一种针对颗粒状材料的单流道多加热模块打印喷头制造技术

本发明专利技术属于3D打印领域，具体涉及一种针对颗粒状材料的单流道多加热模块打印喷头。包括材料主料筒，料筒外部设有螺纹，侧边设置有两个可以添加额外输入的连接口，用于连接额外的副料筒。在主料筒下端内部有一个120

【技术实现步骤摘要】
一种针对颗粒状材料的单流道多加热模块打印喷头


[0001]本专利技术属于3D打印领域，具体涉及一种针对颗粒状材料的单流道多加热模块打印喷头。

技术介绍

[0002]3D打印(3D printing)，又称为增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。它区别于传统的加工技术，通常以逐层堆叠累积的方式将材料连接起来构造物体的过程，其内容涵盖了产品生命周期前端的“快速原型”(rapid prototyping)和全生产周期的“快速制造”(rapid manufacturing)相关的所有打印工艺、技术、设备类别和应用。而在3D打印中，FDM 3D打印是应用最为广泛，使用最为普及的一种。
[0003]现阶段，对于颗粒状材料的打印一般都是通过做成丝状带用料，或者是将熔解装置置于外端，下端通过直写式的喷头进行打印。但是这两种方法，对于配比极为严格的含能材料都是不合适的。含能材料是由多种不同颗粒材料进行混合就导致其不能在打印前将其做成丝状材料。同时粘性大的材料在进行直写式的3D 打印式容易造成料管堵塞。
[0004]在现在的FDM桌面式3D打印机中，对于颗粒状的材料进行打印的打印机，应用最多的模式为喷口进行Z轴方向运动，打印平台进行XY轴方向的运动。但是由于料筒的容积一定，在料筒内剩余材料不足以支持一次打印时，就需要对料筒内剩余材料进行清洗(材料加热再次冷却后，材料的性能会发生改变，故不能向料筒内直接添加未加热的材料)，这就造成了极大的浪费，并且及其的消耗时间，降低打印效率，以火药颗粒的代用料(纤维素衍生物与乙酸乙酯按一定比例混合调制)来说,运用加热块对直径为50mm高70mm的料简进行加热至安全打印温度 (约60～70摄氏度之间)，它的加热时长平均在30
‑
40分钟，而手动清洗料筒的时长约为40
‑
60分钟。这对于本身料筒容量较小的3D打印机，一天需要进行多次打印操作的情况，是及其不友好的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种有多个材料加热储存仓的打印喷头，通过设置两个副加热料筒来避免反复抬起挤压装置导致内部温度降低，材料性质改变的问题，通过这种方式降低材料消耗，减少设备清洗次数。
[0006]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种针对颗粒状材料的单流道多加热模块打印喷头，包括一个主料筒和两个副料筒；
[0007]主料筒底部通过固定结构连接喷头，主料筒的侧面设有与副料筒出口连接的入口；
[0008]两个副料筒的结构相同，主体呈L型，L型副料筒包括竖向流道、横向流道和设置在竖向流道上的料腔，料腔和竖向流道之间设有可翻转的阻流板，竖向流道和横向流道之间设有推送板，通过推送板的水平移动实现对熔融态材料的推送，横向流道的出口连接主料
筒的侧面入口；处于阻流板上部料腔内的材料呈现熔融态，主料筒位于侧面入口下的部分外周套设硅胶加热套，使材料呈现熔融态。
[0009]进一步的，阻流板在料筒内可做XZ方向上的转动。
[0010]进一步的，阻流板相对的两侧分别设有圆柱型突起，插入到副料筒预先设置的圆柱型缺口中，使其在副料筒内部仅可做XZ方向上的转动，副料筒表面设有按钮，通过按钮调节阻流板的状态。
[0011]进一步的，副料筒位于阻流板上部的外周设有硅胶加热套。
[0012]进一步的，副料筒竖直部分下半区的内部设置有漏斗形收缩口，漏斗形收缩口与副料筒竖直方向同心，阻流板设置在漏斗形收缩口的正上方。
[0013]进一步的，推送板外侧固定连接伸缩推送杆，副料筒上配设有供伸缩推送杆穿过的通孔。
[0014]进一步的，推送板的制作过程是：取一个厚度为竖直实际流道一半的空心圆管，切除为一个半圆管，再将一个与横向实际流道平面形状相同的模具放置于半圆柱表面，切除多余部分即得到推送板的形状；推送板竖直方向与上半流道内腔贴合，推送板水平方向与水平流道内腔贴合。
[0015]进一步的，横向实际流道内侧底部设有半圆形导轨，推送板底部设有与半圆形导轨相配合的缺口。
[0016]进一步的，副料筒和主料筒通过螺纹连接。
[0017]一种采用上述的打印喷头进行打印的方法，包括如下步骤：
