本發(fā)明涉及一種快速成型裝置的部件及包含該部件的快速成型裝置，特別涉及一種用于熔融沉積型快速成型裝置的打印頭及包含該打印頭的三維打印機。

背景技術：
三維打印機，是一種基于數字模型，利用粉末狀金屬或塑料等材料，通過逐層打印的方式構造三維物體的設備。其中一種三維打印機是以細絲的形式向打印頭供給成型材料，成型材料在打印頭內以電加熱的方式被加熱至熔融狀態(tài)，打印頭將按照三維打印機的控制器產生的打印頭相對基底移動的路徑以一層一層的方式打印出三維物體。公告號為CN1216726C的專利文獻的背景技術中描述了一種以細絲形式向打印頭供給成型材料的三維打印機，參見圖1，在卷盤01上纏繞有細絲03，將該卷盤01安裝至三維打印機的卷盤安裝架的轉軸02上，從而可實現將細絲03提供給三維打印機的打印頭。在使用過程中，將細絲03從卷盤01上拉出，使被拉直的細絲通過由摩擦阻力較小的材料制成的導管04，直至將細絲供給到打印頭上的進料裝置05，進料裝置05包括電機051及由電機051驅動的一對供料滾輪052與053，在供料滾輪052及053的驅動下，細絲進入加熱器061中，細絲在加熱器061內經加熱成熔融狀態(tài)，熔融狀態(tài)的成型材料在后續(xù)細絲推力的作用下，從設于加熱器061末端的打印噴嘴062擠出并可拆卸地沉積于載物臺上；該三維打印機的控制器通過控制打印頭在水平的X-Y平面內運動，同時控制載物臺在垂直的Z向運動，從而一層一層的打印出三維物體；此外，該三維打印機的控制器還控制著供料滾輪052及053向加熱器061供給細絲的速率。參見圖2，打印頭包括進料裝置05、加熱器061、打印噴嘴062及冷卻裝置07。冷卻裝置07用于對進料裝置05及加熱器061的溫度進行調控，保證從加熱器061的出料口進入打印噴嘴062的進料口的成型材料溫度的一致性，提高打印質量，還可以有效地防止細絲在進料裝置05與加熱器061的連接處受熱熔融，影響進料裝置05向加熱器061送料。上述打印頭在打印過程，由于進料裝置05的送料慣性，停止打印之后還繼續(xù)向加熱器061供給細絲，在細絲推力的作用下，熔融狀態(tài)的成型材料繼續(xù)從打印噴嘴062中擠出，滴落于目標成型件上，影響打印質量；此外，停止打印之后殘留于打印噴嘴062內的成型材料會隨著打印頭的移動而滴落在成型件上，影響打印質量。對于集成多個打印噴嘴的多色打印頭，在打印過程中，從一個打印噴嘴更換為另一個打印噴嘴工作時，殘留在停止工作的打印噴嘴內的成型材料會隨著打印頭的移動而滴落于成型件上，影響處于工作狀態(tài)的打印噴嘴的打印，影響打印質量。

技術實現要素：
本發(fā)明的主要目的是提供一種用于三維打印機的打印頭，旨在于打印噴嘴停止打印之后，防止殘留于打印噴嘴內的成型材料滴落于成型件上，防止由于進料裝置的送料慣性而繼續(xù)向目標成型件擠出成型材料，提高三維打印機的打印質量。本發(fā)明的另一目的是提供一種包含上述打印頭的三維打印機。為了實現上述主要目的，本發(fā)明提供用于三維打印機的打印頭包括加熱器及長筒狀的打印噴嘴；其中，打印噴嘴的通道上設有截止閥。由以上方案可見，由于在打印噴嘴的通道上設有截止閥，當打印噴嘴處于打印狀態(tài)時，截止閥處于開啟狀態(tài)，保證熔融狀態(tài)的成型材料能夠從打印噴嘴的通道中通過并擠出打印噴嘴而順利地完成打印工作；當打印噴嘴處于停止打印狀態(tài)時，截止閥處于關閉狀態(tài)，可以有效地防止由于進料裝置的送料慣性導致多余的成型材料滴落至成型件上而影響打印質量，也可以有效地防止殘留于打印噴嘴的通道內的成型材料因為打印噴嘴在移動過程中震動而滴落于成型件上，提高打印質量。