本實(shí)用新型涉及3D打印領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種3D打印筆。

背景技術(shù)：

3D打印是一種利用塑料或粉末狀金屬等材料，通過逐層打印的方式構(gòu)造三維物體的技術(shù)。3D打印通常是靠3D打印機(jī)進(jìn)行打印來實(shí)現(xiàn)，隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，3D打印筆作為一種利用增材制造技術(shù)打印三維物體的手持設(shè)備，其能夠方便打印出三維物體而備受歡迎，與3D打印機(jī)相比，3D打印筆不僅可以供使用者涂鴉出具有個性的三維模型，而且具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小及攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)。

目前，市場上的熔融沉積制造（FDM）類型的3D打印筆主要是將線狀絲料通過高溫噴嘴加熱成熔融狀態(tài)，在后續(xù)絲料推力的作用下，將熔融狀的絲料通過噴嘴出口擠出，然后經(jīng)手持移動，熔融狀的絲料進(jìn)行層層堆積形成三維物體。

現(xiàn)有的3D打印筆主要包括外殼、送絲機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、加熱塊及噴嘴等，絲料在噴嘴前端長時間處于高溫狀態(tài)，當(dāng)中止打印時，絲料一直在噴嘴內(nèi)部受熱，這樣會存在一個問題，當(dāng)繼續(xù)打印時，熔融狀的絲料過度高溫且后續(xù)絲料變軟，在擠出齒輪繼續(xù)動作時，熔融狀的絲料不能有效擠出，導(dǎo)致噴嘴堵塞或三維物體成型困難。另外在手動堆積懸空狀態(tài)的三維物體時，熔融狀態(tài)的絲料從噴嘴擠出后，受自身重力的影響，容易出現(xiàn)下墜的情況，需要使擠出的絲料盡快固化，否則影響堆積成型的三維物體的美觀。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種散熱效果好、方便使用且打印精度高的3D打印筆。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種3D打印筆，包括外殼、控制按鈕和噴嘴，外殼的第一端設(shè)有開口，控制按鈕安裝于外殼上，噴嘴設(shè)置于外殼的第一端且從開口伸出。3D打印筆還包括固定部件、移動部件和冷卻裝置，其中固定部件設(shè)置在外殼上且靠近開口的位置處，固定部件上設(shè)有導(dǎo)電部件，移動部件與固定部件在外殼的周向上滑動配合，且移動部件至少一部分使用導(dǎo)電材料制成，另外，冷卻裝置與移動部件可活動地連接，冷卻裝置內(nèi)設(shè)置有冷卻風(fēng)扇和電機(jī)，冷卻裝置的端部開設(shè)有出風(fēng)口，出風(fēng)口與噴嘴的端部相對應(yīng)。

由上述方案可見，冷卻裝置通過移動部件和固定部件連接于3D打印筆，冷卻裝置可隨移動部件繞外殼的周向旋轉(zhuǎn)，同時冷卻裝置還可繞移動部件轉(zhuǎn)動，此種結(jié)構(gòu)可靈活調(diào)整冷卻裝置相對于3D打印筆的角度，方便根據(jù)需要對冷卻裝置的位置進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)良好的散熱效果，按壓控制按鈕后，電流從3D打印筆的內(nèi)部依次流過固定部件、移動部件及電機(jī)，冷卻裝置內(nèi)的冷卻風(fēng)扇通電后旋轉(zhuǎn)，將冷風(fēng)從出風(fēng)口排出，使熔融狀態(tài)的絲料從噴嘴擠出后盡快固化，提高打印精度。另外，此結(jié)構(gòu)便于拆裝、方便使用。

一個優(yōu)選的方案是，固定部件橫截面的形狀為環(huán)形或具有開口的環(huán)形，固定部件套設(shè)在外殼上。

由此可見，固定部件可以是套設(shè)在外殼上的單獨(dú)的部件。

一個優(yōu)選的方案是，固定部件與外殼一體成型。

由此可見，固定部件也可以是在徑向上自外殼的外表面向外延伸的凸起。

一個優(yōu)選的方案是，在固定部件的周向上開設(shè)有導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)電部件，移動部件的第一端設(shè)置有與導(dǎo)向槽配合的卡合部，卡合部與導(dǎo)電部件電連接。

由此可見，設(shè)置于移動部件第一端的卡合部與固定部件上的導(dǎo)向槽配合，實(shí)現(xiàn)移動部件繞外殼周向旋轉(zhuǎn)。

一個優(yōu)選的方案是，移動部件的第二端設(shè)置有球狀的導(dǎo)向部，冷卻裝置上開設(shè)有與導(dǎo)向部相配合的球形槽，導(dǎo)向部插入球形槽中將冷卻裝置連接于移動部件上。

