打印头挤出系统
本专利技术涉及基于熔融堆积快速成型工艺的3D打印机，具体涉及一种电磁同步切换的双打印头挤出系统。
技术介绍
基于熔融堆积快速成型工艺的三维打印机是通过将丝状热塑性材料从加热的喷嘴熔融后挤出，按照零件每一层的预定轨迹，以固定的速率进行逐层打印堆积成三维物体。通常，熔融堆积快速成型工艺在制造有悬臂结构的物件时需要添加支撑。若三维打印机只有单打印头设计结构，打印的物体和支撑只能用同一种材料来构建。尽管在打印过程中，可以通过控制打印头的运行方式使得支撑部分变得较为疏松以达到便于剥离的目的，但由于是使用同一种材料，打印完成后在物体和支撑的边界难以辨认造成剥离困难，支撑剥离时也容易造成物体精细结构损伤。为了解决该问题，目前，基于熔融堆积快速成型工艺的三维打印机打印多采用双打印头结构，其中一个打印头用于熔融挤出ABS塑料等模型成型材料，另一个打印头用于熔融挤出可容易物理剥离或化学剥离的支撑材料，剥离时不会损伤已成型的模型；当打印过程中需要挤出哪种材料时，系统控制切换机构将对应打印头切换至工作状态，实现两个打印头的交替打印。已公开的三维打印机双打印头挤出系统可以分为两类：一类是两个打印头始终处于同一高度，仅通过切换两个送料组件的工作状态实现双打印头的切换；另一类是两个打印头自动切换时不仅切换了两个送料组件的工作状态，而且打印头的高度差也实现了切换。一、两个打印头固定不动，仅切换两个送料组件的工作状态实现双打印头的切换，避免了切换打印头过程中可能产生的高度定位误差而影响打印物体的尺寸精度。但这种结构的两个打印头调平困难，打印过程中很容易刮伤已成型部分，并且喷嘴的流涎会严重影响模型的表面质量，同时送料组件的工作状态切换需要依靠一套复杂的机械机构并借助外力才能实现切换，增加了挤出系统的重量，大大制约了打印速度的提高。二、两个打印头切换时不仅切换了两个送料组件的工作状态，同时依靠丝料对流道的推力作用或者增设的驱动机构实现两个打印头高度差的切换，避免了打印过程中打印头刮擦到已成型部分，减少了喷嘴流涎对模型表面质量的影响。但是依靠丝料对流道的推力作用实现打印头高度差切换，容易受到材料自身热学性能的影响导致推力大小变化从而降低了打印头工作的可靠性，且依靠弹簧机构实现打印头切换后的复位，对机械部件的加工和装配精度有较高要求，质量难以控制，势必影响两个打印头切换高度的精度；通过驱动机构实现两个打印头高度差的切换，需要依靠一套复杂的机械传动、定位机构甚至增加驱动电机才能实现，增加了挤出系统的成本、体积和重量，极大的制约了打印速度的提高。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提供一种电磁同步切换的双打印头挤出系统，仅使用一个驱动电机和一个电磁铁，即可简单、准确、可靠的实现两个打印头的自动交替切换，进而实现两种丝料的交替打印。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种电磁同步切换的双打印头挤出系统，包括基座、挤料电机、主动送料轮、微型导轨滑块、打印头组件、磁性体、电磁铁、以及用于将打印头组件定位在打印位置的定位组件，挤料电机安装在基座背面，主动送料轮安装在挤料电机伸出基座正面的转轴上，微型导轨滑块、打印头组件和磁性体均为两个，微型导轨滑块包括相互配合的导轨和滑块，两条导轨以呈竖向夹角的方式左右对称布置在主动送料轮两侧，两个打印头组件分别竖直安装在两个滑块上，两个磁性体分别安装在打印头组件顶部，电磁铁水平安装在基座正面，两端设有与两个磁性体相对的磁极，电磁铁导通后，两个磁极的极性相反，以驱动两个打印头组件分别沿两个导轨反向运动。作为本专利技术的一种改进，所述的打印头组件包括小基板、导料组件、从动轮组件和熔融出丝组件，小基板固定在滑块上，导料组件竖直安装在小基板上部，从动轮组件活动安装在小基板中部，熔融出丝组件竖直安装在小基板下部。作为本专利技术的一种改进，所述的主动送料轮上设有设有用于约束、导向丝料的齿形槽。齿形槽的设计，除了为送料提供足够的摩擦力外，还对丝料起到导向的作用，使丝料运动轨迹准确。作为本专利技术的一种改进，所述的导料组件包括导料固定块、接头和导料管，导料固定块固定在小基板上，接头竖直固定在导料固定块顶面，导料管上端经导料固定块与接头连通，导料管下端相邻主动送料轮设置，且在打印头组件处于打印状态时，导料管中心与主动送料轮的齿形槽中心同心。作为本专利技术的一种改进，所述的熔融出丝组件包括流道管、熔融器和喷嘴，熔融器固定在小基板上，喷嘴竖直固定在熔融器底面，流道管下端经熔融器与喷嘴连通，流道管上端相邻主动送料轮设置，且在打印头组件处于打印状态时，流道管中心与主动送料轮的齿形槽中心同心。作为本专利技术的一种改进，所述的从动轮组件包括调节螺钉、压簧、从动轮安装架和从动轮，小基板远离主动送料轮的一侧设有带滑槽的凸台，从动轮安装架滑动安装在凸台的滑槽中，调节螺钉穿过凸台、压簧后与从动轮安装架螺接，从动轮转动安装在从动轮安装架上。作为本专利技术的一种改进，所述的定位组件包括两个切换定位杆和设置在基座上的两个腰型孔，两个腰型孔的中心线分别与相对应导轨的中心线同轴或平行，两个切换定位杆的一端分别与两个打印头组件固定连接，另一端分别套设在两个腰型孔中。