多種材料自動切換3d打印頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多種材料自動切換3D打印頭，要解決的技術問題是使3D打印機得能打印多種顏色以及材料，而且結構簡單，重量輕。本實用新型包括固定架、設于固定架下端的底板，所述固定架與底板之間設有切換裝置，在固定架的前端設有送料裝置，所述切換裝置包括輸出軸朝下并且通過主電機座固定在固定架上的主電機，在固定架與底板之間設有圓柱形的中心軸座，所述中心軸座的后端通過聯軸器與主電機的輸出軸連接，在中心軸座的下端安裝有三個以上的出膠嘴以及分別設于出膠嘴上的加熱裝置。與現有技術相比，使3D打印頭可以輸出多種材料以及顏色，而且結構簡單，其體積僅為常規3D打印機的兩倍，保證輸出的穩定性以及精度。
【專利說明】
多種材料自動切換3D打印頭
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種3D打印機，特別是一種用于3D打印機的適用于多種材料或顏色自動切換的3D打印頭。
【背景技術】
[0002]在市場銷售的FDM 3D打印機中，多為單頭單色打印頭，而在使用的過程中，因部分打印需求，會需要使用兩種以上的顏色以及材料的要求，市場上有將兩個打印頭合并在一起組成可輸出兩種顏色或材料的3D打印頭，但是如果還想繼續增加，則會使得3D打印頭的重量以及體積增加，導致3D打印頭的可行性以及打印精度都無法保證，導致在需要使用兩種以上的顏色或材料時，需要暫停打印進程并更換所需要的顏色及材料后再繼續進行，這樣導致操作復雜。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種多種材料自動切換3D打印頭，要解決的技術問題是使3D打印機得能打印多種顏色以及材料，而且結構簡單，重量輕。
[0004]為解決上述問題，本實用新型采用以下技術方案實現:一種多種材料自動切換3D打印頭，包括固定架、設于固定架下端的底板，所述固定架與底板之間設有切換裝置，在固定架的前端設有送料裝置，所述切換裝置包括輸出軸朝下并且通過主電機座固定在固定架上的主電機，在固定架與底板之間設有圓柱形的中心軸座，所述中心軸座的后端通過聯軸器與主電機的輸出軸連接，在中心軸座的下端安裝有三個以上的出膠嘴以及分別設于出膠嘴上的加熱裝置。
[0005]本實用新型所述的加熱裝置包括設于出膠嘴內的加熱絲，所述加熱絲為螺旋狀，加熱絲與出膠嘴的內孔同軸設置，使得加熱絲套在出膠嘴的內孔外側，在出膠嘴的一側設有與加熱絲連接的出膠嘴金屬觸點，所述出膠嘴金屬觸點的表面朝下，在底板上設有一個可與出膠嘴金屬觸點接觸并且導通的底板金屬觸點。
[0006]本實用新型所述的切換裝置還包括在中心軸座的外周壁上設有以中心軸座的軸線為圓心并且沿中心軸座的周向呈扇形陣列的物料導槽，所述物料導槽的數量與出膠嘴的數量相等，物料導槽的上端貫穿中心軸座的上端表面，物料導槽軸線與中心軸座的軸線平行，在中心軸座的周壁上與物料導槽位置相對應處設有貫穿中心軸座的周壁并且與物料導槽連通的缺口，在物料導槽的底部設有貫穿中心軸座下端面并且直徑小于物料導槽直徑的導槽通孔，導槽通孔設置在物料導槽的軸線上，導槽通孔與物料導槽的底部之間形成階梯結構，所述出膠嘴經導槽通孔的下端插入導槽通孔內。
[0007]本實用新型所述的送料裝置包括設置在中心軸座的周壁上端與物料導槽位置相對應的滑輪固定架，滑輪固定架沿中心軸座的軸向設置，在滑輪固定架上設有通過滑輪軸橫向固定在滑輪固定架上的滑輪，滑輪的周壁上設有一周滑輪槽，所述滑輪的軸線與物料導槽的軸線垂直，在物料導槽內插有導管，導管與物料導槽同軸，在導管的上端設有突出的導管凸邊，在導管外套有壓簧，壓簧的下端頂在物料導槽的底部邊緣上，壓簧的上端頂在導管凸邊的下端面上，所述出膠嘴的上端與導管的下端連接固定;在滑輪固定架的上下兩端分別設有物料過孔，兩個物料過孔與滑輪槽對齊，設置在滑輪固定架的上端的物料過孔上設有鐵氟龍導管;在固定架的一側上設有送料板支架，在送料板支架上設有輸出軸橫向設置的送料電機，送料電機經聯軸器與設有送料輪軸的滾輪連接。
