用于三维造型装置的造型材料的热端、以及搭载热端的三维造型装置制造方法及图纸

一种热端，其用于三维造型装置，包括：排出头(100)和加热单元(60)，排出头(100)具有：供给口(11)，其供给丝状的造型材料；排出口(41)，其排出熔化的所述造型材料；以及通路(12)，其将供给口(11)与排出口(41)直线连通，加热单元(60)用于熔化通路(12)内的造型材料，其特征在于，在通路(12)中的加热单元(60)与供给口(11)之间的位置配置有环状逆流防止部件(50)，造型材料穿过环状逆流防止部件(50)，环状逆流防止部件(50)防止通过加热单元(60)熔化的造型材料在通路中(12)逆流至供给口(11)侧。料在通路中(12)逆流至供给口(11)侧。料在通路中(12)逆流至供给口(11)侧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于三维造型装置的造型材料的热端、以及搭载热端的三维造型装置


[0001]本专利技术涉及一种用于FFF(FDM)方式的三维造型装置(三维打印机)的造型材料的热端、以及搭载热端的三维造型装置。

技术介绍

[0002]近年，流行利用计算机通过三维打印机制造立体造型物。作为制造这样的立体造型物的热端，已知有例如图8所示的结构的热端(例如参照非专利文献1)。该热端包括如下结构：在加热器块103的一端侧以使排出部101a突出的方式拧入喷嘴101，在加热器块103的另一端侧拧入具有造型材料的供给部的筒102。通过向该筒102插入并送入线状的造型材料(长丝)，造型材料被加热器块103加热熔化而向排出部101a流动，并从排出部101a排出。此时，根据控制信号向筒102送入需要的量的长丝，从而从排出部101a排出需要的量，该排出部101a的位置与形成造型物的造型台(未图示)在xyz方向上相对地移动，从而将排出的造型材料层叠而形成期望的三维造型物。
[0003]另外，在这样的热端中，为了防止长丝在筒102内熔化，在筒102的上部设置散热片(未图示)，或者通过风扇或水冷对筒102进行强制冷却。
[0004]现有技术文献
[0005]非专利文献
[0006]非专利文献门田和雄著、“从3D打印机开始的数字化制造”、日刊工业报社、103页

