用于三維打印機(jī)的打印頭組件的制作方法
【專利摘要】一種用于以押出為基礎(chǔ)的三維打印機(jī)的打印頭組件，該打印頭組件包括：流體分配頭，該流體分配頭包括集合管和具有不同尺寸的至少兩個(gè)流體分配噴嘴，該噴嘴安裝為與集合管中的熔化腔連通。噴嘴的出口分別通過各自的閥部件關(guān)閉。搖動(dòng)裝置用于樞轉(zhuǎn)兩個(gè)噴嘴至它們的最低的噴嘴操作位置并且驅(qū)動(dòng)閥部件，允許噴嘴之間的迅速轉(zhuǎn)換，以使得較小的噴嘴能夠用于高分辨率的工作，而較大的噴嘴用于大量填充。
【專利說明】用于三維打印機(jī)的打印頭組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明大致涉及一種用于以疊層方式構(gòu)建三維（3D)部件的添加式制造系統(tǒng)，也稱 為三維打印機(jī)。本發(fā)明尤其涉及用于押出可流動(dòng)部件材料的三維打印機(jī)用打印頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 在以押出為基礎(chǔ)的添加式制造系統(tǒng)中，三維部件是由數(shù)字表象通過押出可流動(dòng)的 部件材料采用疊加的方式構(gòu)建該部件而形成。將細(xì)絲供給至打印頭中的押出噴嘴并在該處 使其熔化，繼而以流體形式噴射至基材上，與此同時(shí)，打印頭在水平面內(nèi)移動(dòng)從而描繪出一 層。押出的材料與之前沉積的材料融合并迅速凝固。
[0003] 這種工具上的打印頭需要是結(jié)構(gòu)緊湊的，從而使生產(chǎn)對(duì)象的尺寸盡可能大，且需 要是重量較輕的，從而使得該打印頭能夠快速移動(dòng)并準(zhǔn)確定位而沒有不利的慣性作用。在 打印頭上設(shè)置多個(gè)押出噴嘴能夠提高靈活性，例如在噴嘴不移除和移位的情況下容易地改 變押出材料或者顏色的能力。然而，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)沒有實(shí)現(xiàn)最佳效果，需要擺脫過重、尺寸過 大或者結(jié)果復(fù)雜的缺陷且具有改善的靈活性的打印頭。
[0004] 以押出為基礎(chǔ)的添加式制造的優(yōu)點(diǎn)之一是工具的資本和生產(chǎn)成本與競爭技術(shù)(例 如立體平板印刷)相比較低。然而，以前已經(jīng)認(rèn)識(shí)到的是在使用這項(xiàng)技術(shù)時(shí)必須提供高分辨 率以獲得合理的操作速度。因此，需要能夠提供更高的分辨率和更快的操作速度的以押出 為基礎(chǔ)的添加式制造工具，并且該需要尚未滿足。本發(fā)明的目的是解決上述需要，或者更一 般地說，是提供一種改進(jìn)的三維打印機(jī)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于三維打印機(jī)的打印頭組件，該打印頭組件 包括：
[0006] 流體分配頭，該流體分配頭包括集合管；
[0007] 第一噴嘴和第二噴嘴，該第一噴嘴和第二噴嘴安裝在所述集合管上，且該第一噴 嘴和第二噴嘴中的每一個(gè)均具有由各自的閥部件關(guān)閉的出口；
[0008] 連接件，該連接件將所述流體分配頭連接至支承體上，以允許所述流體分配頭的 移動(dòng)，通過所述流體分配頭的移動(dòng)，所述第一噴嘴和所述第二噴嘴中的每一個(gè)能夠移動(dòng)至 各自的噴嘴操作位置和從各自的噴嘴操作位置移動(dòng)，其中當(dāng)所述第一噴嘴和所述第二噴嘴 中的一者位于其噴嘴操作位置時(shí)，所述第一噴嘴和所述第二噴嘴中的另一者的出口在所述 第一噴嘴和所述第二噴嘴中的所述一者的出口下方延伸；