通过腰型孔不但可以起到辅助导向作用，其底部还起到限定打印头组件下限位的作用，从而实现将打印头组件定位在打印位置的目的。作为本专利技术的一种改进，所述的定位组件还包括两个螺接在基座上的调节螺钉，两个调节螺钉的顶端分别从两个腰型孔底部伸出。可以通过改变调节螺钉的伸出高度，调节打印头组件的打印位置。本专利技术创新设计了两个打印头的运动夹角结构，仅使用一个驱动电机和一个电磁铁，即可简单、准确、可靠的实现两个打印头的自动交替切换，实现两种丝料的轮流打印。与现有技术相比，具有如下优点：一是将两个打印头设计成对称夹角结构安装，实现在切换打印头高度差的同时完成送料组件工作状态的同步切换，整体结构简单可靠，易于实现；二是通过改变流经电磁铁螺线圈电流方向实现磁力作用方向的改变，驱动两个打印头进行交替切换，整个切换过程无需借助复杂的机械传动机构和定位机构就能实现，大大降低了打印系统的重量和成本，并且易于控制；三是切换时两个打印头整体呈一定角度交替切换，保证了进料、出料的同轴度不变，提高切换的稳定性；四是打印头切换简单可靠，切换到位后两个打印头均设置了定位、锁定措施，保证切换精度的同时实现了工作时的可靠性。附图说明图1为挤出系统正向的整体结构轴测图；图2为挤出系统背向的整体结构轴测图；图3为挤出系统的分解结构示意图，由于系统左、右打印头组件结构对称，故示意图中仅分解右打印头组件；图4为挤出系统正向局部剖视图；图5为从动轮组件与主动送料轮配合关系放大视图；图6为打印头组件的轴向剖视图；图7为右打印头组件处于打印状态时的正向局部剖视图；图8为图7中电磁作用部分放大视图；图9为图7中切换定位部分放大视图；图10为左打印头组件处于打印状态时的正向局部剖视图；图11为图10中电磁作用部分放大视图；图12为图10中切换定位部分放大视图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1至图6所示，一种电磁同步切换的双打印头挤出系统，包括基座1、挤料电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁同步切换的双打印头挤出系统，其特征在于：包括基座(1)、挤料电机(2)、主动送料轮(3)、微型导轨滑块(4)、打印头组件(5)、磁性体(8)、电磁铁(10)、以及用于将打印头组件(5)定位在打印位置的定位组件，挤料电机(2)安装在基座(1)背面，主动送料轮(3)安装在挤料电机(2)伸出基座(1)正面的转轴上，微型导轨滑块(4)、打印头组件(5)和磁性体(8)均为两个，微型导轨滑块(4)包括相互配合的导轨(401)和滑块(402)，两条导轨(401)以呈竖向夹角的方式左右对称布置在主动送料轮(3)两侧，两个打印头组件(5)分别竖直安装在两个滑块(4)上，两个磁性体(8)分别安装在打印头组件(5)顶部，电磁铁(10)水平安装在基座(1)正面，两端设有与两个磁性体(8)相对的磁极，电磁铁(10)导通后，两个磁极的极性相反，以驱动两个打印头组件(5)分别沿两个导轨(401)做反向升降运动。

【技术特征摘要】
1.一种电磁同步切换的双打印头挤出系统，其特征在于：包括基座(1)、挤料电机(2)、主动送料轮(3)、微型导轨滑块(4)、打印头组件(5)、磁性体(8)、电磁铁(10)、以及用于将打印头组件(5)定位在打印位置的定位组件，挤料电机(2)安装在基座(1)背面，主动送料轮(3)安装在挤料电机(2)伸出基座(1)正面的转轴上，微型导轨滑块(4)、打印头组件(5)和磁性体(8)均为两个，微型导轨滑块(4)包括相互配合的导轨(401)和滑块(402)，两条导轨(401)以呈竖向夹角的方式左右对称布置在主动送料轮(3)两侧，两个打印头组件(5)分别竖直安装在两个滑块(4)上，两个磁性体(8)分别安装在打印头组件(5)顶部，电磁铁(10)水平安装在基座(1)正面，两端设有与两个磁性体(8)相对的磁极，电磁铁(10)导通后，两个磁极的极性相反，以驱动两个打印头组件(5)分别沿两个导轨(401)做反向升降运动。2.根据权利要求1所述的一种V型切换打印头的双料挤出系统，其特征在于：所述的打印头组件(5)包括小基板(501)、导料组件(502)、从动轮组件(503)和熔融出丝组件(504)，小基板(501)固定在滑块(402)上，导料组件(502)竖直安装在小基板(501)上部，从动轮组件(503)活动安装在小基板(501)中部，熔融出丝组件(504)竖直安装在小基板(501)下部。3.根据权利要求2所述的一种V型切换打印头的双料挤出系统，其特征在于：所述的主动送料轮(3)上设有用于约束、导向丝料(11)的齿形槽。4.根据权利要求3所述的一种V型切换打印头的双料挤出系统，其特征在于：所述的导料组件(502)包括导料固定块(5021)、接头(5022)和导料管(5023)，导料固定块(5021)固定在小基板(501)上，接头(5022)竖直固定在导料固定块(5021)顶面，导料管(5023)上端经导料固定块(50...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海强，杜俊斌，赵建华，陈晓佳，
申请(专利权)人：中科院广州电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44