[实用新型]堆叠式彩色三维打印机用双通道汇聚式彩色打印头

说明书

技术领域

本实用新型属于一种堆叠式三维打印机打印头技术，具体是一种能实现精密打印的堆叠式彩色三维立体打印机的双进单出彩色打印头。 

背景技术

公知技术中堆叠式三维立体打印机的打印程序是在惠普喷墨打印机打印程序的基础上开发而来，在堆叠式三维立体打印过程中打印程序默认打印材料是液态流动的，只需要给出每个打印头的关闭和给进指令，只有在工件打印结束时才给出全部打印头关闭加热电源的指令。 

在加热控制系统中开关单元，温度传感器单元，加热器单元无故障时，两个加热系统完成加热的时间不同，完成加热的质量不同。反映在打印工件上会看到直边上的分层呈现出一层长，另一层短；一层宽，另一层窄。且层间熔融不牢靠，工件的机械强度不够。如果设置成双头分别打印两个设计相同的工件时就会看到打印出的两个工件之间形状和质量差异。这是现有的堆叠式双头三维立体打印机存在的技术和质量上的缺陷。 

现有的堆叠式三维立体打印机的打印头（见图1），带进丝口1-k的送丝泵1-e连接进丝导管1-q，进丝导管1-q通过法兰盘1-i连接喷嘴1-j，在法兰盘1-i上设置加热器1-l和温度传感器1-t。在现有的堆叠式三维立体打印机打印过程中断丝是常见的故障，有人分析认为是因不锈钢进丝导管受热不散，使塑料丝软化无力进入喷嘴1-j加热腔所致。因此，在固定打印头的长方形法兰座上加装冷却风扇，由于机械结构的缺陷冷却效果不明显，反倒造成冷风扰动减少了打印工件在平台板上附着力，加大了打印过程中工件脱落地风险，并使加大打印材料附着力成为业界的难题。 

公知技术的堆叠式三维立体打印机均使用MK8结构类型的打印头（见图1），均为单进单出的单色打印头，当安装有A、B两个MK8结构类型的打印头后称双头三维立体打印机。如果在A、B双头分别加上不同颜色的塑料丝后则成为双色三维立体打印机。现有双色交换过程是两个打印头通过切换送丝运行动作顺序来实现，由于打印头结构和控制系统缺陷，现有的堆叠式三维立体打印机的打印头组装成的双色彩色打印机当一个打印头“暂停”工作时，其加热器的余热还会令喷嘴内的余料流出，产生掺色污染打印工件，破坏打印质量和浪费余料现象。对此，国外有人设计了暂停工作的打印头的倒丝和靠边擦嘴装置和程序。而换色必断丝的缺陷仍然存在。加大了机器的复杂度和制造成本以及使用成本。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能实现精密打印的堆叠式彩色三维立体打印机的双进单出彩色打印头，将双色塑料丝熔融混色的过程设置在喷嘴内完成。能实现高精度打印质量及三维立体彩色工件。 

本实用新型提供的技术方案：包括送丝泵、导丝软管、法兰盘、加热腔、加热器、温度传感器和喷嘴，其特征是：喷嘴法兰盘上设置有两个对称的导丝孔，各与法兰盘上端平面呈45～60°夹角，两个导丝孔在下端顶角处交错相切合成圆孔，连接至喷嘴上端内径形成双通道结构；设置两个送丝泵，两个送丝泵设置在行走托架上的长方形法兰盘的中间位置，各送丝泵的出丝孔分别通过导丝软管连接喷嘴法兰盘上的导丝孔上端；喷嘴法兰盘中心位置设置加热腔，在加热腔内设置加热器，在加热腔上部设置温度传感器，在加热腔外部下端设置一个喷嘴，喷嘴外部呈圆锥台形状，喷嘴上端内径等于导丝孔直径，下部小圆台中心设置有出丝孔。 

上述的喷嘴法兰盘内的两侧导丝孔设置成与上端平面呈45～60°夹角，导丝孔出口部位相邻边相切，相切部位等于导丝孔直径。 

本实用新型的积极效果：能够实现工件的伪真彩标准的彩色打印效果，相当于计算机中8位色彩分辨率。单个加热器置于中心加热方式使热效利用率提高85％以上，节能效率提高2倍，省去主板上重复设置的温度控制电路和器件，简化软件包，消除各加热电路回路中每个硬件单件技术参数未保证一致性造成熔丝温差引起的打印质量问题的缺陷，消除现有技术的打印头多头方案中多个喷嘴带来的组装和调平麻烦和多头刮碰破坏打印层面的弊端。本实用新型采用双进单出彩色打印头简化了主板加热控制电路，大大节省器件，减少运行能耗，可靠和稳定，加工成本降低。 

双通道喷嘴保证彩色打印头的打印材料调色和换色在喷嘴内熔融状态下完成，只要打印指令没有停止，吐丝就不会中断。实现恒温出丝匀，换色不断丝，实现色彩分离度和混合度可调的要求。在色彩分离度选择合适时可在被打印出的工件上看到色彩分明的几何图案，反之，在色彩混合度选择合适时可在被打印出的工件上看到双色渐变的彩色几何图案，且表面平整和层间熔融合牢固。消除了现有多头堆叠式三维立体打印机中的断丝换色及喷嘴内的余料流出的缺陷，和产生掺色污染打印工件，破坏打印质量和浪费余料的缺陷。