一种3D打印机用新型打印头制造技术

本发明专利技术公开了一种3D打印机用新型打印头，包括依次连接的散热体、喉管、加热组件和喷嘴，所述散热体包括散热基体及设置在散热基体中部的进料通道，所述喉管包括由上至下依次设置的散热段、隔热段和连接段，在隔热段和连接段中部设置有送料通道，所述加热组件包括加热块及贯通加热块顶底设置的安装通道，所述喷嘴包括喷嘴腔；所述散热段镶嵌在所述散热基体内，所述隔热段位于所述散热体与所述加热组件之间，所述连接段连接所述安装通道上部，所述喷嘴连接在所述安装通道下部。本发明专利技术可实现“中温软化区”耗材的充分散热，且喉管的连接强度及打印头的整体刚度高，可减小喉管隔热段的壁厚，防止耗材提前熔化造成堵塞，提高了3D打印效率。

A New Type of Printing Head for 3D Printer

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印机用新型打印头
本专利技术涉及3D打印机结构设计领域，具体涉及一种3D打印机用新型打印头。
技术介绍
3D打印在工业中的应用越来越广泛，因其成型简单、调整便捷、成本低廉、出样周期短等优点，越来越受用户的青睐。FDM级的3D打印机其基本原理是电机驱动挤出轮将耗材以丝状进料，经过散热体、喉管，最终在喷嘴处由加热组件加热熔融成微米级细丝并随着打印头的移动，按照3D模型截面轮廓通过堆积、凝固及成型，形成实物零件的过程。其中，喷嘴、加热组件热传导性能强，以确保耗材熔融充分；喉管热传导低，能够将加热组件的热量隔断，避免热量传递到散热体导致其内部耗材提前熔化造成堵塞。作为散热体和加热组件的连接件，为防止在安装受力时隔热段断裂，及满足打印头的高速打印不断裂，喉管的强度必须足够高，以承受质量较大的加热组件及喷嘴组件的快速移动，实现快速打印。传统的打印头结构形式如图1所示，喉管1与散热体2、加热组件3通过螺纹连接，喷嘴4与加热组件3通过螺纹连接，如图2所示，3D打印过程中，丝状耗材分别经过“常温固态区”101、“中温软化区”102以及“高温熔融区”103。其中，耗材在“中温软化区”102依然与喉管1接触，因此对喉管1的隔热要求非常严苛，若热量不能有效阻隔，耗材在“中温软化区”102将直接熔化，导致打印头堵塞，降低3D打印效率。目前针对上述问题，通常采用两种解决方法：第一种是改进喉管材质，用热传导率更低的钛合金代替不锈钢，提高其隔热效果；第二种是减小喉管隔热段壁厚，提高其隔热效果。两种方法均可显著降低打印过程中的热量上传，但采用第一种方法后，打印头成本增加，且堵塞依然存在；采用第二种方法后，喉管作为连接件，其强度降低，无法实现快速打印。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种3D打印机用新型打印头以解决上述技术问题。本专利技术采用的技术方案是：提供一种3D打印机用新型打印头，包括依次连接的散热体、喉管、加热组件和喷嘴，所述散热体包括散热基体及设置在所述散热基体中部的进料通道，所述喉管包括由上至下依次设置的散热段、隔热段和连接段，在所述隔热段和连接段中部设置有送料通道，所述加热组件包括加热块及贯通所述加热块顶底设置的安装通道，所述喷嘴包括喷嘴腔；所述散热段镶嵌在所述散热基体内，所述隔热段位于所述散热体与所述加热组件之间，所述连接段连接所述安装通道上部，所述喷嘴连接在所述安装通道下部，所述进料通道、送料通道、喷嘴腔从上至下依次连通。作为对上述方案的改进，在所述散热体与加热组件之间设置有多根支撑管，所述多根支撑管围绕所述隔热段设置，所述多根支撑管的上端镶嵌在所述散热基体内，下端镶嵌在所述加热块内。作为对上述方案的改进，所述散热段包括水平设置的第一卡盘及由所述第一卡盘竖直向上延伸的散热壁，所述散热壁镶嵌在所述散热基体内，所述第一卡盘卡设于所述散热体底部。作为对上述方案的改进，所述散热壁与所述散热基体之间为小间隙配合。作为对上述方案的改进，所述隔热段设置为柱状，其直径小于所述散热段和连接段的直径，所述隔热段的壁厚设置为0.2mm～0.3mm。作为对上述方案的改进，所述连接段包括水平设置的第二卡盘和竖直连接在该第二卡盘下侧的连接部，所述第二卡盘卡设于所述加热组件顶部，所述连接部连接在所述安装通道上部。作为对上述方案的改进，所述多根支撑管的上端与所述散热基体、所述多根支撑管的下端与所述加热组件之间均为小间隙配合。作为对上述方案的改进，在所述散热体与加热组件之间设置有四根支撑管，所述支撑管的壁厚设置为0.3mm～0.5mm。作为对上述方案的改进，所述四根支撑管中，至少两根支撑管内穿入螺钉将所述散热体和加热组件进行轴向锁紧。作为对上述方案的改进，在所述加热块与所述至少两根支撑管的接触端开设有通孔，在所述散热基体上与所述至少两根支撑管的接触端开设有螺纹孔，所述螺钉依次穿过所述通孔、支撑管后与所述螺纹孔通过螺纹连接。本专利技术所提供的3D打印机用新型打印头，喉管的散热段镶嵌在散热体内，可实现“中温软化区”耗材的充分散热，且在散热体和加热组件之间连接有多根支撑管，提高了散热体和加热组件的连接强度和3D打印机用新型打印头的整体刚度，可进一步减小喉管隔热段的壁厚，以提高其隔热效果，防止加热组件、喷嘴的热量传递到散热体使其内部耗材提前熔化造成堵塞，提高了3D打印效率，可实现快速打印。附图说明图1是现有技术中3D打印机用打印头的轴截面示意图；图2是现有技术中3D打印机用打印头的温度区域分布图；图3是本申请实施例中3D打印机用新型打印头的结构示意图；图4是图3的左视图；图5是图3的A-A剖视图；图6是图4的B-B剖视图；图7是本申请实施例中3D打印机用新型打印头的温度区域分布图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本专利技术提供了一种3D打印机用新型打印头，其散热体和加热组件的的连接强度及打印头的整体刚度高，可减小喉管隔热段的壁厚，隔热效果较好，且“中温软化区”的耗材可充分散热，可有效防止耗材提前熔化造成堵塞，提高了3D打印效率，可实现快速打印，尤其适用于FDM级3D打印机。请参阅图3-图4，图3示出了本专利技术实施例中所述3D打印机用新型打印头的外形结构，图4示出了图3中所述3D打印机用新型打印头的左视结构，所述3D打印机用新型打印头包括依次连接的散热体10、喉管20、加热组件30和喷嘴40，耗材从所述散热体10的顶部以丝状进料，经过所述散热体10、喉管20，最终在喷嘴40处由加热组件30加热熔融成微米级细丝并随着打印头的移动，按照3D模型截面轮廓通过堆积、凝固及成型，形成实物零件将熔融耗材连续的喷出以完成3D打印操作。其中，所述加热组件30用于加热喷嘴40，以使其内的耗材受热熔融，所述喉管20用于阻隔所述加热组件30及喷嘴40的热量上移，避免耗材在进料阶段软化，所述散热体10用于快速散去通过所述加热组件30及喷嘴40传递来的热量，避免耗材在进料过程中软化导致打印头堵塞，在所述散热体10外侧设置有散热翅片。请结合参阅图5-图7，图5示出了图3中3D打印机用新型打印头的A-A剖视结构，图6示出了图4中3D打印机用新型打印头的B-B剖视结构，图7示出了本申请实施例中3D打印机用新型打印头的温度区域分布，所述散热体10包括散热基体11及设置在所述散热基体11中部的进料通道12，所述喉管20包括由上至下依次设置的散热段21、隔热段22和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印机用新型打印头，包括依次连接的散热体、喉管、加热组件和喷嘴，其特征在于，所述散热体包括散热基体及设置在所述散热基体中部的进料通道，所述喉管包括由上至下依次设置的散热段、隔热段和连接段，在所述隔热段和连接段中部设置有送料通道，所述加热组件包括加热块及贯通所述加热块顶底设置的安装通道，所述喷嘴包括喷嘴腔；所述散热段镶嵌在所述散热基体内，所述隔热段位于所述散热体与所述加热组件之间，所述连接段连接所述安装通道上部，所述喷嘴连接在所述安装通道下部，所述进料通道、送料通道、喷嘴腔从上至下依次连通。

