本實用新型涉及3D打印領(lǐng)域，特別是涉及一種三維打印頭及設(shè)有該三維打印頭的三維打印機。
背景技術(shù)：
3D打印是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。隨著3D打印技術(shù)的日益成熟普及，其該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有了越來越廣泛的應(yīng)用。
FDM(Fused Deposition Modeling熔融沉積模型)三維打印機是目前實現(xiàn)成本比較低廉的三維打印機，最有可能在消費市場實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。但目前，這種三維打印機由于結(jié)構(gòu)缺陷，半軟化材料在打印頭內(nèi)部接縫處形成結(jié)節(jié)而導(dǎo)致打印頭堵塞，從而影響打印機的正常工作。此外，堵塞的問題有時需要完全拆解掉打印頭才能修復(fù)，而且必須在打印頭加熱的狀態(tài)下才能操作。而由于加熱的打印頭溫度超過200攝氏度，具有極高的危險性，所以這對普通消費者幾乎是無法完成的任務(wù)，從而成為3D打印普及應(yīng)用的重要障礙之一。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
基于此，有必要針對三維打印機的打印頭容易堵塞的問題，提供一種可避免打印頭堵塞的三維打印頭及設(shè)有該三維打印頭的打印機。
一種三維打印頭，包括：
散熱管，包括第一端與第二端；
噴嘴，所述噴嘴一端插設(shè)于所述散熱管內(nèi)，所述噴嘴的另一端突伸出所述散熱管的所述第二端外；及
送料管，插設(shè)于所述噴嘴，所述送料管的一端伸出所述噴嘴并突伸出所述散熱管的所述第一端，另一端突伸出所述散熱管的所述第二端并收容于所述噴嘴內(nèi)；
其中，所述噴嘴開設(shè)有送料孔，所述送料管與所述送料孔連通。
上述三維打印頭，打印材料可從插設(shè)于噴嘴的送料管中直接進入噴嘴的送料孔，進而從送料孔中擠出進行打印。由于噴嘴直接插設(shè)于散熱管內(nèi)并套設(shè)于送料管，且通過送料孔與送料管直接連通，因此相比于現(xiàn)有技術(shù)中，噴嘴結(jié)構(gòu)通過喉管與送料管連通而使送料管與喉管、喉管與噴嘴結(jié)構(gòu)之間具有縫隙，本申請中的噴嘴集成了現(xiàn)有技術(shù)中的喉管與噴嘴結(jié)構(gòu)，從而消除了送料管與喉管、喉管與噴嘴結(jié)構(gòu)之間的間隙，最終可避免打印材料在送料管于喉管的接縫處形成膨大結(jié)節(jié)及在喉管與噴嘴結(jié)構(gòu)的接縫處形成殘渣而造成該三維打印頭堵塞而影響設(shè)有該三維打印頭的三維打印機正常工作。
在其中一個實施例中，所述噴嘴還設(shè)有與所述送料孔連通且直徑大于所述送料孔的容納孔，所述送料管一端插設(shè)于所述容納孔以與所述送料孔連通。
在其中一個實施例中，所述三維打印頭還包括接頭，所述接頭插設(shè)于所述散熱管的第一端并套設(shè)于所述送料管，所述接頭靠近所述散熱管的所述第二端的一端抵持于所述噴嘴。
在其中一個實施例中，所述接頭靠近所述散熱管的一端設(shè)有環(huán)繞所述送料管的密封圈，所述密封圈的兩側(cè)分別與所述散熱管與所述噴嘴緊密接觸。
在其中一個實施例中，所述三維打印頭還包括加熱塊，所述加熱塊套設(shè)于所述噴嘴伸出所述散熱管的一端。
在其中一個實施例中，所述噴嘴包括未收容于所述散熱管與所述加熱塊內(nèi)的阻斷部，所述阻斷部的直徑小于其它區(qū)域且側(cè)壁呈薄壁狀結(jié)構(gòu)。
在其中一個實施例中，所述散熱管外側(cè)壁設(shè)有散熱翅。
在其中一個實施例中，多個所述散熱翅沿所述散熱管軸向延伸。
一種三維打印機，包括機身上述的三維打印頭，所述三維打印頭安裝于所述機身上。
在其中一個實施例中，所述三維打印機還包括散熱風(fēng)扇，所述散熱風(fēng)扇與所述三維打印頭間隔設(shè)置。
附圖說明
