三維打印噴頭、三維打印機(jī)和打印方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及三維打印領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是涉及一種FDM類型的三維打印噴頭和應(yīng)用這種三維打印噴頭的三維打印機(jī)，還涉及這種三維打印機(jī)的打印方法。
【背景技術(shù)】
[0002]三維打印機(jī)又稱3D打印機(jī)，是一種利用快速成型技術(shù)的機(jī)器，以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，采用成型材料通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造三維的實(shí)體。在打印前，需要利用計(jì)算機(jī)建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，即切片，從而指導(dǎo)3D打印機(jī)逐層打印。3D打印機(jī)在產(chǎn)品制造業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用。
[0003]通常，3D打印快速成型技術(shù)主要包括三種類型:立體雕刻(Stereolithography)、逐層疊加制造(Laminated Object Manufacturing)和選擇性沉積塑形(SelectiveDeposit1n Modeling)。
[0004]選擇性沉積塑形的基本原理為將三維物體逐層切片而得到每一層橫截面的數(shù)據(jù)信息，基于這些信息將物體制造出來(lái)。現(xiàn)有的一種選擇性沉積塑形技術(shù)是熔融沉積成型(Fused Deposit1n Modeling，F(xiàn)DM)技術(shù)。恪融沉積成型技術(shù)使用的設(shè)備包括至少一個(gè)擠壓頭，擠壓頭內(nèi)可以設(shè)置一個(gè)絲料的進(jìn)給裝置，通過(guò)加熱元件對(duì)擠壓頭加熱后，擠壓頭能夠擠壓出熔融的流體材料，擠壓出來(lái)的材料經(jīng)冷卻凝固后形成固體結(jié)構(gòu)。
[0005]現(xiàn)有的FDM三維打印機(jī)大都采用單三維打印噴頭，當(dāng)打印的模型需要彩色成像時(shí)，目前通用做法是添加多個(gè)三維打印噴頭，通過(guò)多個(gè)三維打印噴頭進(jìn)給不同顏色的材料，繼而實(shí)現(xiàn)彩色成像。然而這種具有多個(gè)三維打印噴頭的打印機(jī)成本較高，而且多個(gè)三維打印噴頭均設(shè)置在一個(gè)導(dǎo)桿上，使得該導(dǎo)桿受重力較大，從而導(dǎo)致導(dǎo)桿容易發(fā)生變形，進(jìn)而導(dǎo)致打印物體精度低，誤差較大，而且多三維打印噴頭也不利于運(yùn)輸保護(hù)，容易遭受損壞。
[0006]申請(qǐng)?zhí)枮镃N201510054483.8的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種三維打印機(jī)和三維打印方法，主要特征是三維打印機(jī)耗材供給電機(jī)組件和三維打印噴頭之間設(shè)置有換線裝置，換線裝置設(shè)置有多個(gè)絲料輸入端和一個(gè)絲料輸出端，絲料輸出端與三維打印噴頭連接，換線裝置在每一個(gè)絲料輸入端和絲料輸出端之間連通有一個(gè)導(dǎo)孔。這種結(jié)構(gòu)在一定程度提供了多種線材的切換功能，然而換線裝置與加熱裝置為分體式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，加工成本尚，有待進(jìn)一步改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的第一目的是提供一種加熱塊和絲料切換裝置一體化的三維打印噴頭。
[0008]本發(fā)明的第二目的是提供一種加熱塊和絲料切換裝置一體化的三維打印機(jī)。
