一種用于打印熱熔水泥材料的3d打印噴頭及3d打印機的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭及3D打印機。3D打印噴頭包括兩個物料傳輸機構、切換機構、加熱機構和噴嘴。由于3D打印噴頭上設有兩個物料傳輸機構和切換機構，當其中一個物料傳輸機構供料時，通道切換機構將傳輸機構與噴嘴導通，同時關閉另外一個物料傳輸機構與噴嘴的導通，即一個物料傳輸機構給噴嘴供料的同時，另一個物料傳輸機構可進行填充熱熔水泥，當完成后，切換機構切換兩個物料傳輸機構的開閉，實現兩個物料傳輸機構不間斷給噴嘴供料，實現連續打印；并且還設有加熱機構，保證了熱熔水泥在傳輸過程中不會凝固硬化。
【專利說明】
一種用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭及3D打印機
技術領域
[0001] 本實用新型涉及3D打印技術領域，具體涉及一種用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭及3D打印機。
【背景技術】
[0002] 3D打印技術又稱為“快速成型技術”，已在醫療、模具、汽車、航空航天等領域廣泛應用。但目前市面上，用于打印建筑熱熔水泥方面的3D打印機器人和相配套的打印噴頭還比較少，美國在這方面的技術處于領先地位，然而國內卻仍然相對落后。對于用于打印建筑熱熔水泥材料的打印噴頭，要求較高，傳統的桌面型3D打印機器人的噴頭結構并不能滿足使用要求。在打印建筑熱熔水泥的過程中，由于材料的特殊性，如果不能在材料輸送的過程中全程加熱，就會很容易造成管道堵塞，打印中斷。除此之外，如何讓材料連續輸送也是需要解決的一大難點，如果材料無法持續輸送也會造成打印中斷。
【發明內容】
[0003] 本實用新型提供一種能夠連續打印熱熔水泥的3D打印噴頭及3D打印機。
[0004] —方面，一種實施例中提供一種用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，包括:
[0005] 兩個物料傳輸機構，傳輸機構包括驅動件、推桿和擠料箱，驅動件安裝擠料箱的上端，擠料箱的側面設有進料孔，推桿置于擠料箱內，推桿的一端與驅動件連接，另一端具有用于推料的推板，驅動件驅動推桿在擠料箱中上下移動；
[0006] 切換機構，切換機構包括閥體和閥芯，閥體具有兩個進料孔和一個出料孔，兩個進料孔均與出料孔聯通，閥芯可旋轉地安裝在閥體內，閥芯橫穿兩個進料孔，閥芯位于兩個進料孔的位置上分別設有一個導通孔，兩個導通孔相互垂直設置，閥芯通過旋轉可導通其中一個進料口；傳輸機構的擠料箱的下端與閥體連接，擠料箱與進料孔聯通；
[0007] 加熱機構，加熱機構安裝在擠料箱的下端和閥體上，用于對擠料箱下端和閥體加
執.，
[0008] 以及噴嘴，噴嘴安裝在閥體下端，與閥體的出料孔聯通，可根據需要更換不同直徑的噴嘴。
[0009] 進一步地，驅動件為步進電機或伺服電機，推桿為精密絲桿，電機和擠料箱之間設有齒輪箱，齒輪箱內設有齒輪組，電機通過齒輪組與絲桿連接。
[0010] 進一步地，還包括止動機構，止動機構包括縱桿和橫桿，縱桿可上下移動地安裝在齒輪箱上，橫桿的一端可拆卸地安裝在縱桿的上端;絲桿的一端穿出齒輪箱，橫桿的另一端與絲桿穿出齒輪箱的一端連接。
[0011] 進一步地，切換機構還包括驅動件，驅動件與閥芯連接，驅動閥芯旋轉。
[0012] 進一步地，切換機構還包括傳動軸、齒輪組和安裝架，驅動件為步進電機或伺服電機，步進電機或伺服電機安裝在齒輪箱上，安裝架安裝在閥體上，傳動軸一端與步進電機或伺服電機連接，另一端可轉動安裝在安裝架上；閥芯的一端穿出閥體，并通過齒輪組與傳動軸連接。
[0013] 進一步地，加熱機構包括加熱槽和加熱棒，加熱槽為環形加熱槽，安裝在擠料箱的下端，加熱條鑲嵌在閥體內。
[0014] 進一步地，擠料箱的進料口上設有進料門，進料箱為圓筒結構，進料門為弧形板結構。
[0015] 進一步地，切換機構的齒輪組包括兩個相互垂直嚙合的齒輪，兩個齒輪分別與閥芯和傳動軸連接。
