打印頭及三維打印機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種擠出裝置及使用該擠出裝置的擠出成型設(shè)備；具體地說涉及一種具有雙打印噴嘴的打印頭及使用該打印頭的三維打印機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]三維打印機(jī)，是一種基于三維物體的數(shù)字模型，利用粉末狀金屬或塑料等材料，通過逐層打印的方式構(gòu)造三維物體的設(shè)備。
[0003]公布號(hào)為CN103878984A的專利文獻(xiàn)中公布了一種大型三維打印機(jī)的擠出噴頭裝置，即打印頭，包括安裝座及安裝在安裝座上的加熱擠出機(jī)構(gòu)和導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)；加熱擠出機(jī)構(gòu)位于導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)的下方，由結(jié)構(gòu)相同的左、右加熱擠出單元組成，每個(gè)加熱擠出單元均包括打印噴嘴、加熱棒、散熱器及導(dǎo)絲套。其中一個(gè)加熱擠出單元用于打印三維物體，另一個(gè)加熱擠出單元用于打印支撐結(jié)構(gòu)。加熱擠出單元的加熱腔體與加熱棒構(gòu)成一個(gè)液化器，在打印過程中，通過導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)向液化器輸送成型絲，成型絲在液化器內(nèi)被加熱至熔融狀態(tài)，在后續(xù)成型絲的推動(dòng)下在液化器內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)所謂“液化器泵效應(yīng)”，即成型絲本身相當(dāng)于一個(gè)活塞，進(jìn)入液化器內(nèi)的成型絲擠壓熔融狀態(tài)的成型材料，使之按一定的體積速率從打印噴嘴擠出并沉積于載物臺(tái)的載物面上固化形成一層三維物體或支撐結(jié)構(gòu)。由于左、右加熱擠出單元結(jié)構(gòu)相同，兩個(gè)打印噴嘴與載物臺(tái)間垂向間距相同，在一個(gè)打印噴嘴進(jìn)行打印的過程中，另一個(gè)處于待機(jī)狀態(tài)的打印噴嘴容易刮蹭到三維物體或支撐結(jié)構(gòu)的打印面，降低三維物體的打印質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的主要目的是提供一種具有雙打印噴嘴的打印頭，旨在防止處于待機(jī)狀態(tài)的打印噴嘴在打印過程中刮蹭到打印面，提高三維物體的打印質(zhì)量；
[0005]本實(shí)用新型的另一目的是提供一種使用上述打印頭的三維打印機(jī)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述主要目的，本實(shí)用新型提供一種用于三維打印機(jī)上的打印頭，包括安裝座、第一液化器、第二液化器及切換單元，第一液化器的下端設(shè)有第一打印噴嘴，第二液化器的下端設(shè)有第二打印噴嘴；第一液化器上固定連接有第一滑塊，第二液化器上固定連接有第二滑塊，第一滑塊及第二滑塊相對(duì)安裝座均可在垂向往復(fù)移動(dòng)；切換單元包括滑板、第一彈簧及第二彈簧，滑板相對(duì)安裝座可在水平方向往復(fù)移動(dòng)；滑板上形成有滑道，沿滑板往復(fù)移動(dòng)的方向，滑道包括第一滯留段、第二滯留段及位于兩者之間且相對(duì)兩者在垂向上外凸形成的第三滯留段；第一彈簧的恢復(fù)力迫使第一滑塊抵壓于滑道上，第二彈簧的恢復(fù)力迫使第二滑塊抵壓于滑道上；滑板在往復(fù)移動(dòng)方向上的端部受力時(shí)，第一滑塊在第一滯留段與第三滯留段間發(fā)生切換，第二滑塊在第三滯留段與第二滯留段間發(fā)生切換。
[0007]由以上方案可見，在打印過程中，使第一滑塊與第二滑塊中的一個(gè)滯留于第三滯留段上，而另一個(gè)滯留于第一滯留段或第二滯留段上，導(dǎo)致第一打印噴嘴及第二打印噴嘴的出口與載物臺(tái)間的垂向間距不同，間距小的打印噴嘴進(jìn)行打印，間距大的打印噴嘴處于待機(jī)狀態(tài)，從而有效地防止處于待機(jī)狀態(tài)的打印噴嘴在打印過程中刮蹭到打印面，提高三維物體的打印質(zhì)量；當(dāng)需要切換打印噴嘴的工作狀態(tài)時(shí)，在滑板往復(fù)移動(dòng)的方向上，通過滑板端部與三維打印機(jī)其他部件的擠壓，完成打印噴嘴工作狀態(tài)的切換。
