本發(fā)明涉及一種3d打印機，特別涉及一種自動調整噴頭口徑大小的3d打印機。

背景技術：

現(xiàn)有的3d打印機均采用單噴頭工作方式進行目標模型的打印，各種目標模型的形狀以及尺寸的差異，由于單噴頭的截面形狀固定無法進行調整，不能根據(jù)目標模型的形狀或者尺寸進行適應性調整；例如，打印平面板材時，通過增大噴頭的口徑可顯著的提高打印效率，現(xiàn)有的固定口徑噴頭噴出的熔融耗材量相對較少，如若采用較大口徑的噴頭可顯著的降低打印時間；打印精密部分或者尺寸較小部件時，噴頭的口徑過大會嚴重影響目標模型的精度，只能采用截面尺寸較小的噴頭。

技術實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種可根據(jù)目標模型的形狀以及尺寸進行噴頭截面尺寸調整的3d打印機，提高打印效率、縮短打印時間的同時，還可以保證3d打印機的打印精度。

為實現(xiàn)上述的技術目的，本發(fā)明所采用的技術方案如下。

口徑可調的3d打印機噴頭，其包括支撐體，支撐體上安裝有熔融機構、動力供應裝置、噴頭組件，熔融機構用于向噴頭組件內灌入熔融狀態(tài)的耗材，動力供應裝置與噴頭組件之間還設置有撥動機構，動力供應裝置的動力輸出端與撥動機構的動力輸入端連接，撥動機構的動力輸出端與噴頭組件連接并且可調整噴頭組件的噴料端截面形狀或者尺寸。

其中，噴頭組件包括噴頭本體，噴頭本體內設置有用于聚集熔融狀態(tài)耗材的聚料腔室，上述的熔融機構可向聚料腔室內注入熔融狀態(tài)的耗材；噴頭組件還包括兩個分別滑動設置于噴頭本體一側的滑片，兩個滑片設置成能夠相對于噴頭本體中心線向外伸展以及相對于噴頭中心線向中心收窄，撥動機構的動力輸出端連接于滑片，并提供滑片在伸展狀態(tài)和收縮狀態(tài)之間進行切換的動力；兩個滑片在伸展狀態(tài)和收縮狀態(tài)之間進行切換時，可調整噴頭本體的噴料端截面形狀或者尺寸。

上述技術方案的進一步改進。

上述的兩個滑片對稱設置于噴頭本體一側，且兩個滑片相對于噴頭本體中心線同步向外伸展以及相對于噴頭中心線同步向中心收窄。

上述技術方案的進一步改進。

滑片包括相互連接的水平段、豎直段，水平段與豎直段之間構成的開口方向偏離于噴頭本體的中心線，兩個滑片的豎直段朝向噴頭本體的中心線的端面之間的間隔構成噴料口，兩個滑片的水平段與噴頭本體的內壁滑動接觸，熔融機構將熔融狀態(tài)的耗材注入至聚料腔室內并由噴料口擠出。

上述技術方案的進一步改進。

滑片還包括傾斜連接段，傾斜連接段設置于水平段、豎直段之間并且用于連接水平段、豎直段，兩個滑片的傾斜連接段朝向噴頭本體的中心線的端面之間的間隔、噴頭本體內壁之間圍合成與噴料口接通的匯料腔，熔融機構將熔融狀態(tài)的耗材注入至匯料腔內并由噴料口擠出。

上述技術方案的進一步改進。

滑片的豎直段朝向噴頭本體中心線的側面上的開設有呈豎直方向布置的引料凹槽。

上述技術方案的進一步改進。

兩個滑片處于收縮狀態(tài)時，設置于兩個滑片豎直段上的引料凹槽圍合成一個截面為圓形的噴料口。

上述技術方案的進一步改進。

兩個滑片的傾斜段之間的間隔在豎直方向上自下而上逐步的增大，且傾斜段上設置有沿其延伸方向設置有引料凹槽。

上述技術方案的進一步改進。

噴頭本體上還設置有與聚料腔室接通并且用于向聚料腔室內注入熔融狀耗材的連接段，連接段連接于熔融機構的排料端；上述的連接段與噴頭本體共軸線布置，噴頭本體與連接段排料端的連接處設有錐形槽，在豎直方向自下而上錐形槽的橫向間隔逐步的收窄。

