一種3d打印機機頭的制作方法

一種3d打印機機頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種3D打印機機頭，解決了現有技術中3D打印機機頭結構復雜、易堵料漏料和冷卻效果不佳的缺陷。其包括擠出部、通風部、加熱部和出線部；所述出線部包括固定座和接線排，所述接線排設于所述固定座后端；所述擠出部、所述通風部、所述加熱部均安裝在所述固定座上。本實用新型通風部采用內抽式軸流風扇，且將軸流風扇吹出的風流通至擠出部的步進電機，降低步進電機的溫度，保證步進電機的正常工作，延長步進電機使用的壽命，同時向下氣流在3D打印機機頭的打印過程中起到直接冷卻的作用，避免了雙風扇的使用；且通風通道的設計，有效減少其體積與重量。
【專利說明】一種3D打印機機頭

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及打印機領域，特別涉及一種3D打印機機頭。

【背景技術】
[0002] 三維打印（3Dprinting)，即快速成形技術的一種，它是一種以數字模型文件為基 礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。過去其 常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，現正逐漸用于一些產品的直接制造。特別 是一些高價值應用（比如髖關節或牙齒，或一些飛機零部件）已經有使用這種技術打印而成 的零部件。
[0003] 現有的3D打印機，其機頭由電機、雙風扇、散熱片、打印頭等組成，其存在如下缺 點：采用國內生產電機，扭矩不夠，送絲不穩定，壽命短，重量及體積大；采用雙風扇用于散 熱，機架結構復雜，風扇采用排風技術，無法達到冷卻效果，散熱能效低；打印頭左右固定塊 等結構尺寸大，使打印機機頭整體重量大；噴頭無法更換，易漏料；采用鋁制噴頭易磨損； 金屬喉管易堵料等。
[0004] 故綜上所述，有必要研發一種新的3D打印機機頭來彌補上述缺陷。 實用新型內容
[0005] 本實用新型提出一種3D打印機機頭，解決了現有技術中3D打印機機頭結構復雜、 易堵料漏料和冷卻效果不佳的缺陷。本實用新型結構簡單，操作方便，其采用內抽式軸流風 扇，散熱效果佳，有效減少其體積與重量。
[0006] 本實用新型的技術方案是這樣實現的：
[0007] -種3D打印機機頭，其包括擠出部、通風部、加熱部和出線部；所述出線部包括固 定座和接線排，所述接線排設于所述固定座后端；所述擠出部、所述通風部、所述加熱部均 安裝在所述固定座上；所述擠出部包括固定塊、傳送齒輪、導線輪、軸承、彈簧片、蓋板和步 進電機；所述固定塊包括左固定塊和右固定塊；所述傳送齒輪設于所述左固定塊與所述右 固定塊之間，且所述傳送齒輪與所述步進電機連接；所述軸承安裝在所述固定塊上；所述 導線輪安裝在所述軸承中間，且與所述傳送齒輪對接；所述彈簧片設于所述軸承與所述導 線輪前端；所述蓋板設于所述彈簧片前端；所述通風部包括軸流風扇、散風塊和導風塊；所 述軸流風扇均與所述散風塊、所述導風塊連通；所述散風塊設于所述右固定塊遠離所述左 固定塊的一端，所述軸流風扇設于所述散風塊一端；所述加熱部包括隔熱裝置、內墊圈、力口 熱棒、熱電偶、噴頭座和噴頭；所述隔熱裝置包括隔熱塊和隔熱套管；所述噴頭安裝在所述 噴頭座一端上；所述噴頭座另一端安裝所述隔熱塊；所述內墊圈設于所述隔熱套管內；所 述熱電偶、所述加熱棒均設于所述噴頭座內；所述隔熱套管分別通過所述固定座、所述隔熱 塊、所述嗔頭座后與所述嗔頭連接。
[0008] 進一步，所述隔熱套管同時貫穿于所述噴頭座和所述隔熱塊內。
