[实用新型]打印头及三维打印机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于快速成型的挤出装置及该挤出装置构建的快速成型设备，具体地说，涉及一种用于熔融挤压成型的打印头及该打印头构建的三维打印机。

背景技术

三维打印机，是一种基于三维物体的数字模型，利用塑料、液态光固化树脂、粉末状金属等材料，通过逐层打印的方式构造三维物体的设备。

公告号为CN1216726C的专利文献的背景技术中描述了一种以细丝的形式向打印头供给成型材料的三维打印机，参见图1，三维打印机01具有打印头011、供料装置012、导管013及载物台014；供料装置012具有一个缠绕有成型丝0123的供料盘0121；打印头011具有由电机0115驱动的一对送料滚轮0113与0114，液化器0111及设于液化器0111下端的打印喷嘴0112。供料盘0121被安装于三维打印机01的供料盘安装架的转轴0122上，从而将成型丝0123提供给打印头011。在使用过程中，将成型丝0123从供料盘0121上拉出，使被拉直的成型丝通过由摩擦阻力较小的材料制成的导管013，直至将成型丝供给到送料滚轮0113及0114，由电动机0115驱动的送料滚轮0113及0114推动成型丝进入液化器0111以产生一个所谓“液化器泵效应”，即成型丝本身相当于一个活塞，进入液化器0111内的成型丝挤压熔融状态的成型材料，使之按一定的体积速率从打印喷嘴0112的挤出喷口挤出并沉积于载物台014的载物面上。三维打印机01的控制单元通过控制打印头011在水平的X-Y平面内移动，同时控制载物台014沿垂向的Z轴移动，从而逐层地打印出三维物体。

由于该三维打印机只设单个打印喷嘴，其打印喷嘴挤出的丝状熔融状态成型材料的直径可选范围有限，在打印不同精度要求的三维物体或三维物体中不同精度要求的部分时，难以根据精度要求进行选择合适且打印效率高的丝状熔融状态成型材料，无法进一步提高三维打印机的打印效率。

公布号为CN104044271A的专利文献公布了一种双打印头机构的三维打印机，其中两个并排的打印头具有加热块及不同口径的打印喷嘴，根据打印精度需求将其中一个打印头切换成工作位置。该三维打印机由于设置具有不同有效孔径的打印喷嘴，可根据打印速度及精度的要求进行选择使用不同有效孔径的打印喷嘴，在满足打印精度要求的条件下，提高打印效率。但是，打印喷嘴在从工作状态切入待机状态后，通常会出现“溢胶”现象，即在送料滚轮的送料惯性及打印头在变速移动过程中震动的作用下，该打印喷嘴内的熔融状态成型材料会继续从打印喷嘴中挤出，滴落于三维物体的打印面上，降低三维物体的打印精度。

发明内容

本实用新型的主要目的是提供一种三维打印机用打印头，旨在便于提高三维打印机的打印效率；

本实用新型的另一目的是提供以上述打印头构建的三维打印机。

为了实现上述主要目的，本实用新型提供的三维打印机用打印头包括液化器及调整单元，调整单元包括调整盘，调整盘的盘面的法线沿垂向布置，调整盘的上盘面紧贴液化器的出口端的端面地设于液化器下方，调整盘相对液化器可绕垂向轴旋转；液化器的出口端端壁与调整盘中的一个上设有一个第一挤出孔，另一个上设有两个以上的第二挤出孔；每个第二挤出孔的有效孔径各不相同，且小于等于第一挤出孔的有效孔径；通过调整盘相对液化器绕垂向轴的旋转，第一挤出孔有选择地与其中一个第二挤出孔对接；与设于出口端端壁上的挤出孔对接的设于调整盘上的挤出孔的出料口构成打印头的挤出喷口。

由以上方案可见，通过调整盘相对液化器绕垂向轴的旋转，实现第一挤出孔与其中一个第二挤出孔对接组合构成处于工作状态的挤出孔，即对有效孔径进行组合，从而可对处于工作状态的挤出孔的有效孔径进行选择，提供更多的选择范围，提高三维打印机的打印效率；由于只有一个加热熔融腔，其在完成挤出孔的有效孔径调整后，不会因为送料滚轮等送料机构的送料惯性而出现“溢胶”现象。此外，由于采用设于调整盘上的挤出孔替代现有长圆柱状的打印喷嘴，可简化打印头的结构。

一个具体的方案为出口端端壁为一定位盘，定位盘的中心处形成有中心轴孔，第一挤出孔位于定位盘上偏离中心轴孔处；调整单元还包括传动轴及调整电机，调整电机的转子轴与传动轴传动连接，传动轴的下端穿过中心轴孔并与调整盘固定连接；传动轴设于液化器外；第二挤出孔环绕传动轴的轴线布置地设在调整盘上。