一個具體的方案為，打印噴嘴的進料端口與加熱器的出料端口固定連接；截止閥包括套筒及直線制動器；套筒包括固定于其一個軸向端上的自閉式密封件；直線致動器的定子與套筒固定連接，動子與打印噴嘴固定連接；套筒的另一個軸向端上形成有一通孔，打印噴嘴與該通孔間隙配合；打印噴嘴的中段上形成有一外肩臺，外肩臺的直徑大于通孔的直徑并位于套筒的內腔。由以上方案可見，可以通過直線致動器驅動套筒相對打印噴嘴沿打印噴嘴的軸向移動；當打印噴嘴處于打印狀態(tài)時，打印噴嘴的出料端穿過自閉式密封件而伸出套筒的內腔，實現截止閥的開啟，以進行打印工作；當打印噴嘴處于停止打印狀態(tài)時，打印噴嘴收回套筒的內腔，自閉式密封件閉合密封而實現截止閥的關閉。另一個具體的方案為，打印噴嘴的進料端沿打印噴嘴的軸向可移動地置于加熱器的出料端口內，且二者間密封配合；截止閥包括套筒及直線制動器；套筒包括固定于套筒的一個軸向端上的自閉式密封件；直線致動器的定子與套筒固定連接，動子與打印噴嘴固定連接；套筒的另一個軸向端上形成有一通孔，套筒的另一個軸向端與加熱器的出料端固定連接；打印噴嘴與通孔間隙配合，打印噴嘴的中段上形成有一外肩臺，外肩臺的直徑大于通孔的直徑并位于套筒的內腔。由以上方案可見，可以通過直線致動器驅動套筒相對打印噴嘴沿打印噴嘴的軸向移動；當打印噴嘴處于打印狀態(tài)時，打印噴嘴的出料端穿過自閉式密封件而伸出套筒的內腔，實現截止閥的開啟，以進行打印工作；當打印噴嘴處于停止打印狀態(tài)時，打印噴嘴收回套筒的內腔，自閉式密封件閉合密封而實現截止閥的關閉；此外，由于處于打印狀態(tài)的打印噴嘴的出料端伸出套筒的內腔，而處于停止打印狀態(tài)的打印噴嘴收回套筒的內腔，可以有效地防止處于停止打印狀態(tài)的打印噴嘴觸碰目標成型件的已打印部分，破壞成型件，保證打印質量。更具體的方案為，其中直線致動器包括第一電磁鐵及第二電磁鐵；第一電磁鐵固定于外肩臺遠離通孔的一側上，第二電磁鐵固定于密封件位于內腔的一側上。再一個具體的方案為，其中截止閥為一壓力開關。由以上方案可見，當打印噴嘴處于打印狀態(tài)時，打印噴嘴內的壓力會提高，當打印噴嘴處于停止打印狀態(tài)時，打印噴嘴內的壓力會降低，可以通過監(jiān)控打印噴嘴內的壓力變化而控制壓力開關的開啟與關閉，從而實現上述截止閥的開啟與關閉。為了實現上述另一目的，本發(fā)明提供的三維打印機包括控制器及打印頭；打印頭包括加熱器及長筒狀的打印噴嘴；其中，打印噴嘴的通道上設有受控制器控制的截止閥。一個具體的方案為，打印噴嘴的進料端口與加熱器的出料端口固定連接；截止閥包括套筒及受控制器控制的直線制動器；套筒包括固定在其一個軸向端上的閉式密封件；直線致動器的定子與套筒固定連接，動子與打印噴嘴固定連接；套筒的另一個軸向端上形成有一通孔；打印噴嘴與通孔間隙配合，打印噴嘴的中段上形成有一外肩臺，外肩臺的直徑大于通孔的直徑并位于套筒的內腔。另一個具體的方案為，打印噴嘴的進料端沿打印噴嘴的軸向可移動地置于加熱器的出料端口內，且二者密封配合；截止閥包括套筒及受控制器控制的直線制動器；套筒包括固定在其一個軸向端上的自閉式密封件；直線致動器的定子與套筒固定連接，動子與打印噴嘴固定連接；套筒的另一個軸向端上形成有一通孔，套筒的另一個軸向端與加熱器的出料端固定連接；打印噴嘴與通孔間隙配合，打印噴嘴的中段上形成有一外肩臺，外肩臺的直徑大于通孔的直徑并位于套筒的內腔。更具體的方案為，直線致動器包括受控制器控制的第一電磁鐵及第二電磁鐵；第一電磁鐵固定于外肩臺遠離通孔的一側上，第二電磁鐵固定于密封件位于內腔的一側上。