[0009]本發(fā)明的第三目的是提供一種加熱塊和絲料切換裝置一體化的三維打印機(jī)的打印方法。
[0010]本發(fā)明提供的三維打印噴頭包括加熱塊；噴嘴與加熱塊連接；加熱塊具有兩個(gè)以上的孔槽和腔體；每一個(gè)孔槽均與腔體連通；腔體與噴嘴連通。
[0011]由上述方案可見(jiàn)，多個(gè)孔槽可以分別容納不同類型的絲料，實(shí)現(xiàn)多種絲料在三維打印過(guò)程中的自由切換。
[0012]—個(gè)優(yōu)選的方案是，孔槽的數(shù)量為兩個(gè)，分別為相互分離地設(shè)置的第一孔槽和第二孔槽。
[0013]由上述方案可見(jiàn)，第一孔槽、第二孔槽和腔體的加工工藝簡(jiǎn)單，只需要在加熱塊上鉆孔即可，腔體在實(shí)際使用時(shí)其兩端在一定距離上可以用防散熱部件堵塞。第一孔槽和第二孔槽可以分別容納不同類型的絲料，實(shí)現(xiàn)絲料在三維打印過(guò)程中的切換。第一孔槽、第二孔槽與加熱塊為一體化結(jié)構(gòu)，加工成本更低，使用更加方便、合理。腔體、第一孔槽、第二孔槽和噴嘴的連通方式，有利于絲料順利地進(jìn)入到腔體內(nèi)，熔融后由噴嘴擠出。
[0014]—個(gè)優(yōu)選的方案是，第一孔槽、第二孔槽的延伸方向均與加熱塊的高度方向平行；腔體的延伸方向與加熱塊的高度方向垂直。
[0015]由上述方案可見(jiàn)，第一孔槽和第二孔槽更加容易加工，且絲料更容易在孔槽內(nèi)移動(dòng)。
[0016]—個(gè)優(yōu)選的方案是，三維打印噴頭還具有第一固定件、第一連接件、第二固定件和第二連接件；第一連接件兩端分別與第一固定件和第一孔槽可拆卸地連接；第二連接件分別與第二固定件和第二孔槽可拆卸地連接。
[0017]由上述方案可見(jiàn)，三維打印噴頭在使用時(shí)，一般會(huì)在加熱塊上的管道安裝隔熱部件，隔熱部件可以由鐵氟龍材料制成，在申請(qǐng)?zhí)枮镃N201410705688.3的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)中對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)描述，這種鐵氟龍材料在使用一定時(shí)間后容易發(fā)生勞損，當(dāng)鐵氟龍失去應(yīng)有的功能后，就需要更換新的鐵氟龍材料，而可拆卸地連接方式能夠使得這種更換過(guò)程便得十分容易。
[0018]進(jìn)一步優(yōu)選的方案是，第一孔槽內(nèi)和第二孔槽內(nèi)均具有內(nèi)螺紋；第一固定件和第二固定件內(nèi)均具有內(nèi)螺紋；第一連接件和第二連接件均具有外螺紋。
[0019]由上述方案可，螺紋連接配合的方式的加工成本低，實(shí)現(xiàn)可拆卸連接，另外，從上述的CN201410705688.3文本中公開(kāi)的內(nèi)容來(lái)看，鐵氟龍材料與加熱塊的間隔距離的調(diào)整具有重要的意義，而螺紋連接能夠?qū)崿F(xiàn)這種間隔距離的微小調(diào)節(jié)，從而根據(jù)實(shí)際需求把間隔距離控制在最佳位置。
[0020]本發(fā)明提供的三維打印機(jī)包括三維打印噴頭，三維打印噴頭包括加熱塊；噴嘴與加熱塊連接；加熱塊具有兩個(gè)以上的孔槽和腔體；每一個(gè)孔槽均與腔體連通；腔體與噴嘴連通。
[0021]—個(gè)優(yōu)選的方案是，孔槽的數(shù)量為兩個(gè)，分別為相互分離地設(shè)置的第一孔槽和第二孔槽；三維打印機(jī)還包括第一絲料、第二絲料、第一進(jìn)給機(jī)構(gòu)和第二進(jìn)給機(jī)構(gòu)；第一進(jìn)給機(jī)構(gòu)和第二進(jìn)給機(jī)構(gòu)均設(shè)置在加熱塊的上游，第一進(jìn)給機(jī)構(gòu)用于控制第一絲料的行進(jìn)速度，第二進(jìn)給機(jī)構(gòu)用于控制第二絲料的行進(jìn)速度。