[0009] 搖動(dòng)裝置，該搖動(dòng)裝置安裝為圍繞搖動(dòng)裝置軸線擺動(dòng)，該搖動(dòng)裝置具有至少一個(gè) 凸輪表面，該至少一個(gè)凸輪表面與各自的固定件接合，以驅(qū)動(dòng)所述流體分配頭的移動(dòng)，所述 搖動(dòng)裝置還包括第一接合部和第二接合部，該第一接合部和第二接合部分別與所述閥部件 中的一個(gè)接合，以打開或者關(guān)閉處于噴嘴操作位置的各個(gè)噴嘴的噴嘴出口，以及
[0010] 驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器控制所述搖動(dòng)裝置的角度位置。 toon] 優(yōu)選地，該打印頭組件包括樞軸，并且所述流體分配頭樞轉(zhuǎn)，以將所述第一噴嘴和 所述第二噴嘴移動(dòng)至它們的噴嘴操作位置。作為一種選擇，例如，所述連接件可以包括弧形 或線形的導(dǎo)軌，沿著該導(dǎo)軌，所述流體分配頭可以通過搖動(dòng)裝置相對(duì)于支承體移動(dòng)，從而使 所述流體分配頭位于它們的噴嘴操作位置。優(yōu)選地，所述第一噴嘴和所述第二噴嘴具有不 同的尺寸并且彼此流體連通。可選擇地，每個(gè)噴嘴可以從單獨(dú)的供料部喂料，從而使得噴嘴 之間不連通。
[0012] 優(yōu)選地，所述至少一個(gè)凸輪表面包括第一凸輪表面和第二凸輪表面，該第一凸輪 表面和第二凸輪表面分別與第一固定件和第二固定件接合，以使得所述第一凸輪表面和所 述第一固定件的接合沿第一方向樞轉(zhuǎn)所述流體分配頭，并且所述第二凸輪表面和所述第二 固定件的接合沿與所述第一方向相反的第二方向樞轉(zhuǎn)所述流體分配頭。
[0013] 優(yōu)選地，所述搖動(dòng)裝置安裝于所述流體分配頭上，并且所述第一固定件和所述第 二固定件設(shè)置于所述支承體上。優(yōu)選地，所述第一凸輪表面和第二凸輪表面為所述搖動(dòng)裝 置的外表面，并且所述第一接合部和所述第二接合部包括以下表面中的一者：a)位于所述 搖動(dòng)裝置中的環(huán)狀長槽的端部的表面，或者b)位于所述搖動(dòng)裝置的葉狀體的外圍的表面。
[0014] 優(yōu)選地，所述樞軸包括與所述集合管連通的至少一個(gè)延伸通道。可選擇地，所述樞 軸包括多個(gè)延伸通道。優(yōu)選地，所述集合管包括加熱部件，并且所述延伸通道適于傳輸供消 耗的細(xì)絲。優(yōu)選地，該打印頭組件還包括安裝件，旋轉(zhuǎn)式驅(qū)動(dòng)器安裝于該安裝件上，并且其 中在與所述集合管鄰近的所述樞軸上設(shè)置有頸部，以提供熱橋，使得所述集合管與所述安 裝件分離開。
[0015] 優(yōu)選地，所述閥部件包括能夠從所述噴嘴開口縮回的針。優(yōu)選地，所述第一接合部 和所述第二接合部分別與所述針中的一者接合，以用于打開所述噴嘴出口，并且單獨(dú)的彈 簧分別與所述針中的一者合作，以用于關(guān)閉所述噴嘴出口。
[0016] 優(yōu)選地，所述樞軸的樞軸軸線位于大體上對(duì)稱地平分所述集合管的中心平面內(nèi)， 并且所述噴嘴設(shè)置在所述中心平面的相對(duì)側(cè)。優(yōu)選地，所述搖動(dòng)裝置的搖動(dòng)裝置軸線大致 平行于所述樞軸軸線并且位于所述中心平面內(nèi)。
[0017] 優(yōu)選地，該打印頭組件還包括風(fēng)扇，該風(fēng)扇安裝于支承體上以用于將冷空氣氣流 導(dǎo)向鄰近所述噴嘴，從而提高凝固速度。優(yōu)選地，所述風(fēng)扇和所述集合管大致設(shè)置在所述打 印頭組件的相對(duì)側(cè)。