[0008]本實用新型所述的底板上設有配合出膠嘴轉動軌跡的弧形的底板槽，出膠嘴從底板槽中伸出至底板槽的下端，出膠嘴金屬觸點設于底板的下端，所述底板上、位于底板槽的中心處設有與中心軸座連接的底板限位柱，在中心軸座的底部中心處設有與底板限位柱相適配連接的中心軸座限位孔，底板金屬觸點設置在底板下端面前側的中部設有一個L字形的金屬觸點座，金屬觸點座上設有一個開口與出膠嘴相對的內凹槽，內凹槽的底部延伸至出膠嘴金屬觸點的下方，所述底板金屬觸點設于該內凹槽的底部上。
[0009]本實用新型所述的固定架包括上支板、設于上支板后側并且連接上支板以及底板的后擋板，送料板支架安裝在后擋板的其中一側上，主電機通過主電機座安裝在上支板的上端面上，其輸出軸從上支板的上端穿過并從上支板的下端伸出；送料板支架包括從后擋板延伸至固定架前端的送料擋板，在送料擋板的前端設有延伸至中心軸座前方的滾輪板，滾輪板與送料擋板相互連接后形成一個L字形，在滾輪板與中心軸座的前端相對的一側側面上設有滾輪座，滾輪座的中心線與中心軸座的中心線對齊;送料電機安裝在送料擋板的前端，送料電機的輸出軸與中心軸座的中心線垂直，送料電機的輸出軸從送料擋板的外側伸入到滾輪板與中心軸座之間，滾輪通過送料輪軸安裝在滾輪座上。
[0010]本實用新型所述的中心軸座的上端設有直徑小于中心軸座直徑的連接柱，所述滑輪固定架安裝在連接柱的外周壁上，在連接柱的上端面的中心處設有與聯軸器連接的連接軸。
[0011]本實用新型所述的物料導槽以及出膠嘴均設有5-8個。
[0012]本實用新型相鄰兩個出膠嘴之間的夾角為36-22.5度。
[0013]本實用新型與現有技術相比，在主電機上設置圓盤形的底板，底板上設有以主電機輸出軸為圓心，環形陣列在底板上的至少三個以上的出膠嘴以及設置在主電機輸出軸上的中心軸上與出膠嘴連接的切換裝置以及送料裝置，使3D打印頭可以輸出多種材料以及顏色，而且結構簡單，其體積僅為常規3D打印機的兩倍，保證輸出的穩定性以及精度。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的立體結構示意圖。
[0015]圖2是本實用新型的分解結構示意圖。
[0016]圖3_1是本實用新型的俯視圖。
[0017]圖3-2是本實用新型的右視圖。
[0018]圖4是本實用新型底板的結構不意圖。
[0019]圖5是本實用新型中心軸座的結構示意圖。
[0020]圖6是本實用新型中心軸座的底部結構示意圖。
[0021 ]圖7是本實用新型出膠嘴的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
[0023 ]如圖1和圖2所示，本實用新型的多種材料自動切換3D打印頭包括固定架1、設于固定架I下端的底板26，固定架I與底板26之間設有切換裝置，在固定架I的前端設有送料裝置，在切換裝置的下端安裝有三個以上的出膠嘴3以及分別設于出膠嘴3上的加熱裝置；
