本實(shí)用新型涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種3D打印自動(dòng)切換料裝置及打印機(jī)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今，3D打印是新型的成型技術(shù)，在打印時(shí)，熔融堆積型打印技術(shù)是利用加熱的打印頭熔融打印材料線材，通過控制打印頭將熔融狀的線材堆疊在指定位置，從而將3D模型轉(zhuǎn)化成實(shí)體的3D工件。

通常熔融堆積型3D打印的材料為線狀熱熔材料，在打印多種顏色模型或多種不同材質(zhì)的模型時(shí)需要多次更換材料，而目前的3D打印機(jī)大多是人工更換材料，操作復(fù)雜繁瑣，雖然目前也有部分可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換料的裝置，但其往往在更換材料過程中需要暫停打印，或是會(huì)因?yàn)槎ㄎ徊痪珳?zhǔn)而影響打印的連續(xù)性，進(jìn)而影響了工作效率和打印件的成型質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種3D打印自動(dòng)切換料裝置，以解決上述問題。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種3D打印自動(dòng)切換料裝置，包括支架，設(shè)置于支架上的切換機(jī)構(gòu)及兩個(gè)以上并排設(shè)置的送料機(jī)構(gòu)；

所述切換機(jī)構(gòu)包括在送料機(jī)構(gòu)排列方向上設(shè)置的導(dǎo)向軌道、在導(dǎo)向軌道上可往復(fù)滑動(dòng)的導(dǎo)向塊及驅(qū)動(dòng)該導(dǎo)向塊滑動(dòng)的滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，在導(dǎo)向塊上設(shè)有用于可與送料機(jī)構(gòu)的出料口相對(duì)接的料管及用于將進(jìn)入到料管內(nèi)的線材剪斷的剪切單元；

還包括用于感應(yīng)切換機(jī)構(gòu)的料管與相應(yīng)送料機(jī)構(gòu)出料口是否對(duì)接的定位感應(yīng)機(jī)構(gòu)，該定位感應(yīng)機(jī)構(gòu)包括安裝在送料結(jié)構(gòu)一側(cè)的與送料機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的感應(yīng)器/感應(yīng)件及安裝在切換機(jī)構(gòu)一側(cè)與所述感應(yīng)器/感應(yīng)件相配的感應(yīng)件/感應(yīng)器。

優(yōu)選地，所述定位感應(yīng)機(jī)構(gòu)的感應(yīng)器/感應(yīng)件設(shè)于送料機(jī)構(gòu)一側(cè)并分別與所述送料機(jī)構(gòu)一一對(duì)應(yīng)，所述感應(yīng)件/感應(yīng)器固定設(shè)于導(dǎo)向塊上，所述感應(yīng)件/感應(yīng)器隨導(dǎo)向塊的滑動(dòng)與相應(yīng)的感應(yīng)器/感應(yīng)件相配合。

優(yōu)選地，所述剪切單元包括設(shè)置于所述導(dǎo)向塊上的剪切驅(qū)動(dòng)單元、可轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于所述剪切驅(qū)動(dòng)單元上的轉(zhuǎn)動(dòng)塊及可由所述轉(zhuǎn)動(dòng)塊推動(dòng)剪斷所述料管內(nèi)線材的剪切片。

優(yōu)選地，所述剪切片的一端與導(dǎo)向塊樞接于所述料管的上方，所述剪切片的自由端可由轉(zhuǎn)動(dòng)塊推動(dòng)而繞樞接孔轉(zhuǎn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述剪切片樞接于導(dǎo)向塊的一端距所述料管的長(zhǎng)度小于所述剪切片自由端距所述料管的長(zhǎng)度。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)向軌道包括與導(dǎo)向塊一端可滑動(dòng)連接的光軸導(dǎo)軌，導(dǎo)向塊另一端設(shè)有螺紋孔，傳動(dòng)螺桿與所述螺紋孔配合安裝，所述滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向塊在送料機(jī)構(gòu)排列方向上移動(dòng)。