[0008]具體的方案為，第一液化器上固定連接有第一成型絲導(dǎo)向管，第一滑塊為形成于第一成型絲導(dǎo)向管上的第一外肩臺(tái)；第二液化器上固定連接有第二成型絲導(dǎo)向管，第二滑塊為形成于第二成型絲導(dǎo)向管上的第二外肩臺(tái)；滑板上形成有沿其往復(fù)移動(dòng)方向布置的長(zhǎng)通孔，第一成型絲導(dǎo)向管的一端穿過長(zhǎng)通孔并且其出口與第一液化器的進(jìn)口相對(duì)準(zhǔn)，另一端穿過第一彈簧及形成于安裝座上的第一通孔；第二成型絲導(dǎo)向管的一端穿過長(zhǎng)通孔并且其出口與第二液化器的進(jìn)口相對(duì)準(zhǔn)，另一端穿過第二彈簧及形成于安裝座上的第二通孔；滑道位于長(zhǎng)通孔的一個(gè)開口端。
[0009]由以上方案可見，成型絲導(dǎo)向管既是滑塊與液化器間的連接件，又是成型絲進(jìn)入液化氣的導(dǎo)向器，減少位于送料滾輪與液化器間無約束成型絲段的長(zhǎng)度，有效地防止成型絲在輸送過程中發(fā)生彎曲，影響液化器泵效應(yīng)的形成，降低三維物體的打印質(zhì)量。
[0010]更具體的方案為一支撐座上形成有穿過長(zhǎng)通孔并與安裝座固定連接的第一連接柱及第二連接柱，支撐座對(duì)滑板進(jìn)行支撐；第一成型絲導(dǎo)向管的一端穿過形成于支撐座上的第三通孔，第二成型絲導(dǎo)向管的一端穿過形成于支撐座上的第四通孔；當(dāng)?shù)谝贿B接柱抵靠長(zhǎng)通孔的第一端時(shí)，第一外肩臺(tái)抵壓于第一滯留段上，第二外肩臺(tái)抵壓于第三滯留段上；當(dāng)?shù)诙B接柱抵靠長(zhǎng)通孔的第二端時(shí)，第一外肩臺(tái)抵壓于第三滯留段上，第二外肩臺(tái)抵壓于第二滯留段上。
[0011]由以上方案可見，通過連接柱與長(zhǎng)通孔端部的配合，構(gòu)成滑板沿其往復(fù)移動(dòng)方向移動(dòng)的限位，有利于對(duì)打印噴嘴工作狀態(tài)切換的控制。
[0012]再具體的方案為沿滑板往復(fù)移動(dòng)的方向，滑板的長(zhǎng)度超出支撐座的長(zhǎng)度等于滑板相對(duì)支撐座可移動(dòng)的最大長(zhǎng)度。
[0013]由以上方案可見，在三維打印機(jī)的其他部件對(duì)滑板端部進(jìn)行作用的過程中，當(dāng)其他部件抵壓于支撐座的端部上時(shí)，意味打印噴嘴完成工作狀態(tài)的切換，可以通過在支撐座兩端上設(shè)置接觸式傳感器來監(jiān)控打印噴嘴工作狀態(tài)的切換。
[0014]一個(gè)優(yōu)選的方案為上述滑道關(guān)于第三滯留段的對(duì)稱面對(duì)稱布置，滑板往復(fù)移動(dòng)的方向?yàn)樵搶?duì)稱面的法向。
[0015]由以上方案可見，由于滑道為對(duì)稱布置，便于切換打印噴嘴的工作狀態(tài)。
[0016]另一個(gè)優(yōu)選的方案為切換單元還包括刮板；該刮板與滑板垂向間距可調(diào)地固定連接；刮板位于滯留在第三滯留段上的第一滑塊或第二滑塊所對(duì)應(yīng)的打印噴嘴的出口的正下方。
[0017]由以上方案可見，通過調(diào)整刮板與滑板間的間距，使刮板的上表面與處于待機(jī)狀態(tài)的打印噴嘴的出口相切，在打印噴嘴從打印狀態(tài)切換至待機(jī)狀態(tài)的過程中，可以對(duì)殘留于打印噴嘴出口上的成型材料進(jìn)行清除，同時(shí)防止在打印過程中殘留于打印噴嘴內(nèi)的成型材料滴落于三維物體或支撐結(jié)構(gòu)上，降低三維物體的打印質(zhì)量。
[0018]再一個(gè)優(yōu)選的方案為切換單元還包括與滑板固定連接的刮板；當(dāng)?shù)谝换瑝K與第二滑塊中的一個(gè)滯留于第三滯留段上時(shí)，在垂向上，刮板位于第一打印噴嘴與第二打印噴嘴的出口之間；刮板位于滯留在第三滯留段上的第一滑塊或第二滑塊所對(duì)應(yīng)的打印噴嘴的出口的正下方。