[0018] 優(yōu)選地，所述支承體適于沿限定三維打印機(jī)的三個(gè)正交軸線中的一者的導(dǎo)軌線性 地往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且最優(yōu)選地，所述支承體支承線性軸承，以用于接合該導(dǎo)軌。優(yōu)選地，支承 體通過環(huán)形帶沿導(dǎo)軌線性地往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且支承體包括用于夾緊所述環(huán)形帶的至少一個(gè)鉗 口。在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種三維打印機(jī)，該三維打印機(jī)具有根據(jù)前述權(quán)利要求 中任意一項(xiàng)所述的打印頭組件，其中，所述三維打印機(jī)的三個(gè)正交軸線中的一者通過導(dǎo)軌 限定，所述支承體包括孔，并且所述導(dǎo)軌容納于所述孔中，以使得所述打印頭沿所述導(dǎo)軌呈 直線地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的流體分配頭用于兩個(gè)噴嘴，能夠容易地切換至操作從而提高靈活 性，而不帶來過重的重量、過大的尺寸或者復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。設(shè)置為較大和較小的噴嘴能夠容易 地交換，允許根據(jù)需要選擇噴嘴，以實(shí)現(xiàn)最大速度和最高分辨率，例如，通過使用較小的噴 嘴以準(zhǔn)確地生產(chǎn)暴露的加工表面，較大的噴嘴用于大量填充。通過單個(gè)搖動(dòng)裝置控制兩個(gè) 噴嘴位置和噴嘴驅(qū)動(dòng)，提供了一種簡單、可靠、緊湊并且輕質(zhì)的機(jī)械裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020] 現(xiàn)在將通過參考附圖的實(shí)施例來描述本發(fā)明的優(yōu)選形式，其中：
[0021] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的頭組件的第一種實(shí)施方式的等距視圖；
[0022] 圖2是表示本發(fā)明的打印頭組件的工作過程的示意圖；
[0023] 圖3是沿穿過流體分配頭的樞軸軸線的堅(jiān)直中心平面的圖1的打印頭組件的剖面 圖；
[0024] 圖4是沿圖3的4-4線的剖視圖；
[0025] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的頭組件的第二種實(shí)施方式的等距視圖；
[0026] 圖6和圖7是沿垂直于流體分配頭的樞軸軸線的平行的堅(jiān)直平面的圖5的打印頭 組件的剖面圖；
[0027] 圖8和圖9分別是圖5的打印頭的轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖和端視圖；
[0028] 圖10是包括沿圖11中的10-10線的斷面的圖5的打印頭組件的側(cè)視圖；以及
[0029] 圖11是沿穿過流體分配頭的樞軸軸線的水平面的圖5的打印頭組件的剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 本公開涉及用于以押出為基礎(chǔ)的三維打印機(jī)中使用的且在圖1至圖4的第一種實(shí) 施方式中顯示的打印頭組件。參見圖1和圖2,打印頭組件通常包括結(jié)構(gòu)支承組件或支承件 10,流體分配頭11可以通過樞軸12連接至該結(jié)構(gòu)支承組件或支承件10,樞軸12允許流體 分配頭11相對(duì)于支承件10關(guān)于樞軸軸線13旋轉(zhuǎn)。流體分配頭11包括集合管26,集合管 26可以固定于樞軸12,且第一噴嘴14和第二噴嘴15可以安裝于集合管26。