圖1為一實施方式的三維打印頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了便于理解本實用新型，下面將參照相關(guān)附圖對本實用新型進行更全面的描述。附圖中給出了本實用新型的較佳的實施例。但是，本實用新型可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。
除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本實用新型。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
如圖1所示，本較佳實施例的一種三維打印頭100，包括散熱管10、噴嘴20及送料管30，該三維打印頭100用于安裝于三維打印機上以打印所需產(chǎn)品。
散熱管10包括第一端與第二端，噴嘴20一端插設(shè)于散熱管10內(nèi)，另一端突伸出散熱管10的第二端外。送料管30插設(shè)于噴嘴20，一端伸出噴嘴20并突伸出散熱管10的第一端，另一端突伸出散熱管10的第二端并收容于噴嘴20內(nèi)。其中，噴嘴20開設(shè)有送料孔22，送料管30與該送料孔22連通。
上述三維打印頭100，打印材料可從插設(shè)于噴嘴20的送料管30中直接進入噴嘴20的送料孔22，進而從送料孔22中擠出進行打印。由于噴嘴20直接插設(shè)于散熱管10內(nèi)并套設(shè)于送料管30，且通過送料孔22與送料管30直接連通，因此相比于現(xiàn)有技術(shù)中，噴嘴結(jié)構(gòu)通過喉管與送料管連通而使送料管與喉管、喉管與噴嘴結(jié)構(gòu)之間具有縫隙，本申請中的噴嘴20集成了現(xiàn)有技術(shù)中的喉管與噴嘴結(jié)構(gòu)，從而消除了送料管與喉管、喉管與噴嘴結(jié)構(gòu)之間的間隙，最終可避免打印材料在送料管于喉管的接縫處形成膨大結(jié)節(jié)及在喉管與噴嘴結(jié)構(gòu)的接縫處形成殘渣而造成該三維打印頭100堵塞而影響設(shè)有該三維打印頭100的三維打印機正常工作。
在本實施例中，送料管30采用具有耐高溫及自潤滑特性的聚四氟材料制成，從而具有較長的使用壽命及較高的工作穩(wěn)定性。噴嘴20為一體成型結(jié)構(gòu)且僅在兩端設(shè)有開口而套設(shè)于送料管30，從而避免因縫隙而導(dǎo)致打印材料形成膨大結(jié)節(jié)。
請繼續(xù)參閱圖1，噴嘴20還設(shè)有與送料孔22連通且直徑大于送料孔30的容納孔，送料管30一端插設(shè)于容納孔以與送料孔22連通，且送料孔22的直徑與送料管30的內(nèi)徑大小相同。如此，送料管30通過容納孔收容于噴嘴20內(nèi)，送料管30中的打印材料直接進入送料孔22內(nèi)，從而避免設(shè)置喉管而導(dǎo)致送料管30與喉管之間形成縫隙而導(dǎo)致打印材料形成膨大結(jié)節(jié)及喉管與噴嘴結(jié)構(gòu)的接縫處形成殘渣而造成該三維打印頭100堵塞。
三維打印頭100還包括接頭40，接頭40插設(shè)于散熱管10的第一端并套設(shè)于送料管30，且該接頭40的外壁與散熱管10的內(nèi)壁配合，接頭40靠近散熱管10的第二端的一端抵持于噴嘴20。如此，該送料管30通過接頭40固定在散熱管10上，并封閉噴嘴20靠近散熱管10第一端的一端，以使送料管30外壁與噴嘴20內(nèi)壁之間形成密閉狀態(tài)，從而使熔化后的打印材料在沒有擠出推力的情況下不會自動往下流動。
當(dāng)送料管30外壁與噴嘴20內(nèi)壁之間處于非密閉狀態(tài)時，熔化后的打印材料會在重力的作用下自動向下流動，在該三維打印頭100接近勻速運動時，打印的產(chǎn)品的表面較為光滑。但在打印速度發(fā)生改變的地方，由于熔化的打印材料的流出速度不可控，因此與三維打印頭100運動速度匹配的三維打印頭100擠出打印材料的速度會與打印材料的流出速度不符，從而在非打印區(qū)域形成拉絲及在打印速度改變的地方出現(xiàn)打印產(chǎn)品不光滑的現(xiàn)象。因此，由于送料管30外壁與噴嘴20內(nèi)壁之間形成密閉狀態(tài)，從而可避免打印材料自動流出而造成與三維打印頭100擠出打印材料的速度不符，最終避免在非打印區(qū)域形成拉絲及在打印速度改變的地方出現(xiàn)打印產(chǎn)品不光滑的現(xiàn)象。
