本實用新型屬于3D打印技術領域，具體涉及一種應用于3D打印機的耗材連接裝置。

背景技術：

近年來3D打印技術不斷發(fā)展，它綜合了數(shù)字建模技術、信息工程技術、材料科學與化學、機械結構技術等多方面的技術知識，越來越多的被應用到各個工作領域中。特別是FDM 3D打印機，由于其體型小、易操作、原理簡單、工作安全等特點，在中小學、高校和普通家庭中很受歡迎。

FDM 3D打印機所使用的耗材一般為卷料，直徑分為1.75/2.85/3mm三種，固定在打印機側面或上方。在打印機工作過程中，擠出機部分的電機轉動，帶動耗材向噴嘴方向移動，通過噴嘴將耗材擠出，在成型平臺上形成立體三維模型。這種類型打印機的耗材多種多樣：有PLA、ABS、TPU、PETG、PVA、PA、PC、 HIPS、柔性、木質(zhì)、合金、碳纖維等，種類繁多，各有特點。

FDM 3D打印機在打印過程中經(jīng)常會遇到這樣的情況：模型還沒打印完成，但耗材已用盡。傳統(tǒng)的做法是人為看守，即：當耗材用盡時，手動將新的耗材置入擠出機，或者用電烙鐵等工具將兩種耗材通過加熱的方式連接，后期用刻刀人工修整。采用上述方式連接耗材，不僅具有連接效果差、質(zhì)量得不到保證以及操作麻煩等不足，還費時費力，消耗人力成本。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，本實用新型提供一種應用于3D打印機的耗材連接裝置，可有效解決上述問題。

本實用新型采用的技術方案如下：

本實用新型提供一種應用于3D打印機的耗材連接裝置，包括第一加熱塊 (1)、第二加熱塊(2)、熱敏電阻(7)、加熱棒(8)、控制電路板以及顯示屏 (11)；

所述第一加熱塊(1)和所述第二加熱塊(2)可拆卸連接；所述第一加熱塊(1)開設三個半圓形凹槽，分別為第1-1半圓形凹槽(1-1)、第1-2半圓形凹槽(1-2)和第1-3半圓形凹槽(1-3)；所述第二加熱塊(2)在相對的位置開設三個半圓形凹槽，分別為第2-1半圓形凹槽(2-1)、第2-2半圓形凹槽(2-2)和第 2-3半圓形凹槽(2-3)；所述第一加熱塊(1)和所述第二加熱塊(2)裝配到一起后，所述第1-1半圓形凹槽(1-1)和所述第2-1半圓形凹槽(2-1)扣合形成耗材第一通道(3)；所述第1-2半圓形凹槽(1-2)和所述第2-2半圓形凹槽(2-2) 扣合形成耗材第二通道(4)；所述第1-3半圓形凹槽(1-3)和所述第2-3半圓形凹槽(2-3)扣合形成耗材第三通道(5)；其中，所述耗材第一通道(3)的中心區(qū)域為第一耗材加熱連接端(3-2)，所述耗材第一通道(3)的兩側區(qū)域為第一耗材非導熱區(qū)(3-1)；所述耗材第二通道(4)的中心區(qū)域為第二耗材加熱連接端(4-2)，所述耗材第二通道(4)的兩側區(qū)域為第二耗材非導熱區(qū)(4-1)；所述耗材第三通道(5)的中心區(qū)域為第三耗材加熱連接端(5-2)，所述耗材第三通道(5)的兩側區(qū)域為第三耗材非導熱區(qū)(5-1)；

所述熱敏電阻(7)和所述加熱棒(8)分別固定安裝于所述第一加熱塊(1) 上面；所述控制電路板分別與所述熱敏電阻(7)、所述加熱棒(8)和所述顯示屏(11)連接。

優(yōu)選的，所述耗材第一通道(3)為3mm耗材通道；所述耗材第二通道(4) 為2.85mm耗材通道；所述耗材第三通道(5)為1.75mm耗材通道。

優(yōu)選的，所述第一加熱塊(1)和所述第二加熱塊(2)為鋁材質(zhì)。

優(yōu)選的，所述第一耗材非導熱區(qū)(3-1)、所述第二耗材非導熱區(qū)(4-1)和所述第三耗材非導熱區(qū)(5-1)指在鋁材質(zhì)外表面涂覆高分子絕熱材質(zhì)形成的非導熱區(qū)。