優(yōu)選地，所述送料機(jī)構(gòu)包括送料驅(qū)動(dòng)單元及設(shè)置于所述送料驅(qū)動(dòng)單元上并由所述送料驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)的壓料齒輪。

優(yōu)選地，還包括控制器，所述控制器與所述滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元、定位感應(yīng)機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)及剪切單元相連。

一種自動(dòng)切換料的3D打印機(jī)，包括打印頭，還包括以上所述的3D打印自動(dòng)切換料裝置，所述送料機(jī)構(gòu)將線材通過切換機(jī)構(gòu)輸送至打印頭。

優(yōu)選地，所述的一種自動(dòng)切換料的3D打印機(jī)，還包括為送料機(jī)構(gòu)提供線材的儲(chǔ)料機(jī)構(gòu)，所述儲(chǔ)料機(jī)構(gòu)為具有多個(gè)料輥同軸設(shè)置的儲(chǔ)料輥。

上述技術(shù)方案可以看出，由于本實(shí)用新型采用切換機(jī)構(gòu)與不同送料機(jī)構(gòu)選擇性對(duì)接的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)單個(gè)打印頭自動(dòng)打印多種顏色或多種材質(zhì)的線材，單個(gè)打印頭的設(shè)置也簡(jiǎn)化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化工藝流程；在另一方面，本實(shí)用新型還設(shè)有定位感應(yīng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了切換機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)的精準(zhǔn)對(duì)接，從而大大提高了工作效率；此外，本實(shí)用新型的切換機(jī)構(gòu)與打印頭之間設(shè)定的一定距離，還能實(shí)現(xiàn)打印機(jī)在切換料過程中能夠連續(xù)打印、不停機(jī)，這在提高了工作效率的同時(shí)還提高了打印件的成型質(zhì)量。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例A處局部細(xì)節(jié)放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例B處局部細(xì)節(jié)放大結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：1支架；2儲(chǔ)料機(jī)構(gòu)，21線材；3送料機(jī)構(gòu)，31送料驅(qū)動(dòng)單元，32、壓料齒輪，321送料輪，322定位齒輪；4切換機(jī)構(gòu)，41導(dǎo)向軌道，411光軸導(dǎo)軌，412傳動(dòng)螺桿，42導(dǎo)向塊，421剪切單元，4211剪切驅(qū)動(dòng)單元，4212轉(zhuǎn)動(dòng)塊，4213剪切片，4214回復(fù)單元，422料管，43滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元；5定位感應(yīng)機(jī)構(gòu)，51感應(yīng)器，52感應(yīng)件。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1：

本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種3D打印自動(dòng)切換料裝置，結(jié)合圖1至圖5所示，包括支架1，設(shè)置于支架1上的切換機(jī)構(gòu)4及兩個(gè)以上并排設(shè)置的送料機(jī)構(gòu)3，送料機(jī)構(gòu)3的數(shù)量可以根據(jù)線材顏色、種類的數(shù)量對(duì)應(yīng)設(shè)置。

所述切換機(jī)構(gòu)4包括在送料機(jī)構(gòu)3排列方向上設(shè)置的導(dǎo)向軌道41、在導(dǎo)向軌道41上可往復(fù)滑動(dòng)的導(dǎo)向塊42及驅(qū)動(dòng)該導(dǎo)向塊42滑動(dòng)的滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元43，在導(dǎo)向塊42設(shè)有用于可與送料機(jī)構(gòu)3的出料口相對(duì)接的料管422及用于將進(jìn)入到料管422內(nèi)的線材21剪斷的剪切單元421。

所述3D打印自動(dòng)切換料裝置還包括用于感應(yīng)切換機(jī)構(gòu)4的料管422與相應(yīng)送料機(jī)構(gòu)3出料口是否對(duì)接的定位感應(yīng)機(jī)構(gòu)5。

