[实用新型]一种基于聚硅氮烷涂层的3D打印喷嘴及3D打印喷头

说明书

技术领域

本实用新型涉及3D打印领域，特别涉及一种基于聚硅氮烷涂层的3D打印喷嘴及3D打印喷头。

背景技术

熔融沉积快速成型(FusedDepositionModeling，简称FDM)技术是继光固化快速成型和叠层实体快速成型工艺的另一种应用广泛的快速成型工艺，FDM技术的原理是将丝状热熔性材料加热熔化，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。基于熔融沉积快速成型技术的3D打印正成为一种普遍的加工技术，人们对打印精度的要求越来越高。

3D打印机的进料喉管和喷嘴通常会采用金属管，但是金属管与物料的摩擦系数较高，很容易出现出丝不均匀、不流畅甚至发生堵丝等现象。目前，通常是利用聚四氟乙烯管或聚四氟乙烯涂层的不粘性来解决这一问题；但是3D打印喷嘴的直径只有0.35mm左右，而且打印精度要求越高，喷嘴的直径越小，而聚四氟乙烯管很难加工到这样的精度，所以目前3D打印喷头内的聚四氟乙烯管由于尺寸的限制，其末端实际位于喷嘴出口上方一段距离处，因此，物料在喷嘴末端实际还是与金属管接触；而四氟乙烯涂层由于其不粘性，与金属管的结合强度低，涂层附着力差易脱落，脱落后易堵塞喷嘴，所以也无法解决物料易堵塞的问题。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供了一种基于聚硅氮烷涂层的3D打印喷嘴及3D打印喷头，解决了3D打印中物料易堵塞的问题。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种基于聚硅氮烷涂层的3D打印喷嘴，所述的3D打印喷嘴内壁涂覆有聚硅氮烷涂层。

在本实用新型一实施方式中，所述的聚硅氮烷涂层包括有机聚硅氮烷和/或改性全氢聚硅氮烷。

如本实用新型所述的有机聚硅氮烷结构式如下：

R₁-R₃可以是氢原子或有机取代基，所述有机取代基如甲基、乙基等，且R₁-R₃不全是氢原子。

如本实用新型所述的改性全氢聚硅氮烷为在全氢聚硅氮烷的侧链或末端接枝疏水基团。所述的疏水基团包括但不限于烷烃类、氟醚类、硅类、氟碳类、氟硅类。

在本实用新型一实施方式中，所述喷嘴内壁的材质包括但不限于金属、无机非金属、高分子和复合材料。

在本实用新型一实施方式中，所述的聚硅氮烷涂层与喷嘴内壁通过化学键连接。

在本实用新型一实施方式中，所述的化学键为共价键。

可以理解的是，所述的共价键为聚硅氮烷涂层中聚硅氮烷主链上的仲胺与喷嘴内壁上的羟基反应形成的-O-Si-键。

在本实用新型一实施方式中，所述的聚硅氮烷涂层厚度为0.001～100μm，优选为0.02～20μm。

在本实用新型一实施方式中，所述的基于聚硅氮烷涂层的3D打印喷嘴在涂覆聚硅氮烷涂层前，先对喷嘴内壁进行清洗、去脂和烘干处理。

第二方面，本实用新型提供了一种基于聚硅氮烷涂层的3D打印喷头，包括如第一方面所述的3D打印喷嘴。

在本实用新型一实施方式中，所述的基于聚硅氮烷涂层的3D打印喷头还包括温控装置，及固定在所述喷嘴上端、且与喷嘴内的喷腔相连通的中空的进料喉管，所述进料喉管与喷嘴连接的一端设置有缺口。

其中，所述温控装置包括套装在所述喷嘴上的加热模块，及无缝卡接在所述进料喉管缺口中的温度传感器，所述温度传感器的一端与加热模块相连，另一端与进料喉管的管腔相连通。

本实用新型在所述的进料喉管下端与喷嘴连接处设置缺口，一方面，由于缺口设置的位置离喷嘴最近，监测到的温度与喷嘴内温度误差较小；另一方面，避开了直接在喷嘴上设置缺口，解决了由于喷嘴尺寸较小较难设置合适缺口的问题。

在本实用新型一实施方式中，所述温度传感器与进料喉管的管腔相连通的另一端表面涂覆有如第一方面所述的聚硅氮烷涂层。

在本实用新型一实施方式中，所述进料喉管上端连通有进料装置。

本实用新型在本实用新型一实施方式中，所述的进料喉管内壁涂覆有如第一方面所述的聚硅氮烷涂层。

在本实用新型一实施方式中，所述的打印耗材包括但不限于ABS、PLA、PVC、PP和PE。

本实用新型提供了一种基于聚硅氮烷涂层的3D打印喷嘴及3D打印喷头，解决了3D打印中出丝不均匀、不流畅甚至堵丝的问题。本实用新型的有益效果如下：