[0031] 流體分配頭11通常在圖2中由11a表示的第一位置和由lib表示的顯示為虛線 輪廓的第二位置之間樞轉(zhuǎn)。在位置11a，第一噴嘴14處于其噴嘴操作位置，在該位置可以 噴出可流動(dòng)材料，噴嘴14的出口 70延伸至第二噴嘴15的出口 71下方以確未使用的第二 噴嘴離開押出的水平層。噴嘴14, 15的頂端是平面，且在位置11a，11b，噴嘴14, 15的頂端 水平以使得噴出物的頂部是平滑的。通過使流體分配頭11在位置11a，lib之間旋轉(zhuǎn)，第一 噴嘴14或第二噴嘴15中的任意一者可以準(zhǔn)確地運(yùn)動(dòng)至它的噴嘴操作位置。在該實(shí)施方式 中，第一噴嘴14可以比第二噴嘴15小，第一噴嘴14可以用于細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，第二噴嘴15可以 用于大量填充，如此允許三維打印機(jī)根據(jù)所需選擇噴嘴，例如，基于算法確定生產(chǎn)給定產(chǎn)品 所需的最佳打印速度和分辨率。
[0032] 圖1顯示了直立的打印頭組件。支承件10提供了打印頭的主要結(jié)構(gòu)和外殼件， 且包括框架l〇a和一對(duì)外殼殼體10b，10c (圖1中省略了殼體10c以顯示流體分配頭11)。 進(jìn)口開口 18設(shè)置在外殼殼體10b，10c的頂部，進(jìn)口開口 18內(nèi)安裝有風(fēng)扇19,以通過進(jìn)口 開口 18將空氣引入，并將空氣從外殼殼體10b的底部的相對(duì)的出口開口 20噴出。外殼殼 體10b通常包圍樞轉(zhuǎn)流體分配頭11且可以通過緊固件(未圖示）彼此連接以及連接至框架 l〇a。為了在笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)中使用，打印頭適于沿直導(dǎo)軌(未圖示）線性地往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該直 導(dǎo)軌限定三維打印機(jī)的三個(gè)正交軸中的一者。為了這個(gè)目的，導(dǎo)軌容納孔24可以穿過框架 10a水平地延伸?？蚣?0a可以承載用于接合導(dǎo)軌的直線軸承(未圖示)。至少一個(gè)鉗口（未 圖示）可以設(shè)置在框架上，用于抓住環(huán)形帶，通過環(huán)形帶打印頭組件可以沿導(dǎo)軌線性地往復(fù) 運(yùn)動(dòng)。固定于框架l〇a的安裝輪23位于打印頭組件的后側(cè)。
[0033] 流體分配頭11是包括集合管26、噴嘴14, 15、安裝件34、搖動(dòng)裝置30和傳動(dòng)裝置 21的組件。圖1中顯示的傳動(dòng)裝置21與安裝件34上的套筒22分離，套筒22通過緊固件 (未圖示）安裝于安裝件34。傳動(dòng)裝置21設(shè)置成鄰接打印頭組件的前側(cè)。
[0034] 尤其參見圖3和圖4,固定有噴嘴14和15的集合管26用于將流體引入噴嘴 14, 15?？梢员恢С性谳S承27內(nèi)的樞軸12容納在框架10a內(nèi)，且樞軸12位于外殼殼體10b， l〇c之間且可以包括軸線延伸的進(jìn)入通道28,進(jìn)入通道28適于將供消耗的細(xì)絲(未圖示)傳 遞至集合管26內(nèi)的熔化腔63中，熔化腔63與噴嘴14, 15連通。集合管26還可以包括嵌 入的電熱元件29,用于熔化細(xì)絲。噴嘴14, 15的相鄰的噴嘴出口 70, 71可以分別被各自的 閥針32, 33關(guān)閉，閥針32, 33控制流體從打印頭的分配。安裝件34可以固定至樞軸12,從 而使安裝件34固定于集合管26,使得安裝件34相對(duì)于支承件10關(guān)于集合管26擺動(dòng)。安 裝件34大致在樞軸12以上延伸且用于安裝傳動(dòng)裝置21，搖動(dòng)裝置30連接至安裝件34,且 安裝件34還可以支承閥件。