所述定位感應(yīng)機(jī)構(gòu)5的感應(yīng)器51設(shè)于送料機(jī)構(gòu)3一側(cè)并分別與所述送料機(jī)構(gòu)3一一對(duì)應(yīng)，所述感應(yīng)件52固定設(shè)于導(dǎo)向塊42上，所述感應(yīng)件52隨導(dǎo)向塊42的滑動(dòng)與相應(yīng)的感應(yīng)器51相配合，每個(gè)送料機(jī)構(gòu)3所對(duì)應(yīng)的感應(yīng)器51用以精確定位切換機(jī)構(gòu)4的位置，以便判斷切換機(jī)構(gòu)4的料管422是否與送料機(jī)構(gòu)3的出料口準(zhǔn)確對(duì)接，保證打印機(jī)的工作連續(xù)性。當(dāng)移動(dòng)的感應(yīng)件52與對(duì)應(yīng)的感應(yīng)器51相配合時(shí)，與感應(yīng)器51相連接的控制器會(huì)收到信號(hào)，隨后控制器發(fā)出指令，使切換機(jī)構(gòu)4停止移動(dòng)，此時(shí)切換機(jī)構(gòu)4的料管422與相應(yīng)送料機(jī)構(gòu)3的出料口對(duì)接。

在另一實(shí)施例中，所述定位感應(yīng)機(jī)構(gòu)5的感應(yīng)件52設(shè)于送料機(jī)構(gòu)3一側(cè)并分別與所述送料機(jī)構(gòu)3一一對(duì)應(yīng)，所述感應(yīng)器51固定設(shè)于導(dǎo)向塊42上，所述感應(yīng)器51隨導(dǎo)向塊42的滑動(dòng)與相應(yīng)的感應(yīng)件52相配合，當(dāng)移動(dòng)的感應(yīng)器51與對(duì)應(yīng)的感應(yīng)件52相配合時(shí)，與感應(yīng)器51相連接的控制器會(huì)收到信號(hào)，控制器結(jié)合切換機(jī)構(gòu)4的移動(dòng)行程判斷切換機(jī)構(gòu)4是否是與相應(yīng)的送料機(jī)構(gòu)3對(duì)接，隨后控制器發(fā)出指令，使切換機(jī)構(gòu)4停止移動(dòng)，此時(shí)切換機(jī)構(gòu)4的料管422與相應(yīng)送料機(jī)構(gòu)3的出料口對(duì)接。

所述3D打印自動(dòng)切換料裝置還包括控制器，所述控制器與滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元43、剪切單元421、送料機(jī)構(gòu)3及定位感應(yīng)器51相連，所述控制器可用于控制切換料過程中送料機(jī)構(gòu)3的進(jìn)料、導(dǎo)向塊42的滑動(dòng)和剪切單元421對(duì)線材21的剪切。

所述用于實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向塊42滑動(dòng)的導(dǎo)向軌道包括與導(dǎo)向塊42一端可滑動(dòng)連接的光軸導(dǎo)軌411，所述導(dǎo)向塊42的另一端設(shè)有螺紋孔，傳動(dòng)螺桿412與所述螺紋孔配合安裝，所述滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元43驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向塊在送料機(jī)構(gòu)排列方向上移動(dòng)。本實(shí)施例中，所述滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元43為電機(jī)，與控制器相連的滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)在接收到控制器發(fā)出的驅(qū)動(dòng)指令后，通過傳動(dòng)螺桿412驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向塊42在光軸導(dǎo)軌411上滑動(dòng)，光軸導(dǎo)軌411和傳動(dòng)螺桿412相結(jié)合的方案，不僅可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向塊42在送料機(jī)構(gòu)3排列方向上的相對(duì)移動(dòng)，還可以給導(dǎo)向塊42起到了穩(wěn)定的支撐作用。

