本專利涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種打印微型擠出噴頭，具體涉及一種混色打印微型擠出噴頭。

背景技術(shù)：

熔融沉積成型技術(shù)是快速成型技術(shù)的一種。這種工藝技術(shù)是將絲狀材料例如熱塑性塑料、金屬或者蠟的熔絲從被加熱的噴嘴中擠出，根據(jù)成型件每一層的預(yù)設(shè)軌跡，以一定的速率進行熔體沉積制造。每打印完成一層，工作臺就下降一個層厚或者噴頭上升一個層厚進行疊加沉積新的一層，重復(fù)進行此過程最終實現(xiàn)零件的沉積成型。

熔融沉積成型過程最關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)就是噴頭部分，其機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計合理性直接關(guān)系到成型過程能否順利進行，同時也對成型零件的表面質(zhì)量有很大的影響。

現(xiàn)有的噴頭結(jié)構(gòu)主要分為兩種，一種是柱塞式，一種是螺桿式。其中它們都采用的是先進料后加熱的方式，熱塑性材料在通過喉管直至噴出的過程中，加熱塊使其融化并產(chǎn)生相變，相變過程中進絲壓力會急劇下降，導(dǎo)致噴頭噴絲出現(xiàn)斷層，或者由于加熱溫度不穩(wěn)定的因素影響，熱塑性材料受熱相變不均勻，導(dǎo)致噴頭容易堵絲或者噴出來的絲料參差不齊，影響打印產(chǎn)品的表面粗糙度。同時現(xiàn)有的混色打印噴頭多采用的是雙進雙出式結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)不僅會增加噴頭重量，影響打印效率及效果。也有些混色打印噴頭采用雙進單出柱塞式結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)雖然能夠大大減輕噴頭重量，但是卻難以達到混色打印的效果，因為熱塑性料絲在擠出過程中不能進行充分的混合攪拌。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本專利的目的就是為了克服上述技術(shù)上的缺陷，先預(yù)熱，使熱塑性料絲轉(zhuǎn)變?yōu)槿诨癄顟B(tài)，同時在螺桿的攪拌作用下，使熱塑性料絲進行充分的混合與混色，在電磁加熱圈的持續(xù)作用下轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)，最后由噴嘴處擠出。

為達到上述目的，本專利的技術(shù)實現(xiàn)方案如下：

一種混色打印微型擠出噴頭，其特征在于：包括料筒、螺桿、噴嘴、加熱裝置、軸承座、進料裝置、以及驅(qū)動電機，所述螺桿設(shè)于料筒內(nèi)，噴嘴設(shè)于料筒前端，料筒尾端與軸承座固定相連，軸承座尾端與驅(qū)動電機固定相連，料筒內(nèi)螺桿尾端的軸通過軸承安裝在軸承座內(nèi)，螺桿的軸與驅(qū)動電機輸出軸固定相連，所述進料裝置包括至少兩根料絲通道，多根料絲通道對稱分布的設(shè)于料筒尾端，所述加熱裝置設(shè)于料筒上，用于給料筒內(nèi)物料加熱。

作為改進，所述噴嘴為錐形噴嘴，所述螺桿前端設(shè)有與噴嘴內(nèi)錐形相匹配的錐形頭。

作為改進，所述每一根料絲通道上設(shè)有一個預(yù)加熱裝置。

作為改進，所述加熱裝置和預(yù)加熱裝置均為電磁加熱器。

作為改進，所述用于安裝螺桿尾端的軸與軸承座的軸承有兩個，兩個軸承分別位于軸承座的前后端。

作為改進，所述噴嘴與料筒之間通過螺紋可拆卸的相連。

作為改進，所述加熱裝置設(shè)于料筒中下部位置，便于為料筒提供更好的加熱效果。

作為改進，所述料絲通道有2-4個，每個料絲通道用于進一種顏色物料，實現(xiàn)混色打印。

本發(fā)明的工作原理為：送料機構(gòu)首先把熱塑性料絲送往柱塞式的料絲通道中，由于料絲通道外側(cè)安裝有預(yù)加熱裝置，因此可用于熱塑性料絲的預(yù)熱軟化，以便順利地送入料筒中。兩種或多種不同顏色處于軟化狀態(tài)的熱塑性料絲在螺桿的剪切攪拌作用下進行充分的熔融混合與混色。在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下，融化狀態(tài)的熱塑性料絲連續(xù)穩(wěn)定的被輸送到靠近噴嘴的一端，同時設(shè)置在料筒外的加熱裝置為料筒內(nèi)熱塑性料絲的熔融提供穩(wěn)定的熱源，然后在螺桿前段錐形頭擠出壓力的作用下，均勻順暢的由噴嘴處擠出。

本發(fā)明有益效果是：

本發(fā)明采用了螺桿式與柱塞式相結(jié)合的方式，利用熱塑性料絲的未融化部分當柱塞，推進料絲前進，并完成料絲自身的融化，當融化狀態(tài)的熱塑性料絲進入螺桿式料筒后，由螺桿進行加壓，由噴嘴擠出。因此，本發(fā)明在保證熱塑性料絲能夠穩(wěn)定的進料與融化的同時，能用較低的送料推力將熱塑性料絲送入料筒，并通過螺桿實現(xiàn)對熔融狀態(tài)的熱塑性料絲的增壓擠出，可以適用于各種微型噴頭的熔體連續(xù)擠出，使得噴頭的工作穩(wěn)定可靠。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例1俯視圖。