[0009] 所述3D打印機機頭進一步設有銜接塊，所述銜接塊設于所述隔熱塊與所述固定 座的連接處。
[0010] 進一步，所述左固定塊中間設有第一半圓槽，所述右固定塊中間設有第二半圓槽， 且所述第二半圓槽與所述第一半圓槽連通。
[0011] 進一步，所述軸承包括第一軸承和第二軸承，所述第一軸承固定在所述左固定塊 上，所述第二軸承固定在所述右固定塊上。
[0012] 進一步，所述噴頭上設有階梯道口，所述隔熱套管卡在所述階梯道口上。
[0013] 進一步，所述右固定塊與所述散風塊之間設有通風通道，且所述通風通道與所述 導風塊連通。
[0014] 進一步，所述左固定塊上設有第一圓形通孔，所述右固定塊上設有第二圓形通孔， 且所述第一圓形通孔與所述第二圓形通孔連通，且所述散風塊通過所述第一圓形通孔、所 述第二圓形通孔連通至所述步進電機。
[0015] 進一步，所述噴頭為可更換式銅制噴頭。
[0016] 進一步，所述隔熱套管外圍設有密封圈，所述內墊圈設于所述密封圈下方。
[0017] 本實用新型采用內抽式軸流風扇，且將軸流風扇吹出的風流通至步進電機，降低 步進電機的溫度，保證步進電機的正常工作，延長步進電機使用的壽命，同時向下氣流在3D 打印機機頭的打印過程中起到直接冷卻的作用，避免了雙風扇的使用；且通風通道的設計， 有效減少其體積與重量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提 下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019] 圖1是本實用新型3D打印機機頭的結構示意圖；
[0020] 圖2是圖1另一角度的結構示意圖；
[0021] 圖3是本實用新型3D打印機機頭擠出部的結構示意圖；
[0022] 圖4是本實用新型3D打印機機頭擠出部另一角度的示意圖；
[0023] 圖5是本實用新型3D打印機機頭加熱部的結構示意圖；
[0024] 圖6是本實用新型3D打印機機頭加熱部第二角度的結構示意圖；
[0025] 圖7是本實用新型3D打印機機頭加熱部第三角度的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0026] 下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0027] 參照圖1-7, 一種3D打印機機頭1，其包括擠出部2、通風部3、加熱部4和出線部 (未圖示);所述出線部包括固定座5和接線排(未圖示)，所述接線排設于所述固定座5后端； 所述擠出部2、所述通風部3、所述加熱部4均安裝在所述固定座5上；所述擠出部2包括固 定塊21、傳送齒輪22、導線輪23、軸承24、彈簧片25、蓋板26和步進電機27 ;所述固定塊 21包括左固定塊211和右固定塊212 ;所述傳送齒輪22設于所述左固定塊211與所述右固 定塊212之間，且所述傳送齒輪22與所述步進電機27連接；所述導線輪23安裝在所述軸 承24中間，且與所述傳送齒輪22對接；所述彈簧片25設于所述軸承24與所述導線輪23 前端；所述蓋板26設于所述彈簧片25前端；所述通風部3包括軸流風扇31、散風塊32和 導風塊33 ;所述軸流風扇31均與所述散風塊32、所述導風塊33連通；所述散風塊32設于 所述右固定塊212遠離所述左固定塊211的一端，所述軸流風扇31設于所述散風塊32 - 端；所述加熱部4包括隔熱裝置41、內墊圈42、加熱棒43、熱電偶44、噴頭座45和噴頭46 ; 所述隔熱裝置41包括隔熱塊411和隔熱套管412 ;所述噴頭46安裝在所述噴頭座45 -端 上；所述噴頭座45另一端安裝所述隔熱塊411 ;所述內墊圈42設于所述隔熱套管412內； 所述熱電偶44、所述加熱棒43均設于所述噴頭座45內；所述隔熱套管412分別通過所述 固定座5、所述隔熱塊411、所述噴頭座45后與所述噴頭46連接。