本實(shí)用新型的3D打印自動(dòng)切換料裝置，其剪切單元421包括設(shè)置于所述導(dǎo)向塊42上的剪切驅(qū)動(dòng)單元4211、可轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于所述剪切驅(qū)動(dòng)單元4211上的轉(zhuǎn)動(dòng)塊4212及可由所述轉(zhuǎn)動(dòng)塊4212推動(dòng)剪斷所述料管422內(nèi)線材21的剪切片 4213，所述剪切驅(qū)動(dòng)單元4211可以為一般能夠提供動(dòng)力的單元，如電機(jī)、氣缸等，本實(shí)施例采用的剪切驅(qū)動(dòng)單元4211為舵機(jī)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)塊4212安裝于舵機(jī)上并由舵機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。所述剪切片4213的一端與導(dǎo)向塊42樞接于料管422的上方，所述剪切片4213的自由端可隨轉(zhuǎn)動(dòng)塊4212的推動(dòng)而其繞其樞接孔轉(zhuǎn)動(dòng)，剪切片4213的自由端帶動(dòng)剪切片4213向線材21移動(dòng)并將其剪斷。為了減小剪斷線材21所需的推力、節(jié)省能源消耗，在設(shè)置剪切片4213時(shí)，可以適當(dāng)設(shè)置剪切片4213兩端相對(duì)于料管422的長(zhǎng)度比例，當(dāng)剪切片4213樞接于導(dǎo)向塊42的一端(即剪切片4213的樞接端)距所述料管422的長(zhǎng)度小于剪切片4213自由端距所述料管422的長(zhǎng)度，即剪切片4213的樞接端與其自由端距料管422的長(zhǎng)度比例小于1時(shí)，剪切片4213剪斷線材21所需的推力較小，該比例值越小，則所需的推力也越小，本實(shí)施例中的該比例值為1/4。

在本實(shí)施例中，剪切片4213傾斜設(shè)置，剪切片4213的樞接端和自由端分設(shè)于料管422的兩側(cè)，剪切片4213的樞接端位于料管422一側(cè)的上方，其自由端位于料管422另一側(cè)的下方，所述剪切片4213的自由端還連接有一可將剪切片4213自由端回復(fù)原位的回復(fù)單元4214，該回復(fù)單元4214可為回力彈簧。在需要剪切線材21時(shí)，旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)塊4212與剪切片4213的自由端相接觸并在旋轉(zhuǎn)的過程中推動(dòng)剪切片4213的自由端繞其樞接端旋轉(zhuǎn)，剪切片4213在被推動(dòng)的過程中接觸料管422中的線材21并將其剪斷，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)塊4212旋轉(zhuǎn)到初始位置，剪切片4213的自由端則在回復(fù)單元4214的作用下回復(fù)初始狀態(tài)。

作為另一實(shí)施例，剪切片4213的樞接端與自由端均位于料管422靠近轉(zhuǎn)動(dòng)塊4212的同一側(cè)，此時(shí)剪切片4213可以垂直設(shè)置或是自由端稍向遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)塊4212的一端傾斜設(shè)置，轉(zhuǎn)動(dòng)塊4212在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中與剪切片4213的自由端接觸并推動(dòng)其自由端朝遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)塊4212的方向移動(dòng)，剪切片4213在被推動(dòng)的過程中接觸料管422中的線材21并將其剪斷，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)塊4212旋轉(zhuǎn)到初始位置，剪切片4213的自由端則在重力的作用下回復(fù)初始狀態(tài)。

本實(shí)用新型安裝于剪切驅(qū)動(dòng)單元4211上的轉(zhuǎn)動(dòng)塊4212能夠通過旋轉(zhuǎn)等方式推動(dòng)剪切片4213自由端轉(zhuǎn)動(dòng)，從而剪斷線材21，所述轉(zhuǎn)動(dòng)塊4212可以為方形、“8”字型等帶有凸邊的形狀，也可以為能夠產(chǎn)生推力的其他形狀，在本實(shí)施例中，呈“8”字型的轉(zhuǎn)動(dòng)塊4212在舵機(jī)的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)塊4212的旋轉(zhuǎn)過程中，轉(zhuǎn)動(dòng)塊4212的凸邊對(duì)剪切片4213的自由端產(chǎn)生推力，推動(dòng)剪切片 4213的自由端朝遠(yuǎn)離舵機(jī)的方向移動(dòng)，從而將線材21剪斷。