由此可見，移動部件的第二端設(shè)置為球狀，這樣與移動部件第二端連接的冷卻裝置便可繞移動部件進(jìn)行多角度的旋轉(zhuǎn)。

一個優(yōu)選的方案是，3D打印筆還包括驅(qū)動電機(jī)，驅(qū)動電機(jī)設(shè)置于外殼內(nèi)，控制按鈕包括冷卻裝置控制按鈕和打印控制按鈕，冷卻裝置控制按鈕與冷卻裝置控制連接，打印控制按鈕與驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動連接。

由此可見，冷卻裝置控制按鈕用于控制冷卻裝置工作，打印控制按鈕用于控制噴嘴伸出或縮回外殼，防止操作者被溫度較高的噴嘴燙傷以及噴嘴被碰損。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型3D打印筆第一實(shí)施例中冷卻裝置對噴嘴進(jìn)行冷卻的狀態(tài)的視圖；

圖2是本實(shí)用新型3D打印筆第一實(shí)施例中冷卻裝置不對噴嘴進(jìn)行冷卻的狀態(tài)的視圖；

圖3是本實(shí)用新型3D打印筆第一實(shí)施例的部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖4是圖3中A局部放大圖；

圖5是本實(shí)用新型3D打印筆第一實(shí)施例中固定部件與移動部件的結(jié)構(gòu)圖；

圖6是圖5中B-B處的剖視圖；

圖7是本實(shí)用新型3D打印筆第二實(shí)施例中固定部件與移動部件的剖視圖；

圖8是本實(shí)用新型3D打印筆第一實(shí)施例中固定部件、移動部件、冷卻裝置、筆尖殼的結(jié)構(gòu)分解圖。

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

3D打印筆第一實(shí)施例：

參見圖1至圖3，本實(shí)施例的3D打印筆包括外殼1、控制按鈕21、22和噴嘴3，外殼1的第一端設(shè)有開口11，控制按鈕21、22安裝于外殼1上，噴嘴3設(shè)置于外殼1的第一端且從開口11伸出。3D打印筆還包括固定部件4、移動部件5和冷卻裝置6，其中固定部件4設(shè)置在外殼1上且靠近開口11的位置處，固定部件4上設(shè)有導(dǎo)電部件，移動部件5與固定部件4在外殼1的周向上滑動配合，且移動部件5至少一部分使用導(dǎo)電材料制成，另外，冷卻裝置6與移動部件5可活動地連接，冷卻裝置6內(nèi)設(shè)置有冷卻風(fēng)扇和電機(jī)，冷卻裝置6的端部開設(shè)有出風(fēng)口62，出風(fēng)口62與噴嘴3的端部相對應(yīng)。3D打印筆還包括驅(qū)動電機(jī)（未圖示），驅(qū)動電機(jī)用于提供向下運(yùn)送絲料的作用力，其設(shè)置于外殼1內(nèi)。

控制按鈕21、22包括冷卻裝置控制按鈕21和打印控制按鈕22，冷卻裝置控制按鈕21與冷卻裝置6控制連接，打印控制按鈕22與驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動連接。固定部件4、移動部件5、電機(jī)與冷卻裝置控制按鈕21電連接，通過冷卻裝置按壓控制按鈕21，電流流經(jīng)固定部件4、移動部件5及電機(jī)向冷卻裝置6供電，冷卻風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)并將冷風(fēng)從出風(fēng)口62排出。

參見圖3，3D打印筆還包括筆尖殼12，筆尖殼12安裝在外殼1的第一端，噴嘴3設(shè)置于筆尖殼12內(nèi)，固定部件4安裝在外殼1與筆尖殼12連接處?？蛇x地，筆尖殼12可以是與外殼1固定連接的單獨(dú)的部件，也可以是外殼1與一體成型的結(jié)構(gòu)。

3D打印筆的外殼1內(nèi)部設(shè)置有彈性部件71、檔板75、第一限位部件72、第二限位部件73和第三限位部件74。優(yōu)選地，彈性部件為彈簧。彈性部件71的兩端分別抵接在第一限位部件72和檔板75之間，第一限位部件72和第二限位部件73設(shè)置于第三限位部件74和檔板75之間，且第一限位部件72設(shè)置于第二限位部件73和第三限位部件74之間。進(jìn)行絲料輸送時，絲料輸送作用力同步作用于噴嘴3，第一限位部件72帶動噴嘴3向3D打印筆的開口11方向運(yùn)動，直到第一限位部件72與第二限位部件73抵接，此時噴嘴3從位于外殼1的第一端的開口11伸出；當(dāng)停止絲料輸送并進(jìn)行縮回時，彈性部件71對第一限位部件72具有反彈作用力，推動第一限位部件72朝向外殼1的內(nèi)部運(yùn)動，直到第一限位部件72與第三限位部件74接觸，此時噴嘴3縮回外殼1內(nèi)。

