一种可调恒温打印喷头及其温度调节方法技术

本发明专利技术涉及一种可调恒温打印喷头及其温度调节方法，打印喷头包括喷针、冷却管、半导体制冷片、热传感器和水冷壳体；喷针穿设在冷却管中，半导体制冷片包裹在冷却管的圆周外侧；热传感器包裹在冷却管的圆周外侧，且热传感器的外侧与半导体制冷片的内侧接触连接，热传感器用于检测半导体制冷片和冷却管的温度；水冷壳体设置在半导体制冷片的圆周外侧，用于对半导体制冷片进行散热。本发明专利技术安装一个半导体制冷片就可以实现对冷却管进行加热或冷却，半导体制冷片占用安装空间小，且可靠性高、无制冷剂污染，非常适合喷头这种安装空间受到限制且可靠性要求高的精密部件上。可靠性要求高的精密部件上。可靠性要求高的精密部件上。

【技术实现步骤摘要】
一种可调恒温打印喷头及其温度调节方法


[0001]本专利技术涉及3D打印技术，具体地讲，涉及一种用于3D打印的可调恒温打印喷头及其温度调节方法。

技术介绍

[0002]3D打印是一种新型的快速成型技术，它综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多领域的前沿技术，涉及的领域较多。3D打印中的喷头是关键部件，其质量的优劣更是很大程度上决定了打印作业的品质。
[0003]此外，材料是3D打印的物质基础，在3D打印中所使用的材料主要包括工程塑料、橡胶、光敏树脂、石膏、金属和陶瓷等，在生物应用领域还有人造骨粉、细胞生物原料等。这些材料都是针对3D打印设备和工艺来研发的，有不同的形态，比如粉末状、丝状、层片状、液体状等。因此目前的3D打印喷头通常需要具备温度调节功能，以适用于不同的打印材料。
[0004]例如授权公告号为CN108501373B的专利中公开了一种自动调节出料方式的温度可控3D打印喷头，该专利中的3D打印喷头的温度调节是通过电阻丝和散热扇来实现的，具体地讲，电阻丝通电对喷头进行加热升温，需要散热时启动散热扇，但是该3D打印喷头的温度调节存在以下缺点：（1）电阻加热是电流通过电阻产生热量，热量的产生与电流、电压及导体本身成正比，因此，电阻加热浪费电能较多，此外电阻丝与导体之间的绝缘处理要求很高以防止触点危险发生，由此可见，电阻加热不太适用于喷头这种精密部件；（2）利用散热扇来散热存在散热不均匀、效率低的缺点。
[0005]因此，有必要对现有的喷头温度调节装置进行改进和优化。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理、温度调节方便且精确的可调恒温打印喷头，并提供其调节方法。
[0007]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种可调恒温打印喷头，包括喷针，其特征在于：还包括冷却管、半导体制冷片、热传感器和水冷壳体；所述喷针穿设在冷却管中，所述半导体制冷片包裹在冷却管的圆周外侧；所述热传感器包裹在冷却管的圆周外侧，且热传感器的外侧与半导体制冷片的内侧接触连接，热传感器用于检测半导体制冷片和冷却管的温度；所述水冷壳体设置在半导体制冷片的圆周外侧，用于对半导体制冷片进行散热。
[0008]优选的，本可调恒温打印喷头还包括固定外壳、顶盖、进墨管和连接座；所述固定外壳的一端与冷却管连接，固定外壳的另一端与顶盖连接，所述连接座安装在固定外壳中并与冷却管顶部接触；所述进墨管穿设在连接座中，进墨管的下端与喷针顶端连接，进墨管的上端依次从连接座和顶盖穿出。
[0009]优选的，在连接座顶部与顶盖之间设置有橡胶垫圈。
[0010]优选的，所述固定外壳与顶盖和冷却管的连接均是采用螺纹连接。
[0011]优选的，所述水冷壳体内部设置有水冷腔，以及在水冷壳体外侧连接有与所述水
冷腔连通的进水口和出水口。
[0012]优选的，所述水冷壳体安装有用于对水冷腔进行密封的水冷腔盖；水冷腔盖与水冷壳体通过螺纹连接。
[0013]优选的，所述水冷壳体的高度大于半导体制冷片的高度，水冷壳体具有一呈上粗下细的容纳腔，所述冷却管安装在该容纳腔中，并且冷却管的下端与该容纳腔的细部螺纹连接，该容纳腔的粗部与冷却管的圆周外侧之间形成用于安装半导体制冷片的环形空间。
[0014]优选的，所述冷却管具有一圈定位台阶，一圈定位台阶用于对热传感器的轴向安装位置进行限位。
[0015]优选的，所述冷却管采用金属、聚合物和氧化物材质制成。
[0016]本专利技术还提供了上述的可调恒温打印喷头的温度调节方法，温度调节方法具体如下：半导体制冷片通过控制器设定的温度对冷却管进行加热或冷却，冷却管将热量传递至喷针，从而对喷针中的墨水温度进行调节；热传感器同时检测半导体制冷片和冷却管的温度，并将两者的温度信息输送给控制器，控制器通过反馈调节来保持半导体制冷片与冷却管之间恒定的温差，温差大小的绝对值即表示加热或冷却的速度，温差大于零时为冷却状态，温差小于零时为加热状态，温差等于零时为恒温状态；半导体制冷片对冷却管进行冷却时，向水冷壳体通入冷却水，从而使半导体制冷片外侧的热量得到散发；半导体制冷片对冷却管进行加热时，水冷壳体中的冷却水作为半导体制冷片的恒温热源。