[0035] 套筒30用于使流體分配頭11樞轉(zhuǎn)，且支承在軸38上，軸38通過傳動(dòng)裝置21關(guān)于 搖動(dòng)裝置軸線39擺動(dòng)，搖動(dòng)裝置軸線39可以平行于樞軸12的軸線13。搖動(dòng)裝置30具有 與各自的固定件35, 36接合的第一凸輪表面40和第二凸輪表面41，固定件35, 36可以分別 與外殼殼體l〇b和10c形成為一體。第一凸輪表面40與第一固定件35的接合使搖動(dòng)裝置 30相對(duì)于支承件移動(dòng)并且驅(qū)動(dòng)流體分配頭11沿第一方向樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而第二凸輪表面41和 第二固定件36的接合使流體分配頭11沿與第一方向相反的第二方向樞轉(zhuǎn)。在該方式中， 傳動(dòng)裝置21的傳動(dòng)作用可以使噴嘴14, 15轉(zhuǎn)動(dòng)至其噴嘴操作位置。第一凸輪表面40和第 二凸輪表面41可以對(duì)稱地設(shè)置在搖動(dòng)裝置30的相對(duì)的外表面上。第一接合部42和第二 接合部43可以形成為設(shè)置在搖動(dòng)裝置30內(nèi)的環(huán)狀長槽44, 45的端部的內(nèi)鄰接表面，第一 接合部42和第二接合部43與閥針32, 33中的各自的一個(gè)接合，用于打開或關(guān)閉噴嘴出口 70, 71。
[0036] 最好看圖3,空氣間隙46可以使安裝件34與集合管26分離，頸部（neck)47可以 形成在樞軸12內(nèi)，頸部47穿過空氣間隙46,提供了使集合管26與安裝件34分離的熱橋 (thermal bridge)。
[0037] 參見圖4,每一個(gè)閥針32, 33可以固定至各自的塊48,使得各自的彈簧49保持在 塊48和安裝件34的凸緣50之間，彈簧49用于朝向噴嘴70, 71偏壓閥針至它們的關(guān)閉位 置。閥針32, 33的細(xì)長的形式和塊48和凸緣50之間的空間縮小了用于從集合管26向上 導(dǎo)熱的的路徑。閥針32, 33的上端穿過搖動(dòng)裝置30的下側(cè)內(nèi)的槽52,且圓形止擋件53, 54 鄰近它們的端部固定，止擋件53, 54的尺寸形成為能夠自由地滑入搖動(dòng)裝置30的槽44, 45 內(nèi)。閥針32, 33的下端支承在噴嘴14, 15內(nèi)，噴嘴14, 15位于集合管26的凹槽內(nèi)。護(hù)罩56 通?？梢試@噴嘴14, 15的頂端。該護(hù)罩56可以由聚四氟乙烯或其它非粘性材料形成。
[0038] 風(fēng)扇19安裝至支承件10的外殼殼體10b，支承件10通常位于打印頭的與集合管 26相對(duì)的一側(cè)。開口 18, 20允許氣流從風(fēng)扇通過，開口 18, 20用于引導(dǎo)冷空氣流動(dòng)鄰近噴 嘴14, 15以增加噴出物的凝固速度，且用于使冷空氣途徑安裝件34,以保持流體分配頭11 的冷側(cè)的冷的程度并且增加安裝件34和集合管26之間的熱橋的熱梯度。外殼殼體10b因 此有助于匯聚該氣流18以鄰近安裝件34、集合管26和噴嘴14, 15流動(dòng)。
[0039] 圖5至圖11顯示了打印頭組件的第二種實(shí)施方式，大致類似于第一種實(shí)施方式的 結(jié)構(gòu)，且在適當(dāng)?shù)那闆r下，相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。如圖5和圖6所示，在第一種實(shí) 施方式中，該第二種實(shí)施方式中的搖動(dòng)裝置130既用于使流體分配頭111在有角度位置11a 和lib之間樞轉(zhuǎn)，又用于通過移動(dòng)閥針32, 33打開和關(guān)閉閥?？梢栽O(shè)置兩個(gè)杠桿臂60, 61， 每一個(gè)杠桿臂安裝至安裝件134以關(guān)于平行于搖動(dòng)裝置130的軸線39的各自的軸旋轉(zhuǎn)，圓 形套筒22同樣接合緊固件以固定傳動(dòng)裝置21。隨著杠桿臂60, 61的外端在圓形套筒22上 樞轉(zhuǎn)，杠桿臂60, 61的內(nèi)端彼此鄰接和重疊，但是杠桿臂60, 61沿軸線39的方向隔開，使得 它們可以彼此獨(dú)立地自由樞轉(zhuǎn)。