[0022]由上述方案可見(jiàn)，實(shí)現(xiàn)不同絲料的切換功能，進(jìn)給機(jī)構(gòu)能夠?qū)z料的進(jìn)給速率、進(jìn)給方向做出調(diào)整，使用更加方便、合理。
[0023]進(jìn)一步優(yōu)選的方案是，第一孔槽、第二孔槽的延伸方向均與加熱塊的高度方向平行；腔體的延伸方向與加熱塊的高度方向垂直。
[0024]另一優(yōu)選的方案是，三維打印噴頭還具有第一固定件、第一連接件、第二固定件和第二連接件；第一連接件兩端分別與第一固定件和第一孔槽可拆卸地連接；第二連接件分別與第二固定件和第二孔槽可拆卸地連接；第一孔槽內(nèi)和第二孔槽內(nèi)均具有內(nèi)螺紋；第一固定件和第二固定件內(nèi)均具有內(nèi)螺紋；第一連接件和第二連接件均具有外螺紋。
[0025]本發(fā)明還提供了一種三維打印機(jī)的打印方法，三維打印機(jī)包括三維打印噴頭，三維打印噴頭包括加熱塊；噴嘴與加熱塊連接；加熱塊具有兩個(gè)以上的孔槽和腔體；每一個(gè)孔槽均與腔體連通；腔體與噴嘴連通。三維打印機(jī)還包括兩種以上的絲料；打印方法依次包括以上步驟:步驟I是獲得三維物體數(shù)據(jù)信息；步驟2是選擇一種絲料沿一個(gè)孔槽進(jìn)入到加熱塊內(nèi)，在腔體內(nèi)熔融后經(jīng)噴嘴擠出；步驟3是當(dāng)需要更換不同種類的絲料時(shí)，選擇另一種絲料沿另一個(gè)孔槽進(jìn)入到加熱塊內(nèi)，在腔體內(nèi)熔融后經(jīng)噴嘴擠出；步驟4是重復(fù)步驟3的過(guò)程并直至打印命令的結(jié)束。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本發(fā)明三維打印噴頭實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖2是本發(fā)明三維打印噴頭實(shí)施例的結(jié)構(gòu)分解圖。
[0028]圖3是本發(fā)明三維打印噴頭實(shí)施例的左視圖。
[0029]圖4是沿圖3中A-A方向的剖視圖。
[0030]圖5是本發(fā)明三維打印機(jī)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
[0031]圖6是本發(fā)明三維打印機(jī)實(shí)施例從另一角度觀察的結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖7是本發(fā)明三維打印機(jī)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0033]圖8是本發(fā)明三維打印機(jī)實(shí)施例的打印方法的流程圖。
[0034]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0035]三維打印噴頭實(shí)施例
如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)施例的三維打印噴頭具有第一固定件10、第一連接件11、第二固定件12、第二連接件13、加熱塊14和噴嘴15。加熱塊14內(nèi)具有加熱件和熱電偶，噴嘴15與加熱塊14可拆卸地連接，可拆卸的方式可以是內(nèi)外螺紋的配合連接。第一固定件10和第二固定件12內(nèi)均具有內(nèi)螺紋，第一連接件11和第二連接件13均具有外螺紋。
[0036]如圖4所示，加熱塊14內(nèi)具有第一孔槽16、第二孔槽17和腔體18，第一孔槽16、第二孔槽17和腔體18的形狀均可以是圓柱形、矩形或橢圓等形狀，優(yōu)選為圓柱形。第一孔槽16內(nèi)和第二孔槽17內(nèi)均具有內(nèi)螺紋。第一孔槽16、第二孔槽17的延伸方向均與加熱塊14的高度方向(圖4箭頭的方向)平行，腔體18的延伸方向與加熱塊14的高度方向垂直。腔體18的延伸長(zhǎng)度的方向可以進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，但是其長(zhǎng)度應(yīng)該確保腔體18至少能夠與