[0028] 本實用新型彈簧片安裝在軸承正前方，用于壓緊打印線材，保證打印線材線徑過 粗或過細時，仍能順暢的擠出。彈簧片正前方的蓋板用于保護彈簧片與導線輪部分。本實 用新型固定座正好位于3D打印機機頭整體的中部，該固定座將3D打印機機頭固定在3D打 印機機架上，保證穩定移動。本實用新型導風塊固定在固定座下邊外圍。隔熱塊設于導風 塊的下方，用于將導風塊上方的擠出部和隔熱塊下方的加熱部隔開，防止擠出部過熱而導 致打印線材熔融堵在傳動齒輪處。本實用新型噴頭座設于隔熱塊下方，噴頭安裝噴頭座下 方。本實用新型軸流風扇為內抽式軸流風扇。
[0029] 本實用新型加熱棒用于加熱噴頭座，熱電偶用于溫度的檢測，當噴頭座的溫度到 達指定溫度時，加熱棒將保持恒溫加熱，此時噴頭座上的溫度傳到噴頭，此時噴頭溫度與噴 頭座溫度持平，達到打印線材熔融點，在擠出部的推動下，打印線材呈半流體狀態從噴頭中 流出，在軸流風扇的散熱下，打印線材快速冷卻成固體狀態，保證良好出絲效果。
[0030] 進一步，所述隔熱套管412同時貫穿于所述噴頭座45和所述隔熱塊411內。
[0031] 所述3D打印機機頭1進一步設有銜接塊6,所述銜接塊6設于所述隔熱塊411與 所述固定座5的連接處。銜接塊6用于銜接加熱部4與擠出部2。
[0032] 進一步，所述左固定塊211中間設有第一半圓槽(未圖示)，所述右固定塊212中間 設有第二半圓槽(未圖示)，且所述第二半圓槽與所述第一半圓槽連通。
[0033] 進一步，所述軸承包括第一軸承241和第二軸承242,所述第一軸承241固定在所 述左固定塊211上，所述第二軸承242固定在所述右固定塊212上。
[0034] 進一步，所述噴頭46上設有階梯道口（未圖示)，所述隔熱套管412卡在所述階梯 道口上。
[0035] 進一步，所述右固定塊212與所述散風塊32之間設有通風通道(未圖示)，且所述 通風通道與所述導風塊33連通。
[0036] 進一步，所述左固定塊211上設有第一圓形通孔(未圖示)，所述右固定塊212上設 有第二圓形通孔(未圖示)，且所述第一圓形通孔與所述第二圓形通孔連通，且所述散風塊 32通過所述第一圓形通孔、所述第二圓形通孔連通至所述步進電機27。第一圓形通孔和第 二圓形通孔的設置，用于將軸流風扇吹出來的風導入至步進電機，方便對步進電機進行冷 卻。
[0037] 進一步，所述噴頭46為可更換式銅制噴頭。可更換式銅質噴頭的使用，使噴頭易 拆除、不易漏料且更耐磨損。
[0038] 進一步，所述隔熱套管412外圍設有密封圈(未圖示)，所述內墊圈設于所述密封圈 下方。
[0039] 本實用新型工作時，步進電機送電后，步進電機帶動電機軸上的傳動齒輪旋轉；第 一半圓槽和第二半圓槽組合在一起作為打印線材ABS/PLA擠出的通道，傳動齒輪帶動打印 線材向下擠出，同時在傳動齒輪正前方的導線輪在第一軸承和第二軸承的帶動下，輔助打 印線材向下擠出，使擠料更順暢。打印線材在經過左固定塊、右固定塊后通向隔熱套管，通 過隔熱套管密封圈以下內置的內墊圈后通向噴頭，其中隔熱套管通過固定座、銜接塊、隔熱 塊、噴頭座后與噴頭連接，最后隔熱套管卡在噴頭上的階梯道口上。同時，軸流風扇吹出來 的風通過散風塊，再通過通風通道流向導風塊，導風塊中的風通過隔熱塊與噴頭座，吹向噴 頭，用于噴頭的散熱。