再一個具體的方案為，其中截止閥為一壓力開關。附圖說明圖1是一種現有三維打印機的結構示意圖；圖2是一種現有三維打印機的打印頭的結構示意圖；圖3是本發(fā)明打印頭第一實施例處于打印狀態(tài)各組件位置分布示意圖；圖4是本發(fā)明打印頭第一實施例處于停止打印狀態(tài)各組件位置分布示意圖；圖5是本發(fā)明打印頭第四實施例處于打印狀態(tài)各組件位置分布示意圖；圖6是本發(fā)明打印頭第四實施例處于停止打印狀態(tài)各組件位置分布示意圖；圖7時本發(fā)明打印頭第四實施例的自閉式密封件的結構示意圖；圖8是本發(fā)明打印頭第六實施例處于打印狀態(tài)各組件位置分布示意圖；圖9是本發(fā)明打印頭第六實施例處于停止打印狀態(tài)個組件位置分布示意圖；圖10是本發(fā)明三維打印機第一實施例結構示意圖；圖11是圖10中的打印頭放大結構示意圖。以下結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。具體實施方式打印頭第一實施例參見圖3至圖4，打印頭由進料裝置15、加熱器161、冷卻裝置17、打印噴嘴162及截止閥構成，截止閥為設于打印噴嘴162的出料管內的電子式壓力開關181。參見圖3，當打印噴嘴162處于打印狀態(tài)時，三維打印機的控制器控制電子式壓力開關181驅動閥片1811的端面旋轉至與打印噴嘴162的軸向平行，熔融狀態(tài)的成型材料得以通過打印噴嘴162的出料管進行打印。參見圖4，當打印噴嘴162處于停止打印狀態(tài)時，三維打印機的控制器控制電子式壓力開關181驅動閥片1811的端面旋轉至與打印噴嘴162的軸向垂直，切斷打印噴嘴162的進料口與出料口間的通道。打印頭第二實施例作為對本發(fā)明打印頭第二實施例的說明，以下僅對與上述打印頭第一實施例的不同之處進行說明，其中用機械式壓力開關代替電子式壓力開關。當打印噴嘴處于打印狀態(tài)時，機械式壓力開關處的壓力增大并達到預定值時，機械式壓力開關開啟，熔融狀態(tài)的成型材料得以通過打印噴嘴的出料管；當打印噴嘴處于停止打印狀態(tài)時，機械式壓力開關處的壓力下降并降至預定值以下時，機械式壓力開關關閉，切斷打印噴嘴的進料口與出料口間的通道。打印頭第三實施例作為對本發(fā)明打印頭第三實施例的說明，以下僅對與上述打印頭第一實施例的不同之處進行說明，在打印噴嘴的出料管內設有一個壓力傳感器，當壓力傳感器檢測到打印噴嘴內壓力達到預定值時，三維打印機的控制器控制壓力開關開啟；當傳感器檢測到打印噴嘴內壓力降到預定值以下時，三維打印機的控制器控制壓力開關關閉。打印頭第四實施例參見圖5及圖6，打印頭由進料裝置25、加熱器261、冷卻裝置27、打印噴嘴262及設于打印噴嘴262的出口區(qū)的截止閥構成；打印噴嘴262的中段上形成有一外肩臺2621；截止閥由套筒281及直線致動器構成；套筒281的一個軸向端上固定有一自閉式密封件282；直線致動器由固定于外肩臺2621靠近打印噴嘴262出料口一側上的第一電磁鐵284，及固定于自閉式密封件282靠近內腔一側上的第二電磁鐵283構成；套筒281的另一軸向端上形成有一直徑小于外肩臺2621的直徑的通孔，該通孔與打印噴嘴262間隙配合；當將套筒281與打印噴嘴262配合組裝一起時，外肩臺2621位于套筒281的內腔。參見圖7，自閉式密封件282為一中間切有8個大小相同的貫通兩個相對端面的切口的彈性密封件。