[0016] 進一步地，切換機構的步進電機或伺服電機通過聯軸器與傳動軸連接。
[0017] 另一方面，一種實施例中提供了一種3D打印機，包括上述的用于打印熱熔水泥的 3D打印噴頭。
[〇〇18]依據上述實施例的用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭及3D打印機，由于3D打印噴頭上設有兩個傳輸機構和切換機構，當其中一個傳輸機構供料時，切換機構將傳輸機構與噴嘴導通，同時關閉另外一個傳輸機構與噴嘴的導通，即一個傳輸機構給噴嘴供料的同時，另一個傳輸機構可進行填充熱熔水泥，當完成后，切換機構切換兩個傳輸機構的開閉， 實現兩個傳輸機構不間斷給噴嘴供料，實現連續打印；并且還設有加熱機構，保證了熱熔水泥在傳輸過程中不會凝固硬化。
【附圖說明】
[〇〇19]圖1為一種實施例中用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭的結構示意圖；
[0020]圖2為一種實施例中用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭的局部剖視圖；
[0021 ]圖3為一種實施例中用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭的剖視圖。
【具體實施方式】
[0022]下面通過【具體實施方式】結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
[〇〇23] 實施例一:
[〇〇24]在本實施例中提供了一種用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，本3D打印噴頭主要用于打印熱熔水泥材料，也可用于打印其他易凝結的材料或熱熔材料。
[〇〇25]如圖1和圖3所示，3D打印噴頭主要包括傳輸機構100、切換傳輸結構200、加熱機構 300和噴嘴400。
[0026]如圖1所示，傳輸機構100主要包括驅動件101，推桿102和擠料箱103，為了方便安裝及驅動，傳輸機構100還包括齒輪箱104和齒輪組105。驅動件100為步進電機，驅動件100 安裝在齒輪箱104的上端，電機的輸出軸伸入到齒輪箱104內，齒輪組105包括一個大齒輪和一個小齒輪，小齒輪安裝在電機的輸出軸上，大齒輪通過平面承載安裝在齒輪箱104內，并且大齒輪和小齒輪嚙合在一起。擠料箱103通過法蘭盤安裝在齒輪箱104的下端，擠料箱103 為圓筒結構，擠料箱103上設有一個進料口，在擠料口上安裝有一個進料門106，進料門106 通過鉸鏈安裝在擠料箱103上，并且呈彎曲板的結構，關閉時與擠料箱103形成一個完整的圓筒。推桿102為絲桿，置于擠料箱103的腔體內，并且推桿102的上端安裝在大齒輪上，大齒輪的中間設有螺紋孔，推桿102與大齒輪螺紋連接，并且推桿102的上端穿出齒輪箱103。推桿102的下端具有推板，推板和推桿102—體成型，即推桿102成為一個旋轉上下移動地活塞，推板呈圓形略比擠料箱103的截面小。電機驅動大小齒輪帶動推桿102旋轉移動，實現推桿102的上下移動推擠熱熔水泥。
[0027]本例中傳輸機構100具有兩個，并排安裝在一起，兩個傳輸機構100的齒輪箱104合并成為一個大的齒輪箱。
[〇〇28] 如圖3所示，切換傳輸結構200包括閥體201和閥芯202。閥體201為一個長方體結構，閥體201上具有兩個進料孔和一個出料孔，兩個進料孔的進料口設置在閥體201的上端， 出料孔的出料孔設置在閥體201的下端，兩個進料孔在閥體201內匯合與出料孔聯通。兩個傳輸機構1 〇〇安裝在閥體201的上端，兩個擠料箱103分別與兩個進料孔對應安裝，使得擠料箱103與進料孔導通。閥芯202為轉軸結構，閥芯202通過軸承可轉動安裝在閥體201內，閥芯 202的一端穿出閥體201，閥芯202橫穿兩個進料孔，并且在位于進料孔的位置上設有導通孔，兩個導通孔相互垂直設置，兩個導通孔中只有一個將進料孔導通，另一個則封閉，即始終只有一個進料孔被導通。為了防止閥芯202的漏料，在閥芯202的兩端設置有密封圈207， 使得閥芯202與閥體201之間存在間隙，熱熔水泥也不會從間隙中漏出。