圖3為本發(fā)明實施例2俯視圖。

圖4為本發(fā)明實施例3俯視圖。

附圖標記，1-驅(qū)動電機，2-電機端蓋，3-圓螺母，4-熱塑性料絲，5-軸承座，6a預(yù)加熱裝置，6b-加熱裝置，7-料絲通道，8-螺桿，9-料筒，10-噴嘴，11a、11b-軸承

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本專利作進一步的說明：

實施例1，

如圖1和圖2所示，一種雙料絲通道的混色打印微型擠出噴頭，包括驅(qū)動電機1，電機端蓋2，圓螺母3，熱塑性料絲4，軸承座5，加熱裝置6a，預(yù)加熱裝置6b，料絲通道7，螺桿8，料筒9，噴嘴10，軸承11a、11b。其中噴嘴10為錐形噴嘴，噴嘴10與料筒9之間采用內(nèi)螺紋連接，料筒9的外側(cè)安裝有加熱裝置6b，所述加熱裝置6b為電磁加熱器，料筒9的內(nèi)安裝一個用于擠出物料的螺桿8，其中螺桿8尾端是一個軸結(jié)構(gòu)，螺桿8尾端的軸通過前后兩個軸承11a、11b安裝在軸承座5上，螺桿8的中間部分是用于擠出塑化的螺紋結(jié)構(gòu)，用于熱塑性料絲4的攪拌、熔融與混合，螺桿8前端設(shè)有錐形頭，錐形頭的形狀與錐形噴嘴相配合，便于熔融狀態(tài)的熱塑性料絲4在其擠壓作用下能夠均勻順暢的由噴嘴10處擠出。

本實施例中，料絲通道7外設(shè)有預(yù)加熱裝置6a，預(yù)加熱裝置6a也是一個磁加熱器，熱塑性料絲4在料絲通道7中被預(yù)加熱裝置6a加熱軟化，通過螺桿8上螺紋旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的推進力實現(xiàn)熱塑性料絲4源源不斷的進料，由于柱塞式的料絲通道7外的預(yù)加熱裝置6a加熱而使熱塑性料絲4逐步軟化熔融。熱塑性料絲4被繼續(xù)推進，沒有熔融的部分起到柱塞的作用，把熔融的熱塑性料絲4拉入料筒9中，料筒9外側(cè)的加熱裝置6b提供可保持塑料處于熔融狀態(tài)所需的熱量，驅(qū)動電機1帶動螺桿8旋轉(zhuǎn)，螺桿8起到輸送熔體和增壓以及混合攪拌的作用，最后把送入料筒9的熔融熱塑性料絲從噴嘴10擠出。在設(shè)計螺桿時，其螺紋段的長度可根據(jù)熱塑性料絲4的性能而改變其長短，以保證熔體的熱歷程在許可范圍內(nèi)。該裝置可通過控制熔體的體積流量，實現(xiàn)熔融沉積快速成型技術(shù)。

本實施例中噴嘴10通過螺紋與料筒9主體前端連接，噴嘴10是可更換拆卸的，可根據(jù)實際需要對擠出熔融料的直徑做調(diào)整，即可根據(jù)需要更換不同規(guī)格的噴嘴。

柱塞式的料絲通道7與料筒9制造成一體式結(jié)構(gòu)，也可設(shè)計為分體式結(jié)構(gòu)，這樣可以方便加工。

本實施例中，軸承座5處采用了兩組軸承11a、11b連接，能夠有效避免螺桿8轉(zhuǎn)動過程中可能出現(xiàn)的徑向跳動問題，同時通過圓螺母3將電機端蓋2固定在軸承座5上，可以解決螺桿8的軸向竄動問題。

實施例2

實施例2與實施例1其他結(jié)構(gòu)一樣，區(qū)別在于，實施例2料絲通道7有三個(如圖3所示)以便實現(xiàn)三種熱塑性物料混合打印，由于一般色彩采用RGB三色原理，所以更常見的是采用三個料絲通道7，每個料絲通道7進一種顏色熱塑性物料，可以實現(xiàn)任意顏色配比。

實施例3

實施例3與實施例1其他結(jié)構(gòu)一樣，區(qū)別在于，實施例3料絲通道7有四個(如圖4所示)以便實現(xiàn)四種熱塑性物料混合打印，適合多種性能的和顏色的熱塑性物料混合打印，本實施3中的四個料絲通道7還可將其中一個或兩個作為備用料絲通道7，以防止其他料絲通道7堵塞情況下使用。

為了解決不同顏色或種類熱塑性物料的進料配比問題，可采用在料筒尾端周圍設(shè)置一圈大小不同的料絲通道7，使用時，采用不同直徑的熱塑性料絲4，通過熱塑性料絲4直徑選擇來選擇進料速度和配比。

本專利相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，能用較小的送料推力將熱塑性料絲送入料筒，在保證料絲能夠穩(wěn)定進料與塑化的同時，能通過微型螺桿實現(xiàn)對熔體的增壓擠出以及攪拌，能適用于各種微型噴頭的熔體連續(xù)擠出，使得噴頭的工作穩(wěn)定可靠。