優(yōu)選的，所述第一加熱塊(1)和所述第二加熱塊(2)的四角位置通過固定件(6)實現(xiàn)可拆卸連接。

優(yōu)選的，所述固定件(6)為緊定螺絲。

優(yōu)選的，所述熱敏電阻(7)通過熱敏電阻固定件(9)固定于所述第一加熱塊(1)上面；所述加熱棒(8)通過加熱棒固定件(10)固定于所述第一加熱塊(1)上面。

優(yōu)選的，所述加熱棒(8)和所述熱敏電阻(7)的導線輸出端為插頭。

優(yōu)選的，所述耗材第一通道(3)、所述耗材第二通道(4)和所述耗材第三通道(5)的兩端分別設置有用于固定耗材的耗材固定裝置。

優(yōu)選的，還包括散熱裝置；所述散熱裝置為散熱風扇或水冷散熱裝置；

對于所述散熱風扇，安裝于所述第一加熱塊(1)上，且位于所述加熱棒(8) 的側部。

對于所述水冷散熱裝置，包括：水箱、水泵以及6個半圓形散熱腔體；6個半圓形散熱腔體分別置于所述第1-1半圓形凹槽(1-1)、所述第1-2半圓形凹槽 (1-2)、所述第1-3半圓形凹槽(1-3)、所述第2-1半圓形凹槽(2-1)、所述第2-2 半圓形凹槽(2-2)和所述第2-3半圓形凹槽(2-3)的下方；每個半圓形散熱腔體均設置有進水口和排水口；所述水泵的進水口與所述水箱連通；所述水泵的排水口引出6根軟管，分別連接到各個半圓形散熱腔體的進水口；各個半圓形散熱腔體的排水口引出一根排水管，由此形成水冷卻回路。

本實用新型提供的應用于3D打印機的耗材連接裝置具有以下優(yōu)點：

本實用新型填補了耗材連接方面的空白，這種耗材連接裝置不僅操作簡便、連接快速、連接牢固、溫度可調(diào)、支持多種耗材連接，而且連接效果很好，無需再后續(xù)處理，也可以通過此裝置連接不同顏色的耗材，實現(xiàn)模型的彩色打印，因此，具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的應用于3D打印機的耗材連接裝置的爆炸示意圖。

圖2為三種尺寸耗材連接通道剖面結構示意圖。

圖3為耗材通道截面示意圖。

圖4為電路和顯示屏結構示意圖。

圖5為耗材連接流程圖。

具體實施方式

為了使本實用新型所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

本實用新型公開一種FDM 3D打印機耗材智能連接裝置，包括第一加熱塊和第二加熱塊組成的加熱裝置承載部分。第一加熱塊和第二加熱塊相對部分為半圓形凹槽，扣合后連接形成3mm耗材通道、2.85mm耗材通道和1.75mm耗材通道，這三種通道滿足了目前市場上的耗材線徑，可廣泛應用。

具體的，結合圖1-圖5，應用于3D打印機的耗材連接裝置，包括第一加熱塊 1、第二加熱塊2、熱敏電阻7、加熱棒8、控制電路板以及顯示屏11；

第一加熱塊1和第二加熱塊2可拆卸連接；例如，第一加熱塊1和第二加熱塊 2的四角位置通過固定件6實現(xiàn)可拆卸連接，固定件6可采用緊定螺絲。第一加熱塊1和第二加熱塊2優(yōu)選采用導熱性很好的鋁材質(zhì)。

第一加熱塊1開設三個半圓形凹槽，分別為第1-1半圓形凹槽1-1、第1-2半圓形凹槽1-2和第1-3半圓形凹槽1-3；第二加熱塊2在相對的位置開設三個半圓形凹槽，分別為第2-1半圓形凹槽2-1、第2-2半圓形凹槽2-2和第2-3半圓形凹槽2-3；第一加熱塊1和第二加熱塊2裝配到一起后，第1-1半圓形凹槽1-1和第2-1半圓形凹槽2-1扣合形成耗材第一通道3；第1-2半圓形凹槽1-2和第2-2半圓形凹槽2-2扣合形成耗材第二通道4；第1-3半圓形凹槽1-3和第2-3半圓形凹槽2-3扣合形成耗材第三通道5。實際應用中，耗材第一通道3為3mm耗材通道；耗材第二通道4為 2.85mm耗材通道；耗材第三通道5為1.75mm耗材通道。耗材通道直徑略大于耗材直徑。