[0019]由以上方案可見，防止殘留于待機(jī)狀態(tài)打印噴嘴內(nèi)的成型材料在打印過程中滴落于三維物體或支撐結(jié)構(gòu)上，降低三維物體的打印質(zhì)量。
[0020]為了實(shí)現(xiàn)上述另一目的，本實(shí)用新型提供第一種三維打印機(jī)，其包括機(jī)架、打印頭及安裝于機(jī)架上的行走機(jī)構(gòu)與控制單元；打印頭為上述主要方案、具體方案、更具體方案及再具體方案中所描述的打印頭；打印頭通過安裝座安裝于行走機(jī)構(gòu)上。
[0021]為了實(shí)現(xiàn)上述另一目的，本實(shí)用新型提供第二種三維打印機(jī)，其包括機(jī)架、打印頭及安裝于機(jī)架上的行走機(jī)構(gòu)與控制單元；其中，打印頭為上述第二優(yōu)選方案中所描述打印頭；打印頭通過安裝座安裝于行走機(jī)構(gòu)上。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實(shí)用新型三維打印機(jī)第一實(shí)施例的立體圖；
[0023]圖2是本實(shí)用新型三維打印機(jī)第一實(shí)施例中打印頭與行走結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖3是本實(shí)用新型打印頭第一實(shí)施例略去送料滾輪及送料滾輪電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖4是本實(shí)用新型打印頭第一實(shí)施例中切換單元略去彈簧的結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖5是本實(shí)用新型打印頭第一實(shí)施例中第一打印噴嘴處于打印狀態(tài)的示意圖；
[0027]圖6是本實(shí)用新型打印頭第一實(shí)施例中第二打印噴嘴處于打印狀態(tài)的示意圖；
[0028]圖7是本實(shí)用新型三維打印機(jī)第一實(shí)施例略去處于待機(jī)狀態(tài)打印噴嘴所對(duì)應(yīng)的部件后，處于打印狀態(tài)下的打印噴嘴所對(duì)應(yīng)部件進(jìn)行打印三維物體的示意圖；
[0029]圖8是本實(shí)用新型打印頭第二實(shí)施例中第二打印噴嘴處于打印狀態(tài)的示意圖；
[0030]圖9是本實(shí)用新型打印頭第四實(shí)施例中第一打印噴嘴處于打印狀態(tài)的示意圖；
[0031]圖10是本實(shí)用新型打印頭第六實(shí)施例中第一打印噴嘴處于打印狀態(tài)的示意圖；
[0032]圖11是本實(shí)用新型打印頭第六實(shí)施例中第一打印噴嘴在從打印狀態(tài)切換至待機(jī)狀態(tài)過程中的第一狀態(tài)示意圖；
[0033]圖12是本實(shí)用新型打印頭第六實(shí)施例中第一打印噴嘴在從打印狀態(tài)切換至待機(jī)狀態(tài)過程中的第二狀態(tài)示意圖；
[0034]圖13是本實(shí)用新型打印頭第六實(shí)施例中第一打印噴嘴在從打印狀態(tài)切換至待機(jī)狀態(tài)過程中的第三狀態(tài)示意圖。
[0035]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0036]本實(shí)用新型主要是對(duì)三維打印機(jī)的打印頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以防止處于待機(jī)狀態(tài)的打印噴嘴在打印過程中刮蹭到打印面，提高三維物體的打印質(zhì)量，具體實(shí)施例中僅對(duì)打印頭的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，三維打印機(jī)的其他部件根據(jù)行業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。以下各實(shí)施例以打印具有黑白兩部分的三維物體為例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明。
[0037]打印頭及三維打印機(jī)第一實(shí)施例
[0038]參見圖1，三維打印機(jī)的機(jī)架10上安裝有打印頭