上述技術方案的進一步改進。

噴頭本體的兩側分別設置有一個與聚料腔室接通的開口槽，并且兩個開口槽關于噴頭本體中心線對稱布置，分別設置于噴頭本體一側的滑片與開口槽滑動匹配，兩個滑片在開口槽內滑動過程中可相對于噴頭本體中心線向外伸展以及相對于噴頭中心線向中心收窄。

上述技術方案的進一步改進。

開口槽內設置有與滑片匹配并且用于導向滑片沿水平方向進行滑動的導槽，滑片上設置有與導槽相匹配的導向塊。

上述技術方案的進一步改進。

上述的導槽的形狀為直角梯形，導向塊的形狀為與導槽相匹配的直角梯形，滑片的上表面與開口槽的上內壁滑動匹配，且直角梯形的高度邊呈水平布置并且用于導向滑片在水平方向上的運動。

上述技術方案的進一步改進。

噴頭本體上還安裝有位于開口槽的銷釘，滑片上還設置有與銷釘相匹配的滑槽，當滑片相對于噴頭本體中心線向外伸展，且導槽與導向塊與脫離時，銷釘與滑槽進行匹配，且銷釘與滑槽的槽底接觸時，可約束滑片繼續(xù)向外伸展。

上述技術方案的進一步改進。

上述的撥動機構包括安裝于支撐體并且可繞自身軸線轉動的撥片，撥片的兩端分別鉸接有一個撥桿，兩個撥桿的另一端分別鉸接于安裝于支撐體并且可繞自身軸線轉動的導向片的一端，撥片、導向片、兩個撥桿構成四連桿機構，且兩個撥桿相互平行；撥片連接于動力供應裝置的動力輸出端，導向片套接于噴頭本體的外部，動力供應裝置向撥片提供的動力用于驅動撥片沿順時針方向以及沿逆時針方向發(fā)生偏擺，撥片可向滑片施加推動滑片向外伸展或者向中心收窄的作用力。

上述技術方案的進一步改進。

滑片偏離噴頭本體中心線的端側設置有呈豎直方向布置的撥柱，導向片的兩側分別設置有與撥柱相匹配的圓弧導向槽，且一對圓弧導向槽可推動一對滑片沿開口槽的導向方向同步的朝向噴頭本體中心線或者偏離噴頭本體中心線的方向發(fā)生運動。

上述技術方案的進一步改進。

上述的熔融機構上設置有用于耗材熔化的熔流通道，熔流通道的進料端設置有用于向熔融通道內輸料的接線套，熔融通道的排料端與設置于噴頭本體的連接段接通，并且熔融機構上還設置有用于對熔流通道內的耗材提供熔化所需熱能的加熱元件。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例，下面將對實施例中所需要使用的附圖做簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明的結構示意圖。

圖3為熔融機構的結構示意圖。

圖4為動力供應裝置、噴頭組件、撥動機構相匹配的結構示意圖。

圖5為撥動機構與支撐體相匹配的結構示意圖。

圖6為支撐體的結構示意圖。

圖7為支撐體的結構示意圖。

圖8為撥動機構與支撐體、噴頭組件相匹配的結構示意圖。

圖9為撥動機構的結構示意圖。

圖10為撥動機構的結構示意圖。

圖11為噴頭組件處于最大開口狀態(tài)的結構示意圖。

圖12為噴頭組件處于中間開口狀態(tài)的結構示意圖。

圖13為噴頭組件處于最小開口狀態(tài)的結構示意圖。

圖14為噴頭本體的結構示意圖。

圖15為滑片的結構示意圖。

圖中標示為：

10、熔融機構；110、加熱元件；120、排料孔；

20、接線套；

30、動力供應裝置；

40、噴頭組件；410、噴頭本體；410a、連接段；410b、聚料腔室；410c、噴料口；410d、導槽；420、滑片；420a、引料凹槽；420b、撥柱；420c、導向塊；420d、滑槽；430、銷釘；