進一步地，接頭40靠近散熱管10的一端設(shè)有環(huán)繞送料管30的密封圈50，密封圈50的兩側(cè)分別與散熱管10與噴嘴20緊密接觸。在本實施例中，密封圈50為橡膠圈。如此，可進一步密封送料管30的外壁與噴嘴20的內(nèi)壁之間的空間，保證熔化后的打印材料在沒有擠出推力的情況下不會自動往下流動。
三維打印頭100還包括加熱塊60，加熱塊60套設(shè)于噴嘴20伸出散熱管10的一端，以加熱噴嘴20一端內(nèi)的打印材料，使打印材料處于完全熔化狀態(tài)。
在本領(lǐng)域中，熔化而處在半軟化狀態(tài)的打印材料是造成打印頭堵塞的根源。不同于完全熔化狀態(tài)可以輕易地從噴嘴20擠出、全硬狀態(tài)時的打印材料的直徑小于送料管30的直徑而可順利到達噴嘴20而不會造成堵塞，半軟化狀態(tài)下的打印材料在三維打印機的推力下，其形狀會發(fā)生改變但又不具備流動性，因此極易在接縫處形成膨大結(jié)節(jié)而形成堵塞。
如此，噴嘴20包括未收容于散熱管10與加熱塊60內(nèi)的阻斷部24，阻斷部24的直徑小于其它區(qū)域且側(cè)壁呈薄壁狀結(jié)構(gòu)，從而可阻斷熱傳導(dǎo)，避免位于加熱塊60內(nèi)的噴嘴20受到的熱量傳遞至位于散熱管10內(nèi)的噴嘴20及送料管30而導(dǎo)致送料管30內(nèi)的打印材料由于受熱而熔化成長距離的半軟化狀態(tài)。
此外，由于阻斷部24中的打印材料由于位于冷熱銜接處，因此呈半熔化狀態(tài)而使送料管30內(nèi)形成密閉空間，進一步避免送料管30內(nèi)的打印材料自動往下流動而是在三維打印機的推擠作用下流動，最終克服非打印區(qū)域形成拉絲及在打印速度改變的地方出現(xiàn)不光滑的現(xiàn)象的問題。
在一實施例中，散熱管10外側(cè)壁設(shè)有散熱翅12，多個散熱翅12沿散熱管10軸向延伸，從而輔助送料管30中的熱量散發(fā)，如此，散熱管10除了起到支撐作用外，還可給噴嘴20散熱以降低噴嘴20與散熱管10內(nèi)的打印材料的溫度，避免打印材料在散熱管10內(nèi)軟化。
上述三維打印頭100，噴嘴20直接套設(shè)于一端設(shè)于散熱管10內(nèi)的送料管30，噴嘴20的送料孔22與送料管30直接連通，從而無需設(shè)置喉管而導(dǎo)致熔化的材料從喉管與送料管30之間引起膨大結(jié)節(jié)造成堵塞，并導(dǎo)致喉管與噴嘴20之間的縫隙中溢出并滯留在縫隙中，并在長期加熱后氧化變質(zhì)形成殘渣而影響熔化的打印材料擠出。并且，噴嘴阻斷部的設(shè)置可避免形成長距離的半軟化狀態(tài)的打印材料，最終克服該三維打印頭100堵塞的問題。同時，密封件50與阻斷部24中的呈熔化狀態(tài)的打印材料可使該三維打印頭100內(nèi)部形成封閉結(jié)構(gòu)，從而避免熔化的打印材料在重力作用下自動往下流動。如此，該三維打印頭100可克服在非打印區(qū)域形成拉絲及在打印速度改變的地方出現(xiàn)不光滑的現(xiàn)象的問題，大幅度提高了打印品質(zhì)與工作穩(wěn)定性。
如圖1所示，本較佳實施例的一種三維打印機(圖未示)，包括機身及上述的三維打印頭100。
具體地，三維打印頭100安裝于機身上，可在機身的控制下進行打印作業(yè)。三維打印機還包括散熱風(fēng)扇(圖未示)，散熱風(fēng)扇與三維打印頭100間隔設(shè)置并與散熱管10對應(yīng)設(shè)置，啟動噴嘴20進行打印作業(yè)時，即可同時啟動散熱風(fēng)扇，該散熱風(fēng)扇可產(chǎn)生氣流帶走散熱管10熱量以提高散熱管10的散熱效果，從而進一步降低位于散熱管10內(nèi)的送料管30的溫度，避免送料管30內(nèi)的打印材料軟化而造成堵塞。
上述三維打印機，通過設(shè)有三維打印頭100，避免了打印的產(chǎn)品出現(xiàn)拉絲并在打印速度改變的地方容易出現(xiàn)不光滑，具有較高的打印質(zhì)量與較高的工作穩(wěn)定性，從而進一步消除了3D打印的普及與應(yīng)用障礙。
以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認為是本說明書記載的范圍。
以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。