[〇〇29]為了實現自動化生產打印，如圖3所示，切換傳輸結構200還包括驅動件203、傳動軸204、齒輪組205和安裝架206。驅動件203為步進電機或伺服電機，安裝在傳輸機構100的齒輪箱104上，驅動件203的輸出軸垂直向下伸出齒輪箱104。安裝架206安裝在閥體201上， 安裝架206上設有通孔，傳動軸204設置有環形凸臺，卡接傳動軸204的下端穿設在安裝架 206的通孔內，并通過環形凸臺卡住，傳動軸204的上端通過聯軸器與驅動件203的輸出軸連接。齒輪組205包括兩個相互垂直嚙合的齒輪，一個齒輪安裝在傳動軸204的下端，另一個齒輪安裝在伸出閥體201的閥芯202上。驅動件203通過傳動軸204和齒輪組205驅動閥芯202的旋轉，實現兩個進料孔導通的切換。
[0030] 如圖2所示，加熱機構300包括加熱槽301和加熱棒302。加熱槽301為環形加熱槽， 加熱槽301通過法蘭盤固定安裝在擠料箱103的下端。加熱條302具有多根，分別鑲嵌在閥體 201內。加熱槽301和加熱棒302與外界加熱裝置連接，給擠料箱103和閥體201加熱，防止熱熔水泥的凝結固化。
[0031] 噴嘴400安裝在閥體201的下端，與出料孔聯通。
[〇〇32] 如圖2所示，為了保護設備，3D打印噴頭還包括止動機構500，止動機構500包括縱桿501和橫桿502,縱桿501可上下移動地安裝在齒輪箱104上，橫桿502的一端可拆卸地安裝在縱桿501的上端。推桿102的一端穿出齒輪箱104,橫桿502的另一端與推桿102穿出齒輪箱 104的一端連接，實現對推桿102的旋轉止動。
[〇〇33]在其他實施例中，傳輸機構100可以設置多個，如3個或者4個，切換機構200的閥體 201上設置對應個數的進料孔，并且閥芯202也相應設置，傳輸機構100可構成三通或者四通的閥體。
[〇〇34] 在其他實施例中，還包括控制機構，控制機構和傳輸機構100和切換機構200的步進電機電連接，控制機構控制整個設備的打印。
[〇〇35]本3D打印噴頭的連續供料的原理為:給其中一個擠料箱103填料，填料后，轉動閥芯201，閥體201開啟對應位置的進料孔，電機驅動推桿102向下運動，將熱熔水泥導入到閥體201中，最后從噴嘴400中擠出用于打印，在打印的過程中，另外一個進料孔關閉，并且另外一個擠料箱103進行填料，在前一個擠料箱103打印完之前完成填料；當前一個傳輸機構 100打印完熱熔水泥后，轉動閥芯201將前一個傳輸機構100對應的進料孔關閉，后一個傳輸機構100對應的進料口打開進行同樣的擠料，從而實現兩個傳輸機構100循環交替不間斷的連續打印。
[〇〇36]本實施例提供的用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，由于3D打印噴頭上設有兩個傳輸機構1〇〇和一個切換機構200,當其中一個傳輸機構100供料時，切換機構200將傳輸機構100與噴嘴400導通，同時關閉另外一個傳輸機構100與噴嘴400的導通，即一個傳輸機構100給噴嘴400供料的同時，另一個傳輸機構100可進行填充熱熔水泥，當完成后，切換機構200切換兩個傳輸機構100的開閉，實現兩個傳輸機構100不間斷給噴嘴供料，實現連續打印，當一個傳輸機構1〇〇對應的進料孔關閉使得熱熔水泥在打印過程中不會擠回到擠料箱 103中。并且還設有加熱機構，保證了熱熔水泥在傳輸過程中不會凝固凍結。
[〇〇37] 實施例二:
[〇〇38]在本實施例中，提供了一種3D打印機。
[〇〇39]本3D打印機包括上述實施例一的用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭。
[0040]以上應用了具體個例對本發明進行闡述，只是用于幫助理解本發明，并不用以限制本發明。對于本發明所屬技術領域的技術人員，依據本發明的思想，還可以做出若干簡單推演、變形或替換。
【主權項】