50、撥動機構；510、撥片；520、撥桿；530、導向片；530a、轉向孔；530b、導向槽；

60、支撐體；610、環(huán)槽a；620、環(huán)槽b；630、溝槽；640、中心孔；650、定位缺口；660、導向缺口。

具體實施方式

下面結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下，所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護范圍。

參見附圖1-4，口徑可調的3d打印機噴頭，其包括支撐體60，支撐體60上安裝有熔融機構10、動力供應裝置30、噴頭組件40，熔融機構10用于向噴頭組件40內灌入熔融狀態(tài)的耗材，動力供應裝置30與噴頭組件40之間還設置有撥動機構50，動力供應裝置30與撥動機構50的動力輸入端連接，撥動機構50的動力輸出端與噴頭組件40連接并且可調整噴頭組件40的噴料端截面形狀或者尺寸；本發(fā)明中通過動力供應裝置30提供的動力實現(xiàn)噴頭組件40的噴料端截面形狀或者尺寸自動調整，從而適應不同目標模型的打印需要，提高打印的效率，縮短打印的時間。

上述的噴頭組件40，其包括噴頭本體410，噴頭本體410固定設置于支撐體60，噴頭本體410內設置有用于聚集熔融狀態(tài)耗材的聚料腔室410b，上述的熔融機構10可向聚料腔室410b內注入熔融狀態(tài)的耗材；噴頭組件40還包括滑動設置于噴頭本體410一側的滑片420，滑片420設置成能夠相對于噴頭本體410中心線向外伸展以及相對于噴頭410中心線向中心收窄，撥動機構50的動力輸出端連接于滑片420，并提供滑片420在伸展狀態(tài)和收縮狀態(tài)之間進行切換的動力；滑片420在伸展狀態(tài)和收縮狀態(tài)之間進行切換時，可調整噴頭本體410的噴料端截面形狀或者尺寸。該種方案采用的為單滑片式結構（附圖中沒有示出具體的結構），采用該種結構，滑片420在發(fā)生位移過程中，將導致噴頭本體410的噴頭端中心的偏離，為抵消中心偏離的誤差，需要3d打印機的控制系統(tǒng)調整3d打印機噴頭進行相應偏離并抵消該誤差，當然在目標模型精度要求不高的情況下，可不進行調整，例如進行食品模型的打印，可完全忽略該誤差。

參見附圖11-15，上述的滑片420為兩個并且分別滑動設置于噴頭本體410一側，兩個滑片420設置成能夠相對于噴頭本體410中心線向外伸展以及相對于噴頭410中心線向中心收窄；撥動機構50的動力輸出端連接于兩個滑片420，并提供兩個滑片420在伸展狀態(tài)和收縮狀態(tài)之間進行切換的動力；兩個滑片420在伸展狀態(tài)和收縮狀態(tài)之間進行切換時，可調整噴頭本體410的噴料端截面形狀或者尺寸。

更為完善地，上述的兩個滑片420對稱設置于噴頭本體410一側，且兩個滑片420相對于噴頭本體410中心線同步向外伸展以及相對于噴頭410中心線同步向中心收窄。該種方案采用的為雙滑片式結構，其優(yōu)點在于，兩個滑片在同步向外伸展以及同步向中心收窄的過程中，始終保證噴頭本體410的噴頭端中心位置不變，不需要控制系統(tǒng)調整3d打印機噴頭進行誤差消除，特別適用于高精度目標模型的打印。當兩個滑片之間構成的噴頭端間隔為常規(guī)噴頭截面的三倍時，采用本發(fā)明的結構，可提高三倍的效率，并且只需要消耗三分之一的打印時間，克服了目前3d打印機耗時長，難被客戶接受的問題。

參見附圖11-15，噴頭本體410的兩側分別設置有一個與聚料腔室410b接通的開口槽，并且兩個開口槽關于噴頭本體410中心線對稱布置，分別設置于噴頭本體410一側的滑片420與開口槽滑動匹配，兩個滑片420在開口槽內滑動過程中可相對于噴頭本體410中心線向外伸展以及相對于噴頭410中心線向中心收窄；開口槽內設置有與滑片420匹配并且用于導向滑片420沿水平方向進行滑動的導槽410d，滑片420上設置有與導槽410d相匹配的導向塊420c。