[0018]步骤(1)：对主料筒和副料筒同时进行加热处理，阻流板处于关闭状态，材料在副料筒上端加热，使内部的打印材料处于熔融的状态；
[0019]步骤(2)：当主料筒内的剩余材料不能支持一次打印时，上移主料筒内的挤出轴的高度，启动使阻流板开始翻转，阻流板失效，熔融态打印材料通过漏斗形收缩口，进入副料筒实际流道；
[0020]步骤(3)：通过副料筒顶部观察材料的剩余量，所剩较少时翻转阻流板至平行于平面的方向，将剩余材料送入收缩口，并再次起到阻流作用；
[0021]步骤(4)：启动伸缩推拉杆，推送板沿着半圆形导轨将进入实际流道的材料向前推送，最终将副料筒内的全部材料送至主料筒内时，一轮的工作结束，伸缩推送杆收缩，推送板归位，准备下一轮的工作；
[0022]步骤(5)：主料筒内的打印料得到补充，3D打印机进行再次调平即可打印。
[0023]本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：
[0024](1)本专利技术的整体料筒结构具有可持续添加材料的功能，减少了传统DFM 打印机对于颗粒状材料的添加时间；
[0025](2)通过副料筒进行反复填料，避免从Z轴主料筒填料，省去了再次加热、清洗、调平等系列操作，填料时间显著减少，同时避免了在填料过程中由于温度的变化对于材料性质的改变；
[0026](3)整体结构简单，只需在原有DFM 3D打印机的基础上进行改进即可，零部件数目少，制造改进方便；
[0027](4)左右的两个副料筒设计的是可拆卸的结构，上端的主料桶与打印喷头之间也
是可拆卸的结构，清洗方便。
[0028](5)这种多加热模块的打印喷口能减少了由于不同产品所需打印材料多少不同，导致的剩余材料的损失，并且减少料筒的清理次数和时间；总体结构简单，只需要在原有的DFM打印机打印喷口模组的基础上进行改进即可，零部件数目较少，制造改进方便；制造装配和维修都比较容易，因而成本大大降低；在设计完成之后就可制造出产品，易于推广。
附图说明
[0029]图1为本专利技术的整体喷头模块示意图。
[0030]图2为本专利技术的副料筒下端内部结构示意图。
[0031]图3为本专利技术的异型推送板结构示意图；其中，(a)为仰视图，(b)为三维示意图，(c)为右视图，(d)为左视图。
[0032]图4为本专利技术的异型推送板和横向实际流道内壁贴合半剖示意图；其中(a) 为推拉杆侧视图，(b)为剖面侧视图。
[0033]图5为本专利技术的异型推送板和竖直方向实际流道内壁贴合示意图。
[0034]附图标记说明：
[0035]1‑
主料筒，2
‑
副料筒，3
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对颗粒状材料的单流道多加热模块打印喷头，其特征在于，包括一个主料筒(1)和两个副料筒(2)；主料筒(1)底部通过固定结构(11)连接喷头(12)，主料筒(1)的侧面设有与副料筒(2)出口连接的入口；两个副料筒(2)的结构相同，主体呈L型，L型副料筒包括竖向流道、横向流道和设置在竖向流道上的料腔，料腔和竖向流道之间设有可翻转的阻流板(4)，竖向流道和横向流道之间设有推送板(8)，通过推送板(8)的水平移动实现对熔融态材料的推送，横向流道的出口连接主料筒的侧面入口；处于阻流板(4)上部料腔内的材料呈现熔融态，主料筒(1)位于侧面入口下的部分外周套设硅胶加热套，使材料呈现熔融态。2.根据权利要求1所述的打印喷头，其特征在于，阻流板(4)在料筒内可做XZ方向上的转动。3.根据权利要求2所述的打印喷头，其特征在于，阻流板(4)相对的两侧分别设有圆柱型突起，插入到副料筒预先设置的圆柱型缺口中，使其在副料筒内部仅可做XZ方向上的转动，副料筒表面设有按钮(5)，通过按钮调节阻流板(4)的状态。4.根据权利要求1所述的打印喷头，其特征在于，副料筒(2)位于阻流板上部的外周设有硅胶加热套。5.根据权利要求1所述的打印喷头，其特征在于，副料筒(2)竖直部分下半区的内部设置有漏斗形收缩口(6)，漏斗形收缩口(6)与副料筒竖直方向同心，阻流板(4)设置在漏斗形收缩口(6)的正上方。6.根据权利要求1所述的打印喷头，其特征在于，推送板(8)外侧固定连接伸缩推送杆(7)，副料筒(2)上配设有供伸缩推送杆(7)穿过的通孔。7.根据权利要求6所述的打印喷头，其特征在于，推送板(8)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄玲，陈卓，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：