參見圖5，當打印噴嘴262處于打印狀態(tài)時，三維打印機的控制器控制第一電磁鐵284與第二電磁鐵283相對的一端為相反磁極而相互吸引，推動套筒281相對打印噴嘴262向上移動，由于打印噴嘴262出料端的擠壓作用，使密封件282的8個切口被撐開而形成打印噴嘴262穿出的通道，打印噴嘴262的出料端伸出套筒281的內腔，以進行打印工作。參見圖6，當打印噴嘴262處于停止打印狀態(tài)時，三維打印機的控制器控制第一電磁鐵284與第二電磁鐵283相對的一端為相同磁極而相互排斥，推動套筒281相對打印噴嘴262向下移動，將打印噴嘴262的出料端納入套筒281的內腔，密封件282的8個切口在自身彈性恢復力的作用下實現閉合密封。打印頭第五實施例作為對本發(fā)明打印頭第五實施例的說明，以下僅對與上述打印頭第四實施例的不同之處進行說明，取消第一電磁鐵及第二電磁鐵，套筒與打印噴嘴間的相對運動通過控制器控制的直線壓電電機驅動，直線壓電電機的定子與套筒固定連接，動子與打印噴嘴固定連接，以實現對截止閥的快速開啟與關閉，及打印噴嘴的微型化。打印頭第六實施例參見圖8及圖9，打印頭由進料裝置35、加熱器361、冷卻裝置37、打印噴嘴362及設于打印噴嘴362的出口區(qū)的截止閥構成；打印噴嘴362的中段上形成有一外肩臺3621；截止閥由套筒381及直線致動器構成；套筒381的一個軸向端上固定有有一自閉式密封件382；直線致動器由固定于外肩臺3621靠近打印噴嘴362出料口一側上的第一電磁鐵384，及固定于自閉式密封件382靠近內腔一側上的第二電磁鐵283構成；套筒381的另一軸向端上形成有一直徑小于外肩臺3621的直徑的通孔，該通孔與打印噴嘴362間隙配合；當將套筒381與打印噴嘴362配合組裝一起后，套筒381的另一軸向端與加熱器361的出料端固定連接，外肩臺3621位于套筒381的內腔，打印噴嘴362的進料端可沿軸向移動地位于加熱器361的出料口中，且打印噴嘴362與加熱器361的出料口密封配合，該密封配合通過波紋管39實現，波紋管39的一端與打印噴嘴362的進料端密封連接，另一端與加熱器361的出料端密封連接；自閉式密封件382為一中間切有8個大小相同的貫通兩個相對端面的切口的彈性密封件。參見圖8，當打印噴嘴362處于打印狀態(tài)時，控制器控制第一電磁鐵384與第二電磁鐵383相對的一端為相反磁極而相互吸引，推動打印噴嘴362相對套筒381向下移動，由于打印噴嘴362出料端的擠壓作用，使密封件382的8個切口被撐開而形成容許打印噴嘴362通過的通道，打印噴嘴362的出料端伸出套筒381的內腔，以進行打印工作。參見圖9，當打印噴嘴362處于停止打印狀態(tài)時，三維打印機的控制器控制第一電磁鐵284與第二電磁鐵283相對的一端為相同磁極而相互排斥，推動打印噴嘴362相對套筒381向上移動，將打印噴嘴362的出料端拉入套筒381的內腔內，密封件382的8個切口在自身彈性恢復力的作用下實現閉合密封。三維打印機第一實施例參見圖10，本發(fā)明三維打印機由打印頭43、控制器、打印盒、載物臺44、機架、打印盒安裝架42及可移動地安裝于機架上受控制器控制的打印車構成；打印頭43固定于打印車上；打印盒以細絲形式向打印頭43提供成型材料；打印盒由分別承載有不同顏色細絲的絲料盒421、絲料盒422、絲料盒423及絲料盒424構成。參見圖11，打印頭43集成了4個上述打印頭第一實施例的打印頭，即打印頭43上的打印噴嘴、加熱器的加熱熔融室、進料裝置、冷卻裝置及截止閥的數量均為四個，分別為打印噴嘴4371、4372、4373與4374，加熱器的加熱熔融室4361、4362、4363與4364，進料裝置4331、4332、4333與4334，冷卻裝置4341、4342、4343與4344，及截止閥4381、4382、4383與4384；四個打印噴嘴分別用于噴出三種基色及黑色的成型材料。