本實(shí)用新型3D打印自動(dòng)切換料裝置的送料機(jī)構(gòu)3包括送料驅(qū)動(dòng)單元31及設(shè)置于所述送料驅(qū)動(dòng)單元31上并由所述送料驅(qū)動(dòng)單元31驅(qū)動(dòng)的壓料齒輪32，所述送料驅(qū)動(dòng)單元31可以為電機(jī)，本實(shí)施例的壓料齒輪32設(shè)于送料驅(qū)動(dòng)電機(jī)上，所述壓料齒輪32為一對(duì)相應(yīng)設(shè)置的軸設(shè)于送料驅(qū)動(dòng)電機(jī)上、可由送料驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)其繞軸旋轉(zhuǎn)的無齒送料輪321和與送料輪321相配合的定位齒輪322，所述定位齒輪322的頂部和底部之間設(shè)有一容置線材21的凹槽，當(dāng)需要送料時(shí)，與送料驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連的控制器對(duì)送料驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)出驅(qū)動(dòng)指令，送料驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)送料輪321繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，定位齒輪322與送料輪321配合從動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，位于定位齒輪322凹槽的線材21被壓送至切換機(jī)構(gòu)4的料管422。

實(shí)施例2：

本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種自動(dòng)切換料的3D打印機(jī)，其包括儲(chǔ)料機(jī)構(gòu)2、打印頭及上述實(shí)施例1中的3D打印自動(dòng)切換料裝置。所述儲(chǔ)料機(jī)構(gòu)2內(nèi)設(shè)儲(chǔ)備多種顏色、多種材質(zhì)線材21的供料單元，所述供料單元與送料機(jī)構(gòu)3對(duì)應(yīng)設(shè)置，本實(shí)施例的儲(chǔ)料機(jī)構(gòu)2為具有多個(gè)料輥同軸設(shè)置的儲(chǔ)料輥，料輥上的線材21接入送料機(jī)構(gòu)3的入料口，線材21通過送料機(jī)構(gòu)3和切換機(jī)構(gòu)4被送至打印頭進(jìn)行打印。

打印機(jī)在打印過程中需要切換料的情況一般為：(1)需要更換不同顏色線材；(2)需要更換不同材質(zhì)線材；(3)料輥中線材用完后需要更換新線材。第(1)、(2)種情況切換料過程的開啟可以為打印機(jī)向控制器發(fā)出切換料的指令，第(3)種情況可以人為或在打印機(jī)中預(yù)設(shè)地給出切換料指令，此時(shí)送料驅(qū)動(dòng)單元31停止驅(qū)動(dòng)，剪切驅(qū)動(dòng)單元4211帶動(dòng)轉(zhuǎn)向塊4212旋轉(zhuǎn)并切斷線材21，隨后滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元43驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向塊42向?qū)?yīng)送料機(jī)構(gòu)3的位置滑動(dòng)，當(dāng)位于導(dǎo)向塊42上的感應(yīng)件52與相應(yīng)感應(yīng)器51相配合，導(dǎo)向塊42停止滑動(dòng)，此時(shí)導(dǎo)向塊42上的料管422與對(duì)應(yīng)送料機(jī)構(gòu)3的出料口精準(zhǔn)對(duì)接，然后對(duì)應(yīng)送料驅(qū)動(dòng)單元31驅(qū)動(dòng)壓料齒輪32將線材21從料輥壓送至切換機(jī)構(gòu)4，通過切換機(jī)構(gòu)4的線材21被送至打印頭進(jìn)行打印。

在本實(shí)施例中，所述打印頭與切換機(jī)構(gòu)4的料管422之間設(shè)定一定的距離，此段距離的設(shè)定以此段線材21能夠維持切換料過程對(duì)打印頭的供應(yīng)為佳。

以上對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的一種3D打印自動(dòng)切換料裝置進(jìn)行了詳細(xì) 介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想和方法，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。