遠近端一體3D打印頭的制造方法與工藝

本發明涉及3D打印頭。

背景技術：
基于熔融堆積快速成型方法（FDM）的桌面級3D打印機基本原理如下：打印機的加熱噴頭受計算機控制根據水平分層數據作平面運動，絲材由送絲機構送至噴頭，經過加熱、融化，從噴頭擠出粘接到工作臺面，然后快速冷卻并凝固，每一層截面完成后工作臺下降一定高度，然后開始下一層的造型，如此重復直至完成整個實體的造型。現有桌面級3D打印機依據送絲機構與噴頭的位置關系可以分為近端機與遠端機兩種；常見的近端機打印頭存在結構復雜，自重大慣性大而不適合高速運動的缺點，遠端機則存在送絲不順暢的缺點，且結構一旦確定，近端遠端無法互相轉換。

技術實現要素：
為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種遠近端一體的3D打印頭。為解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下：一種遠近端一體3D打印頭，包括電機、送絲機構、加熱件和噴頭，所述送絲機構安裝于所述電機上，所述噴頭安裝于所述加熱件上，所述加熱件內設有與所述噴頭連通的送絲管道，還包括固定基座、可動基座、進絲通孔，固定基座，安裝于所述電機上；可動基座，可拆卸的安裝于所述固定基座上，所述加熱件安裝于所述可動基座上；固定基座、可動基座內分別設有進絲通孔，其中可動基座上進絲通孔的出口端與送絲管道連通；近端使用時，可動基座安裝于固定基座上，兩者的進絲通孔直接匹配對應；遠端使用時，可動基座與固定基座拆分，兩者的進絲通孔由連接件連接，所述連接件至少包括一條導料管，所述導料管的兩端分別與前述的兩個進絲通孔連接。如前所述的遠近端一體3D打印頭，所述連接件包括管夾、導料管，所述固定基座上進絲通孔的出口端、以及所述可動基座上進絲通孔的進口端分別安裝所述管夾，兩個所述管夾之間連接有所述導料管。如前所述的遠近端一體3D打印頭，所述固定基座下部開設有兩條上凹槽，各所述上凹槽的內端設有向下延伸出的安裝板，所述安裝板由螺釘固定于所述電機上；所述可動基座的上部開設有兩條與所述上凹槽對應的下凹槽。如前所述的遠近端一體3D打印頭，所述固定基座、所述可動基座的兩端分別通過螺釘固定連接。如前所述的遠近端一體3D打印頭，所述送絲機構包括送絲齒輪和從動滾輪，所述送絲齒輪安裝于電機的電機軸上，所述從動滾輪與所述送絲齒輪之間形成送絲空隙，所述送絲空隙的輸出端與所述固定基座上送絲通孔的進口端對應。如前所述的遠近端一體3D打印頭，還包括壓緊擺臂、壓縮彈簧和調節螺桿；所述壓緊擺臂包括中心部、與中心部連接的橫向端和縱向端，所述中心部與所述電機轉動連接，所述壓縮彈簧設置于所述橫向端與所述固定基座之間，所述調節螺桿穿設于所述壓縮彈簧內，且所述調節螺桿的兩端分別與所述固定基座、所述橫向端連接；所述從動滾輪設置于所述縱向端。如前所述的遠近端一體3D打印頭，沿所述從動滾輪的圓周邊緣形成有一條限位槽。如前所述的遠近端一體3D打印頭，所述壓緊擺臂上設有與所述送絲空隙對應的送絲孔。如前所述的遠近端一體3D打印頭，所述固定基座的上凹槽頂壁設有供所述調節螺桿穿透的螺孔。如前所述的遠近端一體3D打印頭，所述送絲管道內、所述可動基座上的進絲通孔內均設有隔熱管。如前所述的遠近端一體3D打印頭，所述噴頭螺紋連接于所述加熱件內。如前所述的遠近端一體3D打印頭，所述加熱件頂部設有橫向安裝條，所述橫向安裝條的兩端通過螺釘固定于所述可動基座底部。相比現有技術，本發明的有益效果在于：可動基座與固定基座連接成一體時組成近端結構，絲材在送絲機構的作用下，進入加熱件的送絲管道內熔融并從噴頭被擠出。可動基座與固定基座分離后，進絲通孔通過連接件連接，例如，兩基座再分別加裝管夾，兩管夾之間加裝導料管，即組成遠端結構，絲材被推動經過導料管后進入加熱件內的送絲管道，熔融并被擠出。