一種用于3d打印設(shè)備的快速光固化噴頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于3D打印設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于3D打印設(shè)備的快速光固化噴頭。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印機(jī)是近些年興起的快速成型設(shè)備。3D打印機(jī)打印時(shí)需先用軟件將三維模型切層，形成一系列的數(shù)字切片。然后3D打印機(jī)按照這些切片信息將原材料層層堆疊起來(lái)，直到形成一個(gè)固態(tài)物體。3D打印機(jī)打印噴頭是3D打印機(jī)擠出材料的部位，是3D打印機(jī)的核心部位。根據(jù)材料的不同性質(zhì)，打印不同的材料需要不同的條件，如高溫、低溫等。這就要求3D打印機(jī)的打印噴頭能滿足這些特殊的打印條件，如能產(chǎn)生高溫的高溫噴頭，能降低材料溫度的低溫噴頭等。隨著材料工藝的發(fā)展，光固化材料逐漸被應(yīng)用于3D打印領(lǐng)域。顧名思義光固化材料即需要特定波長(zhǎng)的光線照射才能凝固的材料。打印光固化材料就需要給3D打印機(jī)配備相應(yīng)的光固化噴頭。光固化材料在其相應(yīng)波長(zhǎng)的光束照射時(shí)能快速?gòu)囊簯B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)。所以如果在噴頭擠出材料的部位用相應(yīng)波長(zhǎng)的光線照射，材料就能快速固化，從而實(shí)現(xiàn)在空間上無(wú)需支架的實(shí)體造型。
[0003]現(xiàn)有的光固化打印噴頭不僅體積大而且光固化效率低，難以支持快速成型，嚴(yán)重影響打印的效果和效率。為了改善上述情況，本發(fā)明公開了一種結(jié)構(gòu)緊湊、小巧且光固化效率高、效果好的光固化噴頭。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于3D打印設(shè)備的快速光固化噴頭，具體來(lái)說(shuō)就是在3D打印機(jī)用于光固化材料的打印時(shí)，在材料擠出后立即用相應(yīng)波長(zhǎng)的大功率點(diǎn)光源進(jìn)行照射，使光固化材料能夠快速凝固，從而實(shí)現(xiàn)3D打印機(jī)在空間上的直接造型。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
本發(fā)明快速光固化噴頭主要包括光固化噴頭外殼、料筒部分、點(diǎn)光源部分、反光鏡角度架升降部分，其中料筒部分主要包括料筒、連接在料筒底端的點(diǎn)膠針頭、設(shè)于料筒頂端的料筒蓋，點(diǎn)光源部分主要包括激光點(diǎn)光源、光源固定架、反光鏡固定架、反光鏡角度架，反光鏡角度架升降部分主要包括絲桿、調(diào)節(jié)旋鈕、滑道、滑塊、絲母；
所述的光固化噴頭外殼為一底部開口的中空殼體，殼體頂部設(shè)有一凹槽，該凹槽中間部位開有一直通殼體內(nèi)腔的第一通孔，該通孔尺寸與料筒外徑相同，殼體內(nèi)腔從上至下依次設(shè)有光源固定架、反光鏡固定架；
所述的料筒從光固化噴頭外殼頂部第一通孔伸入殼體內(nèi)腔，并貫穿光源固定架、反光鏡固定架，料筒的頂部設(shè)有限位塊，使其定位；同時(shí)光固化噴頭外殼頂部通過(guò)螺栓設(shè)有壓蓋，該壓蓋可沿螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)壓蓋轉(zhuǎn)到料筒蓋上方時(shí)，可將料筒蓋壓牢在上述光固化噴頭外殼頂部凹槽中，又因?yàn)榱贤采w固定在料筒上方，故料筒可以由壓蓋固定在光固化噴頭外殼上。
[0006]所述的絲桿貫穿光固化噴頭外殼、光源固定架、反光鏡固定架，兩端分別設(shè)有階梯且通過(guò)軸承定位，絲桿下端面與下方軸承的下端面齊平，上端面高于上方軸承的上端面，高出的部分用于固定調(diào)節(jié)旋鈕；所述的調(diào)節(jié)旋鈕位于噴頭外殼頂部，通過(guò)鎖緊螺釘固定在絲桿上，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕就可以轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿的目的；
所述的絲桿貫穿反光鏡固定架上端部通孔內(nèi)設(shè)有絲母，該絲母與絲桿相配合，使得絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)能帶動(dòng)絲母的上下移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)整個(gè)反光鏡固定架沿噴頭外殼上下移動(dòng)；
所述的光源固定架通過(guò)螺釘固定在光固化噴頭外殼內(nèi)，使得絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不與其發(fā)生干涉；光源固定架上設(shè)有若干個(gè)均勻分布的第二圓形通孔，這些圓形通孔內(nèi)均通過(guò)螺釘固定有激光點(diǎn)光源，其中激光點(diǎn)光源的激光頭朝下。
