本發(fā)明屬于3D打印設備技術領域，涉及一種多材料3D打印噴頭及其操作方法。

背景技術：

功能梯度材料即材料的組分和結構從材料的某一方位(一維、二維、三維)向另一方位連續(xù)地變化,使材料的性能和功能也呈現(xiàn)梯度變化的一種新型材料。在諸多領域有應用，如航空航天、機械工程、生物工程、光電磁工程、能源及電氣工程等，因此功能梯度材料的制備有重要意義。

3D打印技術是一種基于離散、堆積成型思想的新型成型技術，它根據(jù)零件或物體的三維模型數(shù)據(jù)，快速、準確地制造出零件或物體的實體模型。在制備梯度材料方面有著很大的潛力。目前常用的3D打印工藝有熔融沉積成型(FDM)、選擇性激光燒結(SLS)、立體光固化成型(SLA)和分層實體制造(LOM)，這幾種工藝已有商業(yè)化產品，SLS、SLA和LOM技術只能打印單一的材料，不能完成多材料的同時打印，而FDM技術一般有兩個及以上噴頭，進行主體材料打印和支撐材料打印，難以完成梯度材料產品的打印?；跀D出成型和微滴噴射成型工藝的打印技術可以實現(xiàn)兩種材料以上的打印，其原理是每種材料都有相應的噴頭，打印所需材料時，所需材料噴頭工作，其余不工作，因此打印材料增加時，噴頭數(shù)量增加，增加了系統(tǒng)的復雜性，成本較高，而且不能實現(xiàn)材料的成分控制。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是：提供一種多材料3D打印噴頭及其操作方法，實現(xiàn)完成梯度材料產品的打印，多材料的混合且成分可控的打印，且結構簡單，成本低，以解決現(xiàn)有技術中存在的問題。

本發(fā)明采取的技術方案為：一種多材料3D打印噴頭，包括噴頭主體、進料通道、噴頭蓋和超聲波震蕩環(huán)，噴頭蓋安裝在噴頭主體上方，進料通道設置多個，并周向環(huán)繞在噴頭主體上方圓柱面上，并與噴頭主體內腔連通，位于噴頭蓋下方和超聲波震蕩環(huán)上方，超聲波震蕩環(huán)套在噴頭主體出料口上方外。

優(yōu)選的，上述每個進料通道上設置有比例閥。

優(yōu)選的，上述噴頭主體的形狀由上部的圓筒和下部的錐筒組成。

優(yōu)選的，上述噴頭蓋上端連接有氣動快接頭。

優(yōu)選的，上述進料通道設置2-6個，沿噴頭主體周向均勻布置。

優(yōu)選的，上述超聲波震蕩環(huán)內設置有超聲波震蕩頭。

一種多材料3D打印噴頭的操作方法，將3D打印噴頭安裝到3D打印機上，并連接進料通道和氣壓快接頭，打印之前，開啟超聲波震蕩環(huán)，通過每個進料通道連接的壓力泵將準備打印的材料輸送到比例閥處，此時比例閥為關閉狀態(tài)，材料沒有進入到噴頭主體內腔，通過程序控制比例閥的開通截面大小，使得各材料按照所需的比例進入噴頭主體內腔，在超聲波震蕩環(huán)超聲波振動頭的振動作用下，不同進料口輸進的材料迅速混合均勻，同時通過氣壓快接頭引進的壓力氣體將混合材料向噴頭口擠出，完成材料的擠出打印。

本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明效果如下：

1）本發(fā)明通過設置多個進料通道連接的單噴頭，并在出料口上方安裝超聲震蕩環(huán)進行混合均勻，可以實現(xiàn)多種材料的混合打印或獨立打印，能夠完成梯度材料產品的打印，有效解決了現(xiàn)有技術中存在的完成梯度材料產品的打印的問題，本發(fā)明具有結構簡單、成本低的特點；

2）本發(fā)明采用比例閥控制每個進料通道的進料量，從而實現(xiàn)多材料打印的成分可控，控制精確，大大提高產品質量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的立體結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體的實施例對本發(fā)明進行進一步介紹。

實施:1：如圖1所示，一種多材料3D打印噴頭，可實現(xiàn)多材料組份混合與打印，包括噴頭主體1、進料通道2、噴頭蓋3和超聲波震蕩環(huán)4，噴頭蓋3安裝在噴頭主體1上方，進料通道2設置多個，并周向環(huán)繞在噴頭主體1上方圓柱面上，并與噴頭主體1內腔連通，位于噴頭蓋3下方和超聲波震蕩環(huán)4上方，超聲波震蕩環(huán)4套在噴頭主體1出料口上方外。

優(yōu)選的，上述每個進料通道2上設置有比例閥21，采用比例閥控制每個進料通道的進料量，從而實現(xiàn)多材料打印的成分可控，控制精確，大大提高產品質量。

優(yōu)選的，上述噴頭主體1的形狀由上部的圓筒和下部的錐筒組成，圓筒用于混合材料，材料經過錐筒擠出，形成打印。

優(yōu)選的，上述噴頭蓋3上端通過螺紋連接有氣動快接頭31，壓力氣體從此處進入噴頭主體1腔內，擠出材料。

優(yōu)選的，上述進料通道2設置三個或四個，沿噴頭主體1周向均勻布置。

優(yōu)選的，上述超聲波震蕩環(huán)4內設置有超聲波震蕩頭。

實施例2：一種多材料3D打印噴頭的操作方法，將3D打印噴頭打印到3D打印機上，并連接進料通道和氣壓快接頭，打印之前，開啟超聲波震蕩環(huán)，通過每個進料通道連接的壓力泵將準備打印的材料輸送到比例閥處，此時比例閥為關閉狀態(tài)，材料沒有進入到噴頭主體內腔，通過程序控制比例閥的開通截面大小，使得各材料按照所需的比例進入噴頭主體內腔，在超聲波震蕩環(huán)超聲波振動頭的振動作用下，不同進料口輸進的材料迅速混合均勻，同時通過氣壓快接頭引進的壓力氣體將混合材料向噴頭口擠出，完成材料的擠出打印。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內，因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。