現有的近端3D打印頭由于帶有電機部分和擠出部分，重量大，難以實現快速移動，但其優點是擠出精度高；而現有的遠端3D打印頭輕巧，能快速移動，但擠出精度卻比不上近端打印頭。本發明中的遠近端一體3D打印頭，使用時用戶在近端和遠端之間進行切換即可，根據實際情況充分利用近端或遠端的長處，避免其短處，使3D打印機打印出優良的產品。并且一機兩用，可以降低用戶的采購成本。附圖說明圖1為本發明遠近端一體3D打印頭的近端示意圖；圖2為本發明遠近端一體3D打印頭的遠端示意圖；圖3為本發明送絲齒輪和從動滾輪的示意圖；圖4為本發明壓緊擺臂的示意圖；圖5為本發明加熱件與噴頭的示意圖；圖6為本發明加熱件與噴頭的剖視圖；圖7為本發明固定基座的示意圖；圖8為本發明可動基座的示意圖；圖中標識說明如下：1、電機；2、加熱件；3、噴頭；4、固定基座；5、可動基座；6、壓緊擺臂；7、壓縮彈簧；8、調節螺桿；9、送絲齒輪；10、從動滾輪；11、絲材；12、管夾；13、導料管；100、限位槽；200、螺孔；60、中心部；61、橫向端；62、縱向端；63、送絲孔；20、送絲管道；21、隔熱管；22、橫向安裝條；40、安裝板；41、上凹槽；300、進絲通孔；51、下凹槽。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。如圖1-8所示的一種遠近端一體3D打印頭，包括電機1、送絲機構、加熱件2和噴頭3，送絲機構安裝于電機1上，噴頭3安裝于加熱件2上，加熱件2內設有與噴頭3連通的送絲管道20，還包括固定基座4和可動基座5，固定基座4安裝于電機1上，可動基座5可拆卸的安裝于固定基座4上，加熱件2安裝于可動基座5上，固定基座4、可動基座5內設有與送絲管道20連通的進絲通孔300，兩處進絲通孔直接連接或通過連接件連通。近端使用時，可動基座5安裝于固定基座4上，兩者的進絲通孔300直接匹配對應；遠端使用時，可動基座5與固定基座4拆分，兩者的進絲通孔300由連接件連接，連接件至少包括一條導料管13，導料管13的兩端分別與前述的兩個進絲通孔連接，導料管13具備一定長度，并且可以彎曲活動。兩處進絲通孔直接連接或通過連接件連接，是指這兩處進絲通孔可以直接連接的同時還可以選擇通過連接件實現連接，直接連接實現近端功能，切換成用連接件連接時實現遠端功能。從圖中的具體實施可以看出，連接件是可以拆除的，拆除之后固定基座、可動基座直接連接固定，兩處進絲通孔直接連接配合；將可動基座從固定基座上拆下來時，需要安裝上連接件來連接兩個進絲通孔。連接件以管夾、導料管為例，進絲通孔300上位于固定基座4上的出口端、以及進絲通孔300上位于可動基座5上的進口端分別設有可拆卸的管夾12，兩個管夾12之間連接有導料管13。將管夾拆除，固定基座和可動基座直接連接；安裝管夾時，可動基座需從固定基座上拆下。近端時，可動基座5與固定基座4連接成一體，絲材11在送絲機構的推動下，依次通過固定基座4和可動基座5上的進絲通孔300，然后進入加熱件2的送絲管道20內熔融并從噴頭3被擠出。遠端時，將可動基座5從固定基座4上拆離，然后在固定基座4上進絲通孔300的出口端裝上一個管夾12，在可動基座5上進絲通孔300的進口端也安裝一個管夾12，兩個管夾12之間用導料管13連接。絲材11在送絲機構的推動下，首先經過從固定基座4的進絲通孔300進入，然后經過可動基座5的進絲通孔300進入導料管13，最終進入加熱件2的送絲管道20內熔融并從噴頭3被擠出。管夾12以及導料管13為遠端時所需結構，根據使用需求，將這些結構進行拆除或安裝，實現3D打印頭在遠近端的切換。固定基座4下部開設有兩條上凹槽41，各上凹槽41的內端設有向下延伸出的安裝板40，安裝板40由螺釘固定于電機1上；可動基座5的上部開設有兩條與上凹槽41對應的下凹槽51，固定基座4、可動基座5的兩端分別通過螺釘固定連接。