[0007]所述的反光鏡固定架主要由上端部、下端部構(gòu)成一體成型結(jié)構(gòu)；所述的上端部開有與光源固定架第二圓形通孔數(shù)量相同且直徑略大于上述第二圓形通孔的第三圓形通孔，同時(shí)上端部?jī)蓚?cè)面設(shè)有滑道，該滑道與位于光固化噴頭外殼內(nèi)壁的滑塊相配合，從而實(shí)現(xiàn)反光鏡固定架相對(duì)于噴頭外殼的相對(duì)滑動(dòng)；所述的下端部開有一第四通孔，上述全部第三圓形通孔橫截面所圍成的區(qū)域在下端部上投影位于該通孔內(nèi)，下端部底部設(shè)有一反光鏡固定架下端蓋，該反光鏡固定架下端蓋開一尺寸略小于第四通孔的第五通孔，同時(shí)在反光鏡固定架下端蓋第三圓形通孔相對(duì)應(yīng)位置分別放置反光鏡角度架，其中每個(gè)反光鏡角度架上均固定有一片激光反射鏡片，使得激光點(diǎn)光源發(fā)出的光源經(jīng)第三圓形通孔、第四通孔到達(dá)激光反射鏡片，經(jīng)反射聚焦在點(diǎn)膠針頭出口位置。
[0008]所述的反光鏡固定架上端部橫截面長(zhǎng)度大于光固化噴頭外殼底部開口直徑，且小于光固化噴頭外殼內(nèi)腔橫截面長(zhǎng)度，反光鏡固定架下端部的橫截面長(zhǎng)度小于光固化噴頭外殼底部開口直徑。
[0009]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明是專門用于3D打印機(jī)打印光固化材料的打印噴頭。該光固化噴頭具有結(jié)構(gòu)小巧，光固化效率高的優(yōu)點(diǎn)；內(nèi)置大功率激光光源，通過(guò)反射鏡片的反射匯聚在噴頭的出料口位置，以保證出料的瞬間就有相應(yīng)波長(zhǎng)的大功率激光照射，從而實(shí)現(xiàn)光固化材料的快速凝固。激光的聚焦位置可手動(dòng)調(diào)節(jié)，由于打印噴頭的噴嘴長(zhǎng)短不同，噴頭出料的高度也會(huì)隨之相應(yīng)變化，為了在使用不同長(zhǎng)度的噴嘴時(shí)都能保證激光匯聚在出料口部位，本發(fā)明設(shè)置了這一手動(dòng)調(diào)焦功能。由于本發(fā)明的激光光源是內(nèi)置的，所以在使用該光固化噴頭時(shí)不會(huì)造成光線的擴(kuò)散，傷害到操作人員。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明一種快速光固化噴頭的主視圖。
[0011]圖2為本發(fā)明一種快速光固化噴頭的俯視圖。
[0012]圖3為本發(fā)明沿A-A截面的剖視圖。
[0013]圖4為本發(fā)明沿B-B截面的剖視圖。
[0014]圖5為本發(fā)明沿C-C截面的剖視圖。
[0015]圖6為本發(fā)明沿D-D截面的剖視圖。
[0016]圖7為本發(fā)明沿E-E截面的剖視圖。
[0017]圖8為本發(fā)明去蓋后的結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖9為本發(fā)明去蓋和殼后的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖10為本發(fā)明的爆炸圖。
[0020]其中I為噴頭外殼、2為反光鏡角度架、3為激光反射鏡片、4為料筒、5為點(diǎn)膠針頭、6為反光鏡固定架下端蓋、7為軸承、8為絲桿、9為調(diào)節(jié)旋鈕、10為光源固定架、11為反光鏡固定架、12為滑道、13為滑塊、14為絲母、15為料筒蓋、16為激光點(diǎn)光源、17為壓蓋、18為噴頭蓋。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。
[0022]參見圖1-10，本實(shí)施例的意圖是在保證噴頭體積小、光固化效率高的情況下，在噴頭尖端材料擠出處進(jìn)行實(shí)時(shí)的固化光線照射。由于噴頭尖端的點(diǎn)膠針頭5有不同的規(guī)格，不同規(guī)格的點(diǎn)膠針頭5長(zhǎng)度有差異，所以材料擠出的位置會(huì)隨著點(diǎn)膠針頭5的長(zhǎng)度的變化而變化，這就意味著四個(gè)激光點(diǎn)光源16所發(fā)出的激光束在經(jīng)過(guò)激光反射鏡片反射后的聚焦點(diǎn)能夠隨著點(diǎn)膠針頭5的長(zhǎng)度的變化而變化。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)施例設(shè)計(jì)了光固化噴頭外殼1、料筒部分、點(diǎn)光源部分、反光鏡角度架升降部分三個(gè)部分的結(jié)構(gòu)。其中料筒部分主要包括料筒4、連接在料筒4底端的點(diǎn)膠針頭5、設(shè)于料筒4頂端的料筒蓋15，點(diǎn)光源部分主要包括激光點(diǎn)光源16、光源固定架10、反光鏡固定架11、反光鏡角度架2，反光鏡角度架升降部分主要包括絲桿8、調(diào)節(jié)旋鈕9、位于反光鏡固定架11的滑道12、固定于光固化噴頭外殼I下方內(nèi)壁的滑塊13、絲母14 ；
所述的光固化噴頭外殼I為底部開口為圓形的中空殼體，殼體頂部設(shè)有一凹槽，該凹槽中間部位開有一直通殼體內(nèi)腔的第一通孔，該通孔尺寸與料筒相同，殼體內(nèi)腔從上至下依次設(shè)有光源固定架10、反光鏡固定架11 ;為便于殼體空腔內(nèi)結(jié)構(gòu)，殼體某一側(cè)面通過(guò)噴頭蓋18螺釘固定進(jìn)行封閉。
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