更為完善地，參見附圖14、15，上述的導槽410d的形狀為直角梯形，導向塊420c的形狀為與導槽410d相匹配的直角梯形，滑片的上表面與開口槽的上內壁滑動匹配，且直角梯形的高度邊呈水平布置并且用于導向滑片420在水平方向上的運動。

更為完善地，參見附圖14、15，噴頭本體410上還安裝有位于開口槽的銷釘430，滑片420上還設置有與銷釘430相匹配的滑槽420d，當滑片420相對于噴頭本體410中心線向外伸展，且導槽410d與導向塊420c與脫離時，銷釘430與滑槽420d進行匹配，且銷釘430與滑槽420d的槽底接觸時，可約束滑片420繼續(xù)向外伸展。

參見附圖11-15，滑片420包括水平段、豎直段、傾斜連接段，傾斜連接段設置于水平段、豎直段之間并且用于連接水平段、豎直段，水平段與豎直段之間構成的開口方向偏離于噴頭本體410的中心線，兩個滑片420的豎直段朝向噴頭本體410的中心線的端面之間的間隔構成噴料口410c，兩個滑片420的傾斜連接段朝向噴頭本體410的中心線的端面之間的間隔、噴頭本體410內壁之間圍合成與噴料口410c接通的匯料腔，熔融機構10將熔融狀態(tài)的耗材注入至匯料腔內并由噴料口410c擠出；兩個滑片420向外進行伸展時，噴料口410c的口徑逐步的增大；兩個滑片420向噴頭本體410中心收縮時，噴料口410c的口徑逐步的縮小。

更為完善地，兩個滑片420處于收縮狀態(tài)時，兩個滑片420的豎直段朝向噴頭本體410中心線的側面緊密貼合，并使得噴料口410c處于閉合狀態(tài)，且匯料腔構成密閉的空間；其所要實現(xiàn)的目的以及優(yōu)點在于，現(xiàn)有的3d打印機噴頭在進行較大幅度移動時，3d打印機噴頭會有熔融狀耗材滲出，所以會出現(xiàn)拉絲現(xiàn)象，其主要的原因還是噴頭不能進行有效封堵；在本發(fā)明中采用的封閉式結構，可有效的進行3d打印機噴頭的封堵，不會產(chǎn)生拉絲現(xiàn)象。

更為具體地，參見附圖11-15，滑片420的豎直段朝向噴頭本體410中心線的側面上的開設有呈豎直方向布置的引料凹槽；優(yōu)選地，兩個滑片420處于收縮狀態(tài)時，設置于兩個滑片420豎直段上的引料凹槽圍合成一個截面為圓形的噴料口410c；其所要實現(xiàn)的目的以及優(yōu)點在于，兩個引料凹槽構成的截面為圓形的噴料口410c為最小的尺寸，其可以適應高精度的目標模型的打印，克服噴料口410c尺寸過大，不能適應高精度對象打印的問題。

更為完善地，參見附圖11-13，兩個滑片420的傾斜段之間的間隔在豎直方向上自下而上逐步的增大，且傾斜段上設置有沿其延伸方向設置有引料凹槽420；其目的在于，利用兩個傾斜段之間間隔構成的漏斗形腔室便于聚料，當噴料口410c在伸展較大間隔時，漏斗形腔室可進一步的保證熔融狀耗材完全填充于噴料口410c內，可避免產(chǎn)生氣泡或斷層。

更為具體地，參見附圖11-14，噴頭本體410上還設置有與聚料腔室410b接通并且用于向聚料腔室410b內注入熔融狀耗材的連接段410a，連接段410a連接于熔融機構10的排料端。

更優(yōu)地，上述的連接段410a與噴頭本體410共軸線布置，噴頭本體410與連接段410a排料端的連接處設有錐形槽，在豎直方向自下而上錐形槽的橫向間隔逐步的收窄；其目的在于，錐形槽與兩個滑片的傾斜段之間在豎直方向上自下而上逐步增大的間隔相對應，為了更好的對伸展狀態(tài)下的噴料口410c進行熔融狀耗材的填充，避免產(chǎn)生死角。