[0024]所述切換裝置包括輸出軸朝下并且通過主電機座2固定在固定架I上的主電機4，在固定架I與底板26之間設有圓柱形的中心軸座5，如圖5所示，所述中心軸座5的后端通過聯軸器6與主電機4的輸出軸連接，所述主電機4采用步進電機，在中心軸座5的外周壁上設有以中心軸座5的軸線為圓心并且沿中心軸座5的周向呈扇形陣列的三個以上的物料導槽7，物料導槽7的數量與出膠嘴3的數量相等，物料導槽7的上端貫穿中心軸座5的上端表面，物料導槽7軸線與中心軸座5的軸線平行，在中心軸座5的周壁上與物料導槽7位置相對應處設有貫穿中心軸座5的周壁并且與物料導槽7連通的缺口 8，在物料導槽7的底部設有貫穿中心軸座5下端面并且直徑小于物料導槽7直徑的導槽通孔9，導槽通孔9設置在物料導槽7的軸線上，導槽通孔9與物料導槽7的底部之間形成階梯結構；
[0025]送料裝置包括設置在中心軸座5的周壁上端與物料導槽7位置相對應的滑輪固定架10，滑輪固定架10沿中心軸座5的軸向設置，在滑輪固定架10上設有通過滑輪軸11橫向固定在滑輪固定架10上的滑輪12，滑輪12的周壁上設有一周滑輪槽13，所述滑輪12的軸線與物料導槽7的軸線垂直，在物料導槽7內插有導管14，導管14與物料導槽7同軸，在導管14的上端設有突出的導管凸邊15，在導管14外套有壓簧16，壓簧16的下端頂在物料導槽7的底部邊緣上，壓簧16的上端頂在導管凸邊15的下端面上，所述出膠嘴3經導槽通孔9的下端插入導槽通孔9內并與導管14的下端連接固定;在滑輪固定架10的上下兩端分別設有物料過孔17，兩個物料過孔17與滑輪槽13對齊，使物料19經過上端的物料過孔17后，能夠進入滑輪槽13中，受滑輪槽13的引導進入下端的物料過孔17，設置在滑輪固定架10的上端的物料過孔17上設有鐵氟龍導管18，各種顏色或材料的物料19分別經鐵氟龍導管18、滑輪槽13、下端的物料過孔17、導管14以及導槽通孔9進入出膠嘴3;
[0026]如圖3-1所示，在固定架I的一側上設有送料板支架20，在送料板支架20上設有輸出軸橫向設置的送料電機21，送料電機21經聯軸器與設有送料輪軸22的滾輪23連接，當其中一個滑輪12被轉動至與滾輪23位置相對應處時，該滑輪12的外周壁與滾輪23的外周壁相切并相互接觸；
[0027]如圖3-2和圖7所示，加熱裝置包括設于出膠嘴3內的加熱絲24，所述加熱絲24為螺旋狀，加熱絲24與出膠嘴3的內孔同軸設置，使得加熱絲24套在出膠嘴3的內孔外側，在出膠嘴3的一側設有與加熱絲24連接的出膠嘴金屬觸點36，所述出膠嘴金屬觸點36的表面朝下，在底板26上設有一個可與出膠嘴金屬觸點36接觸并且導通的底板金屬觸點37。
[0028]如圖1所示，固定架I包括上支板25、設于上支板25后側并且連接上支板25以及底板26的后擋板27，送料板支架20安裝在后擋板27左右兩側中的其中一側上(優選左側)，主電機4通過主電機座2安裝在上支板25的上端面上，其輸出軸從上支板25的上端穿過并從上支板25的下端伸出；如圖3所示，送料板支架20包括從后擋板27延伸至固定架I前端的送料擋板28，在送料擋板28的前端設有延伸至中心軸座5前方的滾輪板29，滾輪板29與送料擋板28相互連接后形成一個L字形，在滾輪板29與中心軸座5的前端相對的一側側面(內側面)上設有滾輪座30，滾輪座30的中心線與中心軸座5的中心線對齊;送料電機21安裝在送料擋板28的前端，送料電機21的輸出軸與中心軸座5的中心線垂直，送料電機21的輸出軸從送料擋板28的外側伸入到滾輪板29與中心軸座5之間，滾輪23通過送料輪軸22安裝在滾輪座30上。
[0029]如圖4和圖3-2所示，在底板26上設有配合出膠嘴3轉動軌跡的弧形的底板槽31，出膠嘴3從底板槽31中伸出至底板槽31的下端，出膠嘴金屬觸點36設于底板26的下端，所述底板26上、位于底板槽31的中心處設有與中心軸座5連接的底板限位柱32，在中心軸座5的底部中心處設有與底板限位柱32相適配連接的中心軸座限位孔33(圖6所示)，底板金屬觸點37設置在底板26下端面前側的中部設有一個L字形的金屬觸點座38，金屬觸點座38上設有一個開口與出膠嘴3相對的內凹槽39，內凹槽39的底部延伸至出膠嘴金屬觸點26的下方，所述底板金屬觸點37設于該內凹槽39的底部上，底板金屬觸點37經導線與3D打印機的控制板連接，當其中一個出膠嘴3轉動至該處時，這個轉動至該處的出膠嘴3上的出膠嘴金屬觸點26剛好與底板金屬觸點37接觸并導通，加熱絲24加熱，從而對進入出膠嘴3內孔中的物料19進行加熱。