固定在閥針32, 33的端部的圓形止擋件53, 54容納在杠桿 臂60, 61的內(nèi)端的互補(bǔ)的開口中。在該實(shí)施方式中，臂60, 61的樞轉(zhuǎn)使閥針32, 33移動(dòng)，打 開和關(guān)閉閥以控制打印過程中噴出物的分配。相比搖動(dòng)裝置30的接合部42, 43直接與圓 形止檔件53, 54接合的第一種實(shí)施方式，這些臂60, 61的杠桿作用增加了由搖動(dòng)裝置產(chǎn)生 的用于使閥針32, 33移動(dòng)的力。另一方面，搖動(dòng)裝置130的接合部142, 143通過臂60, 61 與圓形止擋件53, 54間接地接合。
[0040] 最好看圖8和圖9,搖動(dòng)裝置130的接合部142, 143為一體地形成在搖動(dòng)裝置130 上的葉狀體，該葉狀體具有鄰接并且沿臂60, 61的裝配面逐漸降低的凸面。接合部142, 143 彼此軸向隔開，且形成橫向于軸線39對(duì)齊的凸輪表面40, 41。接合部142位于最內(nèi)部且鄰 接臂60的內(nèi)端，接合部143位于最外部且鄰接臂61的內(nèi)端。
[0041] 圖10和圖11表示了第二種實(shí)施方式的樞軸112的結(jié)構(gòu)，樞軸112支承軸承127 中的流體分配頭111，軸承127與樞軸的軸部結(jié)合。軸承127可以固定在支承件10的外殼 殼體10b之間，且允許樞軸112關(guān)于軸線13旋轉(zhuǎn)。樞軸112包括兩個(gè)通道128, 228,兩個(gè)供 消耗的細(xì)絲(未圖示)可以沿通道128, 228供給進(jìn)入集合管126的熔化腔63。通道128, 228 可以是弧形的以及大致對(duì)稱地設(shè)置在平分樞軸112的平面的任意側(cè)。穿過空氣間隙46的 頸部47可以通過通道128, 228中的每一個(gè)的薄壁部分形成在樞軸112內(nèi)，以提供使集合管 126與安裝件134分離的熱橋。
[0042] 通過兩個(gè)主模束尾設(shè)定的螺栓65提供了限制有角度的位置11a，lib的可調(diào)止擋 件，止擋件在殼體外殼10b，10c的每一個(gè)上與固定于安裝件134的頂部的磁體66接合。
[0043] 在工作中，流體分配頭11，111可以通過間隔位置11a和lib之間等角度的圖4、 圖6和圖7中描述的中間位置11c而在有角度的位置11a和lib之間樞轉(zhuǎn)。流體分配頭 11，111通過搖動(dòng)裝置30, 130的旋轉(zhuǎn)（當(dāng)從圖、圖6和圖7的前側(cè)看時(shí)為沿順時(shí)針方向）從 位置11c逆時(shí)針地旋轉(zhuǎn)至位置11a，在位置11a第一噴嘴14處于其噴嘴操作位置。搖動(dòng)裝 置30, 130的旋轉(zhuǎn)使凸輪表面41與固定件36結(jié)合，因此搖動(dòng)裝置30, 130被偏移，并使得頭 11，111和連接的噴嘴14, 15關(guān)于軸線13樞轉(zhuǎn)。
[0044] 在該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中，在第一種實(shí)施方式中（圖4)，止擋件53滑入弧形槽44直到它與 第一接合部42鄰接。超過此位置的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)要求止擋件53關(guān)于搖動(dòng)裝置30旋轉(zhuǎn)，從而使 得針32縮回從而打開噴嘴14的出口 130。對(duì)應(yīng)地，在第二種實(shí)施方式中（圖7)，搖動(dòng)裝置 130的圓形面鄰接臂60,直到它鄰接接合部142的前緣。超過此位置的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)將開始樞 轉(zhuǎn)杠桿60,從而使得針32縮回，如此打開噴嘴14的出口 130。然后，三維打印機(jī)可以通過 轉(zhuǎn)換打印頭組件，安排一層或多層噴出物。