其中，耗材第一通道3的中心區(qū)域為第一耗材加熱連接端3-2，耗材第一通道 3的兩側區(qū)域為第一耗材非導熱區(qū)3-1；耗材第二通道4的中心區(qū)域為第二耗材加熱連接端4-2，耗材第二通道4的兩側區(qū)域為第二耗材非導熱區(qū)4-1；耗材第三通道5的中心區(qū)域為第三耗材加熱連接端5-2，耗材第三通道5的兩側區(qū)域為第三耗材非導熱區(qū)5-1；其中，第一耗材非導熱區(qū)3-1、第二耗材非導熱區(qū)4-1和第三耗材非導熱區(qū)5-1指在鋁材質(zhì)外表面涂覆高分子絕熱材質(zhì)形成的非導熱區(qū)，例如，聚四氟乙烯等耐高溫材料。設置耗材非導熱區(qū)的目的在于：當需要連接的兩個耗材從耗材通道兩側相向移動時，只允許兩個耗材在端面區(qū)域被加熱而融接為一體，而耗材其他區(qū)域不會被加熱融化。此外，耗材第一通道3、耗材第二通道 4和耗材第三通道5的兩端分別設置有用于固定耗材的耗材固定裝置，用于使耗材進入通道后保持固定。

熱敏電阻7和加熱棒8分別固定安裝于第一加熱塊1上面；例如，熱敏電阻7 通過熱敏電阻固定件9固定于第一加熱塊1上面；加熱棒8通過加熱棒固定件10固定于第一加熱塊1上面。熱敏電阻用于檢測加熱塊的實際溫度值，而加熱棒用于對加熱塊進行加熱。

控制電路板分別與熱敏電阻7、加熱棒8和顯示屏11連接?？刂齐娐钒逯糜陔娐凡糠滞鈿んw12內(nèi)部。并且殼體外側保留插頭接口。加熱棒8和熱敏電阻7的導線輸出端為插頭，輸出端設置為插頭形式，用于使加熱棒和熱敏電阻與電路部分連接方便。顯示屏可以采用觸摸屏，用于顯示熱敏電阻檢測到的加熱塊實際溫度值，方便用戶觀察。

還包括散熱裝置；散熱裝置為散熱風扇或水冷散熱裝置；

對于散熱風扇，用于降低加熱棒的溫度。其安裝于第一加熱塊1上，且位于加熱棒8的側部；

對于水冷散熱裝置，可以更為有效快速的降低耗材溫度，包括：水箱、水泵以及6個半圓形散熱腔體；6個半圓形散熱腔體分別置于第1-1半圓形凹槽1-1、第1-2半圓形凹槽1-2、第1-3半圓形凹槽1-3、第2-1半圓形凹槽2-1、第2-2半圓形凹槽2-2和第2-3半圓形凹槽2-3的下方；每個半圓形散熱腔體均設置有進水口和排水口；水泵的進水口與水箱連通；水泵的排水口引出6根軟管，分別連接到各個半圓形散熱腔體的進水口；各個半圓形散熱腔體的排水口引出一根排水管，由此形成水冷卻回路。

本實用新型提供的應用于3D打印機的耗材連接裝置，其工作原理為：

工作時，當需要連接第1耗材和第2耗材時，根據(jù)耗材直徑選擇對應的耗材通道，耗材通道的中心區(qū)域為加熱區(qū)，耗材通道的其他區(qū)域為非導熱區(qū)；然后，將第1耗材和第2耗材從耗材通道的兩側相對插入，直至兩種耗材在加熱區(qū)相接觸；然后，打開耗材連接裝置電源，選擇耗材加熱溫度，等待加熱塊的溫度上升使得耗材在相接觸的端面融化連接；連接完成后，在顯示屏上點擊降溫按鈕，使得加熱棒溫度降低，同時啟動散熱裝置，使加熱塊溫度降低，進而使耗材在相接觸的端面固化而形成整體；最后，松動第二加熱塊四個拐角處螺絲，使得第一加熱塊和第二加熱塊分離，取出連接好的耗材。

本實用新型提供的應用于3D打印機的耗材連接裝置具有以下優(yōu)點：

本實用新型填補了耗材連接方面的空白，這種耗材連接裝置不僅操作簡便、連接快速、連接牢固、溫度可調(diào)、支持多種耗材連接，而且連接效果很好，無需再后續(xù)處理，也可以通過此裝置連接不同顏色的耗材，實現(xiàn)模型的彩色打印，因此，具有廣闊的應用前景。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視本實用新型的保護范圍。