參見附圖8-10，上述的撥動機構50包括安裝于支撐體60并且可繞自身軸線轉動的撥片510，撥片510的兩端分別鉸接有一個撥桿520，兩個撥桿520的另一端分別鉸接于安裝于支撐體60并且可繞自身軸線轉動的導向片530的一端，撥片510、導向片530、兩個撥桿520構成四連桿機構，且兩個撥桿520相互平行；撥片510連接于動力供應裝置30的動力輸出端，導向片530套接于噴頭本體410的外部，動力供應裝置30向撥片510提供的動力用于驅動撥片510沿順時針方向以及沿逆時針方向發(fā)生偏擺；更優(yōu)地，噴頭本體410的中心處設置有與噴頭本體410外壁相匹配的轉向孔530a。當動力供應裝置30驅動撥片510發(fā)生順時針或者逆時針偏擺時，通過兩個撥桿520進行動力的傳遞，可實現(xiàn)導向片530的同步偏擺。

參見附圖8-13，滑片420偏離噴頭本體410中心線的端側設置有呈豎直方向布置的撥柱420b，導向片530上設置有與撥柱420b相匹配的圓弧導向槽530b，且導向槽530b與撥柱420b的匹配可推動滑片420沿開口槽的導向方向朝向噴頭本體410中心線或者偏離噴頭本體410中心線的方向運動。

更為優(yōu)化地，導向片530的兩側分別設置有與撥柱420b相匹配的圓弧導向槽530b，且一對圓弧導向槽530b可推動一對滑片420沿開口槽的導向方向同步的朝向噴頭本體410中心線或者偏離噴頭本體410中心線的方向發(fā)生運動。當導向片530繞自身軸線發(fā)生順時針或者逆時針偏轉時，利用設置于導向片530的圓弧導向槽530b與撥柱420b的匹配提供的作用力，可實現(xiàn)一對滑片420沿開口槽的導向方向同步的朝向噴頭本體410中心線或者偏離噴頭本體410中心線的方向發(fā)生運動，從而實現(xiàn)噴料口410c的開口尺寸發(fā)生改變。

上述的熔融機構10上設置有用于耗材熔化的熔流通道，熔流通道的進料端設置有用于向熔融通道內輸料的接線套20，熔融通道的排料端與設置于噴頭本體410的連接段410a接通，并且熔融機構10上還設置有用于對熔流通道內的耗材提供熔化所需熱能的加熱元件110。更優(yōu)地，接線套20上設置有用于降溫的片狀散熱件，其目的為了降低接線套20內耗材的溫度，避免接線套20內的耗材發(fā)生熔化或者軟化。

參見附圖4-8，上述的支撐體60上設置有用于安裝撥片510的環(huán)槽a610，支撐體60上還設置有用于安裝導向片530的環(huán)槽b620，環(huán)槽a610與撥片510的旋轉中心共線，環(huán)槽b620與導向片530的旋轉中心共線，上述的動力供應裝置30的動力輸出端連接于撥片510的中心處并且與撥片510的旋轉中心共線。

參加附圖5、6，支撐體60上還設置有接通環(huán)槽a610內腔、環(huán)槽b620內腔且用于撥桿520穿過的溝槽630。

參加附圖6、7，環(huán)槽b620的中心處設置有用于連接段410a穿過并且與噴頭本體410外壁相匹配的中心孔640，環(huán)槽b620上還設置有分別位于中心孔640兩側并且與中心孔640接通的定位缺口650，兩個定位缺口650沿中心孔640的徑向分布并且兩個定位缺口650中心線的連線與環(huán)槽a610中心、環(huán)槽b620中心的連線相垂直，環(huán)槽b620上還設置有位于中心孔640兩側并且位于定位缺口650外側的導向缺口660，導向缺口660與定位缺口650接通并且導向缺口660的中心線與定位缺口650的中心線共線，噴頭本體410上設置有與定位缺口650相匹配的凸起塊，滑片420與導向缺口660相匹配并且沿導向缺口660的導向方向沿中心孔640的徑向運動。噴頭本體410與一對定位缺口650的配合，約束了噴頭本體410的位置且噴頭本體410不能發(fā)生繞自身軸線的轉動，導向缺口660可進一步的穩(wěn)定滑片420的運動狀態(tài)。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明；對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本發(fā)明中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或者范圍的情況下，在其他實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限定于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。