參見圖3和圖4，固定部件4橫截面的形狀為環(huán)形或具有開口的環(huán)形，固定部件4套設(shè)在外殼1上。固定部件4的橫截面為具有開口的環(huán)形時，固定部件4在周向上不完全包圍外殼1的外周壁?？蛇x地，固定部件4可以是套設(shè)在外殼1上的單獨(dú)的部件，也可以是與外殼1一體成型，形成為在徑向上自外殼1的外表面向外延伸的凸起。

參見圖5、圖6和圖8，在固定部件4的周向上開設(shè)有導(dǎo)向槽41，導(dǎo)向槽41內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)電部件（未圖示），移動部件5的第一端設(shè)置有與導(dǎo)向槽41配合的卡合部51，卡合部51與導(dǎo)電部件電連接。導(dǎo)向槽41包括容納部411和延伸部412，容納部411為在固定部件4的外周壁上形成的凹槽，且凹槽的開口方向沿固定部件4的徑向向外，凹槽的兩側(cè)壁具有沿固定部件的軸向向內(nèi)延伸的延伸部412。參見圖4，移動部件5的卡合部51為與導(dǎo)向槽41配合的形狀，使移動部件5能夠在導(dǎo)向槽41內(nèi)滑動且不會脫離導(dǎo)向槽41。

參見圖8，移動部件5的第二端設(shè)置有球狀的導(dǎo)向部52，冷卻裝置6上開設(shè)有與導(dǎo)向部52相配合的球形槽61，導(dǎo)向部52插入球形槽61中將冷卻裝置6連接于移動部件5上。

本實(shí)施例的3D打印筆的工作過程作如下描述。首先，按壓控制按鈕21、22，噴嘴3從外殼1的第一端的開口11伸出；絲料被加熱成熔融狀態(tài)后，在后續(xù)絲料推力的作用下，將熔融狀的絲料通過噴嘴3擠出，手持3D打印筆移動進(jìn)行打?。焕鋮s裝置6對噴嘴3或擠出的絲料進(jìn)行冷卻；然后，再次按壓控制按鈕21、22，絲料停止輸送并后退，停止打印，噴嘴3退回到外殼1的內(nèi)部;停止對噴嘴3加熱，冷卻裝置6停止工作，停止對噴嘴3進(jìn)行冷卻。

3D打印筆第二實(shí)施例：

作為本實(shí)用新型打印頭第二實(shí)施例的說明，以下僅對與上述3D打印筆第一實(shí)施例的不同之處予以說明。

參見圖7，固定部件14與移動部件15配合的形狀也可以設(shè)置成如下結(jié)構(gòu)。其中，固定部件14的導(dǎo)向槽141包括上凹槽1411、下凹槽1412的結(jié)構(gòu)，上凹槽1411和下凹槽1412圍繞固定部件14的周向開設(shè)并分別設(shè)置于固定部件14的兩個端部，移動部件15的卡合部151具有上凸起1511和下凸起1512，上凸起1511安裝在上凹槽1411內(nèi)并可在上凹槽1411內(nèi)滑動，下凸起1512安裝在下凹槽1412內(nèi)并可在下凹槽1412內(nèi)滑動，即移動部件15可繞固定部件14的周向轉(zhuǎn)動。

由上可見，冷卻裝置通過移動部件和固定部件連接于3D打印筆，冷卻裝置可隨移動部件繞外殼的周向旋轉(zhuǎn)，同時冷卻裝置還可繞移動部件轉(zhuǎn)動，此種結(jié)構(gòu)可靈活調(diào)整冷卻裝置相對于3D打印筆的角度，方便根據(jù)需要對冷卻裝置的位置進(jìn)行調(diào)整。按壓控制按鈕后，電流依次流經(jīng)固定部件和移動部件最后供應(yīng)給冷卻裝置內(nèi)的電機(jī)，冷卻風(fēng)扇通電后旋轉(zhuǎn)，將冷風(fēng)從出風(fēng)口排出，在打印三維物體的同時，冷卻裝置可以通過調(diào)整到不同的角度和方位實(shí)現(xiàn)對打印出來的三維物體的不同位置或者噴嘴端部以及噴嘴周圍進(jìn)行冷卻，這樣堆積成型的物體可以在材料自身塑性的作用下固化，并保持一定的形狀，同時可降低噴嘴周圍的溫度，從而實(shí)現(xiàn)良好的散熱效果，使熔融狀態(tài)的絲料從噴嘴擠出后盡快固化，提高打印精度，同時此結(jié)構(gòu)便于拆裝、方便使用。另外，冷卻裝置可以在3D打印筆進(jìn)行堆積傾斜或者懸空結(jié)構(gòu)時開始工作，在不需要冷卻時，旋轉(zhuǎn)冷卻裝置，使冷卻裝置不對準(zhǔn)噴嘴或按壓冷卻裝置控制按鈕使冷卻裝置停止工作。

最后需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施方式，如固定部件與移動部件配合形狀的改變、固定部件橫截面形狀的改變等變化也應(yīng)該包括在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。