[发明专利]一种3D打印机打印头

说明书

技术领域

本发明涉及一种3D打印设备，特别涉及一种3D打印机打印头。

背景技术

3D打印机是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐 层打印的方式来构造物体的技术，过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型， 现正逐渐用于一些产品的直接制造。

3D打印技术，是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统， 利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐 层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。3D打印将三维实体变为若干个二维平面， 通过对材料处理并逐层叠加进行生产，大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式直 接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件。在3D打印时，软件通过电脑辅助设计 技术(CAD)完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，后者会将 连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型。堆叠薄层的形式有多种多样。有些3D 打印机使用“喷墨”的方式。例如，一家名为Objet的以色列3D打印机公司使用3D打印 机喷头将一层极薄的液态塑料物质喷涂在铸模托盘上，此涂层然后被置于紫外线下进行处 理，之后铸模托盘下降极小的距离，以供下一层堆叠上来。另外一家总部位于美国明尼阿 波利斯市的公司Stratasys使用一种叫做“熔积成型”的技术，整个流程是在喷头内熔化塑 料，然后通过沉积塑料纤维的方式才形成薄层。还有一些系统使用粉末微粒作为打印介质， 粉末微粒被喷撒在铸模托盘上形成一层极薄的粉末层，然后由喷出的液态粘合剂进行固化。 它也可以使用一种叫做“激光烧结”的技术熔铸成指定形状。

3D打印机与传统3D打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料。 这些原材料经加热后熔化，从3D打印机的打印头喷头中喷出后冷却为固态，整个打印的 过程就是喷头按照程序不断的喷出液体的原材料并成功在模型上冷却，最终得到3D的固 体实物。目前的3D打印设备在设备工作时只能持续进料而不能轻易地暂停，否则已经加 热至软化的打印物料容易硬化在进料管中而堵塞进料管，这就需要用户只能持续不断地进 行打印作业，而无法中途停顿。从而，对3D打印设备操作不是非常熟练的用户，还无法 在打印过程中根据打印现场的具体情况进行思考和判断，也无法暂停打印作业进行相应的 准备。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种打印物料不会在减料管内堵塞，结 构十分简单，容易实现的3D打印机打印头，解决了常规3D打印机的圆形柱涉及造成堵塞， 使得打印物料无法向前送料的问题，大大提高了打印机的工作效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种3D打印机打印头，包括进料管、加 热元件、喷头以及安装在喷头内部的喷嘴、进给元件、与加热元件和进给元件相连的处理 器、以及与处理器相连的控制器；进料管包括圆柱形上孔、锥圆柱形中孔和圆柱形缓冲下 孔，圆柱形缓冲下孔的末端安装喷头，喷嘴与圆柱形缓冲下孔贯通连接，圆柱形缓冲下孔 的内直径大于锥圆柱形中孔的内直径；进给元件用于为进给进料管中的进给打印物料，加 热元件用于将其内部的进料管中的打印物料加热至软化，加热元件还用于根据保温信号对 软化的打印物料进行保温。

进一步地，加热元件根据保温信号以将进料管中的打印物料加热至软化的第一温度间 歇性地工作，或者以第二温度进行持续性地或者间歇性地工作，所述第二温度小于第一温 度。

进一步地，本发明的打印头还包括有机壳，所述的进料管、加热元件、进给元件和处 理器设置在所述机壳内部，控制器设置在所述机壳的外部。

本发明的有益效果是：

1、进料管采用圆柱形上孔、锥圆柱形中孔和圆柱形缓冲下孔的设计，使得打印物料膨 胀挤力作用在锥形孔壁上，孔壁沿其表面向下呈一定的角度倾斜给打印物料表面反作用力 F，不仅减小了打印物料与孔壁之间形成的摩擦力，而且向下的作用力F有利于打印物料向 圆柱形缓冲下孔的输送，不会在孔内造成堵塞，解决了常规3D打印机的圆形柱涉及造成堵 塞，使得打印物料无法向前送料的问题，大大提高了打印机的工作效率，而且结构十分简 单，容易实现；