[0045] 在第一噴嘴14比第二噴嘴15小的第一種實(shí)施方式的情況下，第一噴嘴14可以首 先用于精確地確立被打印的物體的表面。一旦使用小噴嘴14完成了高分辨率的表面，然后 可以使用大噴嘴15完成在邊界層后面的大量填充。例如，在單個(gè)0.3mm的填充層鋪設(shè)之前， 可以使用小噴嘴14完成三個(gè)0. 1_邊界層。這種改變可以通過顛倒傳動(dòng)裝置輸出和連接 的搖動(dòng)裝置30的旋轉(zhuǎn)來完成，逆時(shí)針地旋轉(zhuǎn)搖動(dòng)裝置30,顛倒了之前描述的操作，首先關(guān) 閉噴嘴出口，然后通過凸輪表面40和固定件35之間的相互作用，使流體分配頭11關(guān)于樞 軸12順時(shí)針樞轉(zhuǎn)，通過位置11c到位置lib。同樣地，由于搖動(dòng)裝置30繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，止擋件 53和第二接合部43之間的接觸用于提升針33,打開小噴嘴14的出口 70。
[0046] 本發(fā)明的方面僅通過實(shí)施例的方式進(jìn)行了描述，可以理解的是在不脫離本發(fā)明的 范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改和增加。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于三維打印機(jī)的打印頭組件，該打印頭組件包括： 流體分配頭，該流體分配頭包括集合管； 第一噴嘴和第二噴嘴，該第一噴嘴和第二噴嘴安裝在所述集合管上，且該第一噴嘴和 第二噴嘴中的每一個(gè)均具有由各自的閥部件關(guān)閉的出口； 連接件，該連接件將所述流體分配頭連接至支承體上，以允許所述流體分配頭的移動(dòng)， 通過所述流體分配頭的移動(dòng)，所述第一噴嘴和所述第二噴嘴中的每一個(gè)能夠移動(dòng)至各自的 噴嘴操作位置和從各自的噴嘴操作位置移動(dòng)，其中當(dāng)所述第一噴嘴和所述第二噴嘴中的一 者位于其噴嘴操作位置時(shí)，所述第一噴嘴和所述第二噴嘴中的另一者的出口位于所述第一 噴嘴和所述第二噴嘴中的所述一者的出口上方； 搖動(dòng)裝置，該搖動(dòng)裝置安裝為圍繞搖動(dòng)裝置軸線擺動(dòng)，該搖動(dòng)裝置具有至少一個(gè)凸輪 表面，該至少一個(gè)凸輪表面與各自的固定件接合，以驅(qū)動(dòng)所述流體分配頭的移動(dòng)，所述搖動(dòng) 裝置還包括第一接合部和第二接合部，該第一接合部和第二接合部分別與所述閥部件中的 一個(gè)接合，以打開或者關(guān)閉處于噴嘴操作位置的各個(gè)噴嘴的噴嘴出口，以及 驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器控制所述搖動(dòng)裝置的角度位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印頭組件，其中，該打印頭組件包括樞軸，并且所述流體分 配頭樞轉(zhuǎn)，以將所述第一噴嘴和所述第二噴嘴移動(dòng)至它們的噴嘴操作位置，其中所述第一 噴嘴和所述第二噴嘴具有不同的尺寸并且彼此流體連通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的打印頭組件，其中，所述至少一個(gè)凸輪表面包括第一凸輪表 面和第二凸輪表面，該第一凸輪表面和第二凸輪表面分別與第一固定件和第二固定件接 合，以使得所述第一凸輪表面和所述第一固定件的接合沿第一方向樞轉(zhuǎn)所述流體分配頭， 并且所述第二凸輪表面和所述第二固定件的接合沿與所述第一方向相反的第二方向樞轉(zhuǎn) 所述流體分配頭。