[0030]如圖5所示，在中心軸座5的上端設有直徑小于中心軸座5直徑的連接柱34，所述滑輪固定架10安裝在連接柱34的外周壁上，在連接柱34的上端面的中心處設有與聯軸器6連接的連接軸35。
[0031]底板金屬觸點37、主電機4以及送料電機21均與現有技術的3D打印機的控制器連接。
[0032]本實用新型中，物料導槽7以及出膠嘴3優選均設有5-8個，相鄰兩個出膠嘴3之間的夾角為36-22.5度。
[0033]本實用新型的工作流程如下:控制器給主電機4發送啟動指令，主電機4啟動并驅動中心軸座5轉動，當中心軸座5轉動，帶動相應的出膠嘴3轉動至底板26的正前方時(滾輪23處)停止，并且使該出膠嘴3上的出膠嘴金屬觸點36與底板金屬觸點37接觸并導通，同時控制器啟動送料電機21，送料電機21驅動滾輪23轉動，使得將物料19送入出膠嘴3內。
[0034]將本實用新型的多種材料自動切換3D打印頭由室溫(20度)加熱到180度工作預熱溫度時間為50秒。而現有的3D打印頭的加熱裝置的加熱時間為120秒左右，這樣能夠縮短加熱時間；而且由于將加熱絲24直接設置在出膠嘴3內，使得加熱更加均勻，不會出現出膠嘴的上下兩側的溫度不均勻的問題。
【主權項】
1.一種多種材料自動切換3D打印頭，包括固定架(1)、設于固定架(I)下端的底板(26)，其特征在于:所述固定架(I)與底板(26)之間設有切換裝置，在固定架(I)的前端設有送料裝置，所述切換裝置包括輸出軸朝下并且通過主電機座(2)固定在固定架(I)上的主電機(4)，在固定架(I)與底板(26)之間設有圓柱形的中心軸座(5)，所述中心軸座(5)的后端通過聯軸器(6)與主電機(4)的輸出軸連接，在中心軸座(5)的下端安裝有三個以上的出膠嘴(3)以及分別設于出膠嘴(3)上的加熱裝置。2.根據權利要求1所述的多種材料自動切換3D打印頭，所述加熱裝置包括設于出膠嘴(3)內的加熱絲(24)，所述加熱絲(24)為螺旋狀，加熱絲(24)與出膠嘴(3)的內孔同軸設置，使得加熱絲(24)套在出膠嘴(3)的內孔外側，在出膠嘴(3)的一側設有與加熱絲(24)連接的出膠嘴金屬觸點(36)，所述出膠嘴金屬觸點(36)的表面朝下，在底板(26)上設有一個可與出膠嘴金屬觸點(36)接觸并且導通的底板金屬觸點(37)。3.根據權利要求1或2所述的多種材料自動切換3D打印頭，其特征在于:所述切換裝置還包括在中心軸座(5)的外周壁上設有以中心軸座(5)的軸線為圓心并且沿中心軸座(5)的周向呈扇形陣列的物料導槽(7)，所述物料導槽(7)的數量與出膠嘴(3)的數量相等，物料導槽(7)的上端貫穿中心軸座(5)的上端表面，物料導槽(7)軸線與中心軸座(5)的軸線平行，在中心軸座(5)的周壁上與物料導槽(7)位置相對應處設有貫穿中心軸座(5)的周壁并且與物料導槽(7)連通的缺口(8)，在物料導槽(7)的底部設有貫穿中心軸座(5)下端面并且直徑小于物料導槽(7)直徑的導槽通孔(9)，導槽通孔(9)設置在物料導槽(7)的軸線上，導槽通孔(9)與物料導槽(7)的底部之間形成階梯結構，所述出膠嘴(3)經導槽通孔(9)的下端插入導槽通孔(9)內。4.