[0017]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、安装一个半导体制冷片就可以实现对冷却管进行加热或冷却，半导体制冷片占用安装空间小，且可靠性高、无制冷剂污染，非常适合喷头这种安装空间受到限制且可靠性要求高的精密部件上；2、安装有热传感器，利用热传感器同时检测半导体制冷片和冷却管的温度，并利用控制器通过反馈调节来保持半导体制冷片与冷却管之间恒定的温差，具有温度调节方便、精准可靠的优点；3、半导体制冷片的圆周外侧设置有水冷壳体，当半导体制冷片对冷却管进行冷却时，通过水冷壳体能加速半导体制冷片外侧热量的散发，以加快温度调节速度。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本专利技术实施例的立体结构示意图（四分之一剖切）。
[0020]图2是本专利技术实施例的主视结构示意图。
[0021]图3是本专利技术实施例的俯视结构示意图。
[0022]图4是本专利技术实施例的左视结构示意图（半剖）。
[0023]附图标记说明：进水口1；水冷壳体2；水冷腔盖3；固定外壳4；顶盖5；进墨管6；橡胶垫圈7；连接座8；冷却管9；出水口10；热传感器11；半导体制冷片12；水冷腔13；喷针14。
具体实施方式
[0024]下面结合附图并通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。
[0025]实施例。
[0026]参见图1至图4。
[0027]本实施例中公开了一种用于3D打印的可调恒温打印喷头，其包括喷针14、冷却管9、半导体制冷片12、热传感器11、水冷壳体2、固定外壳4、顶盖5、进墨管6和连接座8。
[0028]本实施例中，固定外壳4的上端开设有一圈外螺纹，下端开设有一圈内螺纹，固定外壳4通过一圈外螺纹与顶盖5螺纹连接，通过一圈内螺纹与冷却管9上端螺纹连接。连接座8安装在固定外壳4中，并且其底部与冷却管9顶部接触，在连接座8顶部与顶盖5之间设置有橡胶垫圈7，橡胶垫圈7可将连接座8压紧在冷却管9上。
[0029]本实施例中，喷针14穿设在冷却管9中，其下端从冷却管9露出；进墨管6穿设在连接座8中，进墨管6的下端与喷针14顶端连接，进墨管6的上端依次从连接座8和顶盖5穿出，进墨管6与3D打印装置的供墨盒连接，通过进墨管6将墨水输送至喷针14中。
[0030]本实施例中，水冷壳体2内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调恒温打印喷头，包括喷针（14），其特征在于：还包括冷却管（9）、半导体制冷片（12）、热传感器（11）和水冷壳体（2）；所述喷针（14）穿设在冷却管（9）中，所述半导体制冷片（12）包裹在冷却管（9）的圆周外侧；所述热传感器（11）包裹在冷却管（9）的圆周外侧，且热传感器（11）的外侧与半导体制冷片（12）的内侧接触连接，热传感器（11）用于检测半导体制冷片（12）和冷却管（9）的温度；所述水冷壳体（2）设置在半导体制冷片（12）的圆周外侧，用于对半导体制冷片（12）进行散热。2.根据权利要求1所述的可调恒温打印喷头，其特征在于：本可调恒温打印喷头还包括固定外壳（4）、顶盖（5）、进墨管（6）和连接座（8）；所述固定外壳（4）的一端与冷却管（9）连接，固定外壳（4）的另一端与顶盖（5）连接，所述连接座（8）安装在固定外壳（4）中并与冷却管（9）顶部接触；所述进墨管（6）穿设在连接座（8）中，进墨管（6）的下端与喷针（14）顶端连接，进墨管（6）的上端依次从连接座（8）和顶盖（5）穿出。3.根据权利要求2所述的可调恒温打印喷头，其特征在于：在连接座（8）顶部与顶盖（5）之间设置有橡胶垫圈（7）。4.根据权利要求2所述的可调恒温打印喷头，其特征在于：所述固定外壳（4）与顶盖（5）和冷却管（9）的连接均是采用螺纹连接。5.根据权利要求1所述的可调恒温打印喷头，其特征在于：所述水冷壳体（2）内部设置有水冷腔（13），以及在水冷壳体（2）外侧连接有与所述水冷腔（13）连通的进水口（1）和出水口（10）。6.根据权利要求5所述的可调恒温打印喷头，其特征在于：所述水冷壳体（2）安装有用于对水冷腔（13）进行密封的...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤诚诚，李凯，王晓英，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：