在打印過程中，當一個打印噴嘴停止打印時，控制器將控制設于該打印噴嘴上的截止閥關閉，從而可以有效防止由于進料裝置的送料慣性導致多余的成型材料滴落至成型件上而影響其他打印噴嘴的后續(xù)打印，提高打印質量；當截止閥處于關閉狀態(tài)時，由于大氣壓力的作用，殘留于截止閥以下的成型材料不會因為打印噴嘴在移動過程中震動而滴落于成型件上，提高打印質量。三維打印機第二實施例作為對本發(fā)明三維打印機第二實施例的說明，以下僅對與上述三維打印機第一實施例的不同之處進行說明，其打印頭為1個上述打印頭第一實施例的打印頭。在移動過程中，可以有效地防止由于進料裝置的送料慣性導致多余的成型材料滴落至成型件上而影響打印質量；當截止閥處于關閉狀態(tài)時，由于大氣壓力的作用，殘留于截止閥以下的成型材料不會因為打印噴嘴在移動過程中震動而滴落于成型件上，提高打印質量。三維打印機第三實施例作為對本發(fā)明三維打印機第三實施例的說明，以下僅對與上述三維打印機第二實施例的不同之處進行說明，打印頭采用上述打印頭第四實施例的打印頭。在打印過程中，當打印噴嘴停止打印時，控制器將控制第一電磁鐵與第二電磁鐵相對的一端為相同磁極，二者相互排斥，使打印噴嘴的出料端進入套筒的內腔中，自閉式密封件的8個切口閉合密封，可以有效地防止由于進料裝置的送料慣性導致多余的成型材料滴落至成型件上而影響打印質量；也可以有效地防止殘留于打印噴嘴的出料管內的成型材料因為打印噴嘴在移動過程中震動而滴落于成型件，提高打印質量；此外，打印噴嘴在相對自閉式密封件的運動過程可以清除殘留于打印噴嘴的出料口外圍的成型材料，達到清潔打印噴嘴的目的。三維打印機第四實施例作為對本發(fā)明三維打印機第四實施例的說明，以下僅對與上述三維打印機第一實施例的不同之處進行說明，其中打印頭集成了4個上述打印頭第六實施例的打印頭。在打印過程中，當一個打印噴嘴停止打印時，控制器將控制設于該打印噴嘴上的第一電磁鐵與第二電磁鐵相對的一端為相同磁極，二者相互排斥，使打印噴嘴的出料端進入套筒的內腔，自閉式密封件的8個切口閉合密封，可以有效地防止進料裝置的送料慣性導致多余的成型材料滴落至成型件上而影響其他打印噴嘴的后續(xù)打印，提高打印質量；也可以有效地防止殘留于打印噴嘴的出料管內的成型材料因為打印噴嘴在移動過程中震動而滴落于成型件上，提高打印質量；打印噴嘴在相對自閉式密封件的運動過程可以清除殘留于打印噴嘴的出料口外圍的成型材料，達到清潔打印噴嘴的目的；此外，處于停止打印狀態(tài)的打印噴嘴會收回套筒內，處于打印狀態(tài)的打印噴嘴的出料端伸于套筒的內腔外，即處于打印狀態(tài)的打印噴嘴的出料端比處于停止打印狀態(tài)的打印噴嘴的出料端更接近于成型件的打印面，不會對已打印完的部分形成干涉，不會由于打印過程中觸碰成型件的打印面而破壞已經打印完的部分，其特別適合于集成多個打印噴嘴的多色三維打印機。對于上述打印頭在完成打印之后，下一次打印之前，可以拆下打印噴嘴進行清洗，將殘留于打印噴嘴內的成型材料清洗干凈，防止在下一次打印時堵塞打印噴嘴。本發(fā)明的構思主要是在三維打印機的打印頭的打印噴嘴上設置一個截止閥，可以有效地防止殘留于打印噴嘴中的成型材料滴落于成型件上而影響打印質量，也可以有效地防止由于進料裝置的送料慣性而導致成型材料滴落于成型件上，影響打印質量；根據本構思，打印頭的結構、截止閥及截止閥的驅動機構還有多種顯而易見的變化。