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的打印頭組件，其中，所述搖動(dòng)裝置安裝于所述流體分配頭上， 并且所述第一固定件和所述第二固定件設(shè)置于所述支承體上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的打印頭組件，其中，所述第一凸輪表面和第二凸輪表面為所 述搖動(dòng)裝置的外表面，并且所述第一接合部和所述第二接合部包括以下表面中的一者： a) 位于所述搖動(dòng)裝置中的環(huán)狀長槽的端部的表面，或者 b) 位于所述搖動(dòng)裝置的葉狀體的外圍的表面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2至5中任意一項(xiàng)所述的打印頭組件，其中，所述樞軸包括與所述集合 管連通的至少一個(gè)延伸通道。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的打印頭組件，其中，所述集合管包括加熱部件，并且所述延伸 通道或每個(gè)延伸通道適于傳輸供消耗的細(xì)絲。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的打印頭組件，其中，該打印頭組件還包括安裝 件，旋轉(zhuǎn)式驅(qū)動(dòng)器安裝于該安裝件上，并且其中在與所述集合管鄰近的所述樞軸上設(shè)置有 頸部，以提供熱橋，使得所述集合管與所述安裝件分離開。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的打印頭組件，其中，所述閥部件包括能夠從所 述噴嘴開口縮回的針。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的打印頭組件，其中，所述第一接合部和所述第二接合部分別 與所述針中的一者接合，以用于打開所述噴嘴出口，并且單獨(dú)的彈簧分別與所述針中的一 者合作，以用于關(guān)閉所述噴嘴出口。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2至10中任意一項(xiàng)所述的打印頭組件，其中，所述樞軸的樞軸軸線位 于大體上對(duì)稱地平分所述集合管的中心平面內(nèi)，并且所述噴嘴設(shè)置在所述中心平面的相對(duì) 側(cè)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的打印頭組件，其中，所述搖動(dòng)裝置的搖動(dòng)裝置軸線大致平 行于所述樞軸軸線并且位于所述中心平面內(nèi)。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的打印頭組件，其中，該打印頭組件還包括風(fēng) 扇，該風(fēng)扇安裝于支承體上，以用于將冷空氣氣流導(dǎo)向鄰近所述噴嘴，從而提高凝固速度。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的打印頭組件，其中，所述風(fēng)扇和所述集合管大致設(shè)置在所 述打印頭組件的相對(duì)側(cè)。
15. -種三維打印機(jī)，該三維打印機(jī)具有根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的打印頭 組件，其中，所述三維打印機(jī)的三個(gè)正交軸線中的一者通過導(dǎo)軌限定，所述支承體包括孔， 并且所述導(dǎo)軌容納于所述孔中，以使得所述打印頭沿所述導(dǎo)軌呈直線地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】B41J2/01GK104057718SQ201410069790
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月27日
【發(fā)明者】C·T·艾爾斯沃斯 申請(qǐng)人:熙爾科技有限公司