[0040] 本實用新型采用內抽式軸流風扇，且將軸流風扇吹出的風流通至步進電機，降低 步進電機的溫度，保證步進電機的正常工作，延長步進電機使用的壽命，同時向下氣流在3D 打印機機頭的打印過程中起到直接冷卻的作用，避免了雙風扇的使用，且通風通道的設計 有效減少其體積與重量；通過隔熱塊將擠出部與加熱部隔離，有效保證了擠出部過熱造成 的打印線材熔融堵料現象，使出料更順暢；另外，本實用新型使用耐高溫喉管來輸送打印線 材，從而避免打印線材與金屬喉管的粘黏，兼容了 ABS與PLA兩種耗材。
[0041] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型 的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種3D打印機機頭，其特征在于，其包括擠出部、通風部、加熱部和出線部；所述出 線部包括固定座和接線排，所述接線排設于所述固定座后端；所述擠出部、所述通風部、所 述加熱部均安裝在所述固定座上； 所述擠出部包括固定塊、傳送齒輪、導線輪、軸承、彈簧片、蓋板和步進電機；所述固定 塊包括左固定塊和右固定塊；所述傳送齒輪設于所述左固定塊與所述右固定塊之間，且所 述傳送齒輪與所述步進電機連接；所述軸承安裝在所述固定塊上；所述導線輪安裝在所述 軸承中間，且與所述傳送齒輪對接；所述彈簧片設于所述軸承與所述導線輪前端；所述蓋 板設于所述彈簧片前端； 所述通風部包括軸流風扇、散風塊和導風塊；所述軸流風扇均與所述散風塊、所述導風 塊連通；所述散風塊設于所述右固定塊遠離所述左固定塊的一端，所述軸流風扇設于所述 散風塊一端； 所述加熱部包括隔熱裝置、內墊圈、加熱棒、熱電偶、噴頭座和噴頭；所述隔熱裝置包括 隔熱塊和隔熱套管；所述噴頭安裝在所述噴頭座一端上；所述噴頭座另一端安裝所述隔熱 塊；所述內墊圈設于所述隔熱套管內；所述熱電偶、所述加熱棒均設于所述噴頭座內；所述 隔熱套管分別通過所述固定座、所述隔熱塊、所述噴頭座后與所述噴頭連接。
2. 如權利要求1所述的3D打印機機頭，其特征在于，所述隔熱套管同時貫穿于所述噴 頭座和所述隔熱塊內。
3. 如權利要求2所述的3D打印機機頭，其特征在于，進一步設有銜接塊，所述銜接塊設 于所述隔熱塊與所述固定座的連接處。
4. 如權利要求1-3中任一項所述的3D打印機機頭，其特征在于，所述左固定塊中間設 有第一半圓槽，所述右固定塊中間設有第二半圓槽，且所述第二半圓槽與所述第一半圓槽 連通。
5. 如權利要求4所述的3D打印機機頭，其特征在于，所述軸承包括第一軸承和第二軸 承，所述第一軸承固定在所述左固定塊上，所述第二軸承固定在所述右固定塊上。
6. 如權利要求5所述的3D打印機機頭，其特征在于，所述噴頭上設有階梯道口，所述隔 熱套管卡在所述階梯道口上。
7. 如權利要求6所述的3D打印機機頭，其特征在于，所述右固定塊與所述散風塊之間 設有通風通道，且所述通風通道與所述導風塊連通。
8. 如權利要求7所述的3D打印機機頭，其特征在于，所述左固定塊上設有第一圓形通 孔，所述右固定塊上設有第二圓形通孔，且所述第一圓形通孔與所述第二圓形通孔連通，且 所述散風塊通過所述第一圓形通孔、所述第二圓形通孔連通至所述步進電機。
9. 如權利要求8所述的3D打印機機頭，其特征在于，所述噴頭為可更換式銅制噴頭。
10. 如權利要求9所述的3D打印機機頭，其特征在于，所述隔熱套管外圍設有密封圈， 所述內墊圈設于所述密封圈下方。
【文檔編號】B29C67/00GK203876230SQ201420185459
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月16日 優先權日:2014年4月16日
【發明者】高群, 雷遠彪, 張益晗, 陳冠然 申請人:福建海源三維打印高科技有限公司