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题
[0008]然而，在以往的热端中，存在筒102的通路中发生长丝堵塞而给造型带来障碍的问题。本专利技术的专利技术人发现，该问题的原因在于，在连续造形时为了预防长丝在筒102侧熔化而利用散热片等进行冷却，由此在筒102的长丝的通路(流路)内能够将长丝维持为固体的状态，即便如此，由于与被送入的长丝的直径相比排出被熔化的长丝的排出口的直径较小，因此，在长丝被按压、送入时，在喷嘴101侧熔化的长丝从通路内壁与长丝之间的间隙(间隔)、即固体状态的长丝与通路的内壁之间的间隙进入(逆流)至筒102侧，该间隙是由于通路的内径与长丝的丝径之间的差异产生的。即，在喷嘴101侧熔化的长丝从间隔进入到筒102侧，在筒102侧的通路中固定，在筒102内的通路中发生长丝的堵塞，阻碍长丝的送入，因此无法排出造型材料，从而对造型产生障碍。因此，虽然想要尝试通过使通路的内径接近长丝丝径而极力减小所述间隔来防止熔化的长丝逆流，但是原长丝丝径不恒定且包含公差，因此不能有效地防止逆流。
[0009]本专利技术是鉴于这样的状况而完成的，其目的在于提供一种能够通过防止熔化的造型材料在通路中过度地向长丝供给侧逆流来防止长丝在通路中堵塞的、能够良好地连续造型的可靠性高的热端以及搭载有热端的三维造型装置。
[0010]本专利技术的专利技术人为了实现上述目的反复进行深入研究，结果发现，在用于三维造型装置的热端中，通过将防止熔化的造型材料逆流的逆流防止部件设置在熔化长丝的熔化部与供给长丝的供给口之间，抑制造型材料逆流，不易发生热端通路堵塞。
[0011]即，本专利技术涉及一种热端，其用于三维造型装置，包括：排出头和加热单元，所述排出头具有:供给口，其供给丝状的造型材料；排出口，其排出熔化的所述造型材料；以及通路，其将所述供给口与所述排出口直线连通，所述加热单元用于熔化所述通路内的所述造型材料，其特征在于，在所述通路内的所述加热单元与所述供给口之间的位置配置有环状的逆流防止部件，所述造型材料与所述环状的逆流防止部件接触并穿过该环状的逆流防止部件，所述环状的逆流防止部件防止通过所述加热单元熔化的所述造型材料在所述通路中逆流至所述供给口侧。
[0012]根据本专利技术的热端，由于在通路内配置有环状的逆流防止部件，因此丝状的造型材料(长丝)与逆流防止部件接触并穿过该环状的逆流防止部件，所以能够使长丝与逆流防止部件的环形内壁之间的间隙小到实质上能够忽视的程度而压入(供给)长丝，因此能够防止通过加热单元的热熔化的造型材料在通路内越过逆流防止部而逆流至供给口侧(上游侧)。这样，能够有效地防止在下游侧的通路内融化的造型材料进入(逆流)至比逆流防止部件靠上游侧的通路内，因此能够防止供给造型材料的通路堵塞，实现能够良好地连续造型的、可靠性高的热端。另外，在本专利技术中，排出头也可以是一体形成的，例如也可以由设置有熔化长丝的加热单元的熔化部和将长丝向熔化部供给的供给部这2个单体构成，进一步地，也可以由3个单体构成。
[0013]也可包括金属部件，所述金属部件以包围所述通路的配置有所述逆流防止部件的区域的方式安装。另外，也可以包括壳体部件，所述壳体部件固定于所述金属部件并覆盖所述加热单元。
[0014]通过金属部件包围配置有逆流防止部件的区域，从而使通路内的温度分布适当，能够预防长丝在通路上游侧熔化。即，能够通过金属部件使逆流防止部件周围的区域的热容量以及表面积增大，能够防止由加热单元产生的热传递到比逆流防止部件靠上游侧的位置。即，金属部件作为冷却部件发挥功能。因此，能够使长丝的固体的部分与熔化而流体化的部分之间的边界更明确，能够抑制长丝在比逆流防止部件靠上游侧的通路内软化，因此能够更有效地防止在通路内长丝堵塞。另外，通过设置壳体部件(罩部件)，能够将由加热单元产生的热从壳体部件的外表面适当地散热，并且能够防止该热向通路上游侧传递，能够将热封入壳体部件内，能够更有效地将由加热单元产生的热用于长丝的熔化。其结果是，通过使通路中的温度分布适当，能够预防长丝在通路上游侧熔化，从而能够进一步防止在通路内长丝堵塞。
[0015]优选地，所述逆流防止部件与所述通路内的台阶部抵接而配置。通过将逆流防止部件与台阶部抵接配置，能够防止逆流防止部件被压入通路下游侧，从而能够将逆流防止部件保持在适当的位置。
[0016]另外，所述排出头具有筒状，所述通路的配置有所述逆流防止部件的区域的周壁的厚度可以比配置有所述加热单元的区域的周壁的厚度薄。通过使配置有排出头的逆流防止部件的区域的周壁的厚度变薄，能够抑制由加热单元产生的热沿着周壁传递至比逆流防止部件靠上游侧的位置。
[0017]在所述通路内的比所述逆流防止部件靠所述供给口侧的位置配置有用于防止所述逆流防止部件向所述供给口侧移动的、内径比所述逆流防止部件大的环状的防脱部件。这样，能够将逆流防止部件保持在流路内的期望位置。
[0018]所述逆流防止部件可以由具有耐热性的弹性体、超弹性合金、或超弹塑性型合金构成。这样，即使长丝直径存在公差，也能够使逆流防止部件的环形内径以追随长丝丝径变化的方式变化，能够与长丝之间实质上无间隙地密接而送入长丝，能够防止逆流。
[0019]另外，所述环状可以是螺旋状、线圈状或螺旋弹簧状。在所述逆流防止部件的内周能够形成有C面或R面。这样，当摩擦阻力(滑动阻力)根据逆流防止部件与长丝的接触面积而变化时，通过将逆流防止部件设为螺旋状、线圈状或螺旋弹簧状，或在逆流防止部件的内周形成C面或R面，能够调整上述摩擦阻力，从而能够适当地输送长丝(向熔化部供给长丝)，并且能够更有效地防止逆流防止部件与长丝之间产生间隙。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种热端，其用于三维造型装置，包括：排出头和加热单元，所述排出头具有:供给口，其供给丝状的造型材料；排出口，其排出熔化的所述造型材料；以及通路，其将所述供给口与所述排出口直线连通，所述加热单元用于熔化所述通路内的所述造型材料，其特征在于，在所述通路内的所述加热单元与所述供给口之间的位置配置有环状的逆流防止部件，所述造型材料与所述环状的逆流防止部件接触并穿过该环状的逆流防止部件，所述环状的逆流防止部件防止通过所述加热单元熔化的所述造型材料在所述通路中逆流至所述供给口侧。2.根据权利要求1所述的热端，其特征在于，包括金属部件，所述金属部件以包围所述通路的配置有所述逆流防止部件的区域的方式安装。3.根据权利要求2所述的热端，其特征在于，包括壳体部件，所述壳体部件固定于所述金属部件并覆盖所述加热单元。4.根据权利要求1至3中任一项所述的热端，其特征在于，所述逆流防止部件与所述通...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷口秀夫，
申请(专利权)人：谷口秀夫，
类型：发明
国别省市：