1.一種用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，其特征在于，包括: 兩個物料傳輸機構，所述傳輸機構包括驅動件、推桿和擠料箱，所述驅動件安裝所述擠 料箱的上端，所述擠料箱的側面設有進料孔，所述推桿置于所述擠料箱內，所述推桿的一端 與所述驅動件連接，另一端具有用于推料的推板，所述驅動件驅動所述推桿在所述擠料箱 中上下移動； 切換機構，所述切換機構包括閥體和閥芯，所述閥體具有兩個進料孔和一個出料孔，兩 個所述進料孔均與所述出料孔聯通，所述閥芯可旋轉地安裝在所述閥體內，所述閥芯橫穿 兩個所述進料孔，所述閥芯位于兩個所述進料孔的位置上分別設有一個導通孔，兩個導通 孔相互垂直設置，所述閥芯通過旋轉可導通其中一個進料口；所述傳輸機構的擠料箱的下 端與所述閥體連接，所述擠料箱與所述進料孔聯通； 加熱機構，所述加熱機構安裝在所述擠料箱的下端和所述閥體上，用于對所述擠料箱 下端和閥體加熱； 以及噴嘴，所述噴嘴安裝在所述閥體下端，與所述閥體的出料孔聯通。2.如權利要求1所述的用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，其特征在于，所述驅動件 為步進電機或伺服電機，所述推桿為精密絲桿，所述電機和擠料箱之間設有齒輪箱，所述齒 輪箱內設有齒輪組，所述電機通過所述齒輪組與所述絲桿連接。3.如權利要求2所述的用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，其特征在于，還包括止動 機構，所述止動機構包括縱桿和橫桿，所述縱桿可上下移動地安裝在所述齒輪箱上，所述橫 桿的一端可拆卸地安裝在所述縱桿的上端;所述絲桿的一端穿出所述齒輪箱，所述橫桿的 另一端與所述絲桿穿出所述齒輪箱的一端連接。4.如權利要求3所述的用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，其特征在于，所述切換機 構還包括驅動件，所述驅動件與所述閥芯連接，驅動所述閥芯旋轉。5.如權利要求4所述的用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，其特征在于，所述切換機 構還包括傳動軸、齒輪組和安裝架，所述驅動件為步進電機或伺服電機，所述步進電機或伺 服電機安裝在所述齒輪箱上，所述安裝架安裝在閥體上，所述傳動軸一端與所述步進電機 或伺服電機連接，另一端可轉動安裝在所述安裝架上;所述閥芯的一端穿出所述閥體，并通 過齒輪組與所述傳動軸連接。6.如權利要求5所述的用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，其特征在于，所述加熱機 構包括加熱槽和加熱棒，所述加熱槽為環形加熱槽，安裝在所述擠料箱的下端，所述加熱條 鑲嵌在所述閥體內。7.如權利要求6所述的用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，其特征在于，所述擠料箱 的進料口上設有進料門，所述進料箱為圓筒結構，所述進料門為弧形板結構。8.如權利要求7所述的用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，其特征在于，所述切換機 構的齒輪組包括兩個相互垂直嚙合的齒輪，兩個所述齒輪分別與所述閥芯和傳動軸連接。9.如權利要求8所述的用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，其特征在于，所述切換機 構的步進電機或伺服電機通過聯軸器與所述傳動軸連接。10.—種3D打印機，其特征在于，包括權利要求1至9中任一項所述的用于打印熱熔水泥 的3D打印噴頭。
【文檔編號】B28B1/24GK205704585SQ201620626697
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月22日
【發明人】文進希, 黃志昌, 徐天, 周超英, 黃鵬
【申請人】深圳市三帝夢工場科技開發有限公司