【技术特征摘要】
1.一种3D打印机用新型打印头，包括依次连接的散热体、喉管、加热组件和喷嘴，其特征在于，所述散热体包括散热基体及设置在所述散热基体中部的进料通道，所述喉管包括由上至下依次设置的散热段、隔热段和连接段，在所述隔热段和连接段中部设置有送料通道，所述加热组件包括加热块及贯通所述加热块顶底设置的安装通道，所述喷嘴包括喷嘴腔；所述散热段镶嵌在所述散热基体内，所述隔热段位于所述散热体与所述加热组件之间，所述连接段连接所述安装通道上部，所述喷嘴连接在所述安装通道下部，所述进料通道、送料通道、喷嘴腔从上至下依次连通。2.根据权利要求1所述的3D打印机用新型打印头，其特征在于，在所述散热体与加热组件之间设置有多根支撑管，所述多根支撑管围绕所述隔热段设置，所述多根支撑管的上端镶嵌在所述散热基体内，下端镶嵌在所述加热块内。3.根据权利要求1所述的3D打印机用新型打印头，其特征在于，所述散热段包括水平设置的第一卡盘及由所述第一卡盘竖直向上延伸的散热壁，所述散热壁镶嵌在所述散热基体内，所述第一卡盘卡设于所述散热体底部。4.根据权利要求3所述的3D打印机用新型打印头，其特征在于，所述散热壁与所述散热基体之间为小间隙配合。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：万东东，瞿玮，吴进，
申请(专利权)人：锐力斯传动系统苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32