根據權利要求3所述的多種材料自動切換3D打印頭，其特征在于:所述送料裝置包括設置在中心軸座(5)的周壁上端與物料導槽(7)位置相對應的滑輪固定架(10)，滑輪固定架(10)沿中心軸座(5)的軸向設置，在滑輪固定架(10)上設有通過滑輪軸(11)橫向固定在滑輪固定架(10)上的滑輪(12)，滑輪(12)的周壁上設有一周滑輪槽(13)，所述滑輪(12)的軸線與物料導槽(7)的軸線垂直，在物料導槽(7)內插有導管(14)，導管(14)與物料導槽(7)同軸，在導管(14)的上端設有突出的導管凸邊(15)，在導管(14)外套有壓簧(16)，壓簧(16)的下端頂在物料導槽(7)的底部邊緣上，壓簧(16)的上端頂在導管凸邊(15)的下端面上，所述出膠嘴(3)的上端與導管(14)的下端連接固定;在滑輪固定架(10)的上下兩端分別設有物料過孔(17)，兩個物料過孔(17)與滑輪槽(13)對齊，設置在滑輪固定架(10)的上端的物料過孔(17)上設有鐵氟龍導管(18);在固定架(I)的一側上設有送料板支架(20)，在送料板支架(20)上設有輸出軸橫向設置的送料電機(21)，送料電機(21)經聯軸器與設有送料輪軸(22)的滾輪(23)連接。5.根據權利要求4所述的多種材料自動切換3D打印頭，其特征在于:所述底板(26)上設有配合出膠嘴(3)轉動軌跡的弧形的底板槽(31)，出膠嘴(3)從底板槽(31)中伸出至底板槽(31)的下端，出膠嘴金屬觸點(36)設于底板(26)的下端，所述底板(26)上、位于底板槽(31)的中心處設有與中心軸座(5)連接的底板限位柱(32)，在中心軸座(5)的底部中心處設有與底板限位柱(32)相適配連接的中心軸座限位孔(33)，底板金屬觸點(37)設置在底板(26)下端面前側的中部設有一個L字形的金屬觸點座(38)，金屬觸點座(38)上設有一個開口與出膠嘴(3)相對的內凹槽(39)，內凹槽(39)的底部延伸至出膠嘴金屬觸點(26)的下方，所述底板金屬觸點(37)設于該內凹槽(39)的底部上。6.根據權利要求5所述的多種材料自動切換3D打印頭，其特征在于:所述固定架(I)包括上支板(25)、設于上支板(25)后側并且連接上支板(25)以及底板(26)的后擋板(27)，送料板支架(20)安裝在后擋板(27)的其中一側上，主電機(4)通過主電機座(2)安裝在上支板(25)的上端面上，其輸出軸從上支板(25)的上端穿過并從上支板(25)的下端伸出；送料板支架(20)包括從后擋板(27)延伸至固定架(I)前端的送料擋板(28)，在送料擋板(28)的前端設有延伸至中心軸座(5)前方的滾輪板(29)，滾輪板(29)與送料擋板(28)相互連接后形成一個L字形，在滾輪板(29)與中心軸座(5)的前端相對的一側側面上設有滾輪座(30)，滾輪座(30)的中心線與中心軸座(5)的中心線對齊;送料電機(21)安裝在送料擋板(28)的前端，送料電機(21)的輸出軸與中心軸座(5)的中心線垂直，送料電機(21)的輸出軸從送料擋板(28)的外側伸入到滾輪板(29)與中心軸座(5)之間，滾輪(23)通過送料輪軸(22)安裝在滾輪座(30)上。7.根據權利要求6所述的多種材料自動切換3D打印頭，其特征在于:所述中心軸座(5)的上端設有直徑小于中心軸座(5)直徑的連接柱(34)，所述滑輪固定架(10)安裝在連接柱(34)的外周壁上，在連接柱(34)的上端面的中心處設有與聯軸器(6)連接的連接軸(35)。8.根據權利要求7所述的多種材料自動切換3D打印頭，其特征在于:所述物料導槽(7)以及出膠嘴3均設有5-8個。9.根據權利要求8所述的多種材料自動切換3D打印頭，其特征在于:相鄰兩個出膠嘴(3)之間的夾角為36-22.5度。
【文檔編號】B29C67/00GK205631395SQ201620309915
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月14日
【發明人】鄧楚舒
【申請人】深圳市愛善迪科技有限公司