從圖7-8可以看出，在安裝板40、固定基座4和可動基座5的兩端分別設有螺孔200，其中安裝板40的螺孔200是用于將固定基座4通過螺釘安裝于電機1上，而固定基座4、可動基座5的兩端分別采用螺釘從固定基座4的螺孔200往下擰入直至與可動基座5上的螺孔200連接固定。上凹槽41、下凹槽51的作用在于安裝時，給螺釘讓位，避免造成干涉。可動基座5兩端的螺孔200在近端狀態時作為與固定基座4連接的螺釘安裝孔，在遠端狀態時作為與打印機移動橋連接的螺釘安裝孔，一孔兩用。送絲機構包括送絲齒輪9和從動滾輪10，送絲齒輪9安裝于電機1的電機1軸上，從動滾輪10與送絲齒輪9之間形成送絲空隙，送絲空隙的輸出端與固定基座4上送絲通孔的進口端對應。沿從動管輪的圓周邊開設一條限位槽100，避免在絲材的輸送過程中，出現絲材從送絲齒輪和從動滾輪之間滑脫的現象。還包括壓緊擺臂6、壓縮彈簧7和調節螺桿8；壓緊擺臂6包括中心部60、與中心部60連接的橫向端61和縱向端62，中心部60與電機1轉動連接，壓緊擺臂6上設有與送絲空隙對應的送絲孔63，壓縮彈簧7設置于橫向端61與固定基座4之間，調節螺桿8穿設于壓縮彈簧7內，且調節螺桿8的兩端分別與固定基座4、橫向端61連接；從動滾輪10設置于縱向端62。可動基座5與固定基座4扣合并采用螺栓連接固定，固定基座4由螺釘固定于電機1安裝孔，壓緊擺臂6中心部60的轉軸由螺釘固定于電機1另一安裝孔，調節螺桿8依次穿過固定基座4、壓縮彈簧7和壓緊擺臂6，固定基座4的上凹槽41頂壁設有供調節螺桿8穿透的螺孔200，便于將調節螺桿8的端部隱藏，不對其他零部件產生過多的干涉。壓縮彈簧7壓力推動壓緊擺臂6，減小從動管輪與送絲齒輪9之間送絲空隙的空間，從而起到壓緊絲材11的作用。材絲在電機1送絲齒輪9與從動滾輪10的壓緊和推動下，經過進絲通孔300進入加熱件2內的送絲管道20熔融并從噴頭3被擠出。調節螺桿8擰緊一些，壓緊擺臂6以中心部為支點進行轉動，橫向端將壓縮彈簧7稍微的壓縮變形，而縱向端會向外運動，送絲齒輪9和從動滾輪10之間的空隙擴大；如將調節螺桿8擰松一些，壓縮彈簧77的復位力量會將壓緊擺臂6的橫向端向上頂，在壓緊擺臂6轉動后，縱向端會向內運動，送絲齒輪9和從動滾輪10之間的空隙縮小。當設備處于空閑狀態時，送絲齒輪9與從動滾輪10之間不存在絲材11，為避免兩者發生不必要的碰撞摩擦，通過對調節螺桿8進行調整，可以使從動滾輪10與送絲齒輪9保持穩定的間距，起到保護送絲齒輪9齒紋的作用。參見圖2遠端結構示意圖，可動基座5與固定基座4分離，可動基座5用螺釘固定于打印機移動橋上，可動基座5與固定基座4分別加裝管夾12，兩管夾12之間加裝導料管13；而電機1和與其連接的送絲齒輪9、壓縮彈簧7、固定基座4、壓緊擺臂6相互間不作調整，整體安裝定位在打印機框架上，絲材11穿過壓緊擺臂6上的入絲孔，在電機1送絲齒輪9與從動滾輪10的壓緊和推動下，穿過固定基座4上的管夾12、導料管13、可動基座5上的管夾12，進入加熱件2內送絲管道20熔融并從噴頭3被擠出。為避免絲材11過早受熱彎曲，可安裝隔熱管21，隔熱管21從可動基座5上的管夾12口延伸到加熱件2內部。加熱件頂部設有橫向安裝條22，橫向安裝條22的兩端通過螺釘固定于可動基座底部，其中一端的螺釘安裝孔設置于下凹槽的底壁上，安裝之后螺釘被隱藏于下凹槽內。噴頭螺紋連接于加熱件內，方便拆取，噴頭材質為銅，噴孔直徑為0.2mm或0.3mm或0.4mm，隔熱管由特氟龍（PTFE）材料制成，金屬加熱件為鋁塊。上述實施方式僅為本發明的優選實施方式，不能以此來限定本發明保護的范圍，本領域的技術人員在本發明的基礎上所做的任何非實質性的變化及替換均屬于本發明所要求保護的范圍。