[发明专利]一种可快速更换3D打印喷头

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印设备，尤其涉及一种可快速更换3D打印喷头。

背景技术

广义上来讲，所有通过逐层叠加材料来实现从数字模型到实物的工艺（如挤出、喷射、光照等）都可以被称为“3D打印”。而在科学和工业领域里，3D打印又被称为“增材制造”。它是一种综合了材料成型，机电控制，计算机，三维设计等学科，并高度集成光学、机械、电子技术的高新制造技术。由机械单元，控制单元和材料成型单元等子系统构成的3D打印机是其核心设备。3d打印产业是一项具有工业革命意义的新兴制造产业，随着3d打印发展，提高工作效率是3d打印设备的一个重要方向

熔融挤出成型(FDM)工艺是现在应用最广泛的一种3D打印技术，目前市场占有率超过50%，。该项技术的工艺是使用丝状线材（如蜡、塑料、陶瓷、金属、低熔点合金等热塑性材料）供料，利用电加热方式将丝材加热至略高于熔点温度，以半流动状态从喷嘴挤出，然后迅速冷却固化，形成精确薄层，逐层叠加，最后形成原型。

常用的FDM熔融挤出式打印机的挤出系统由散热器、加热块、喷头和喉管组成，零件间的常使用螺纹进行连接,而且零件更换需要在高温下进行，比较麻烦，影响打印机的工作效率。

在3D打印过程中，由于材料在存放或加热时变质或者由于生产或送料过程中混入杂质等原因导致喷头堵塞，以及在打印碳纤维材料之类的高硬度材料时，由于喷头容易被材料里高硬度颗粒磨损等原因FDM打印机需要经常更换喷头；喷头的更换需要在高温状态下操作，需要在使用工具固定加热块的前提下小心拧喷头，使其从加热块螺纹中旋出，由于喷头一般采用铜质，此过程很容易造成喷头螺纹处断裂。因此如何提高更换喷头的速度和方便性是FDM打印目前需要解决的一个问题。

中国发明专利（201510975757.7：打印喷头）公开了一种打印喷头，所述打印喷头包括：上至下顺次连接的散热管(1)、喉管(2)和喷头，所述喉管(2)上设置有加热装置，所述喷头为倒立且竖直设置的圆锥体，且所述喷头内部至少设置3个通道，所述通道的开口(3)位于所述喷头的上表面，且所述通道至少包括从上到下依次连通且直径递减的固定孔(4)、第一连接管(5)和第二连接管(6)，所述喷头的内部还设置有导液管(7)，所述导液管(7)的一端与多个所述第二连接管(6)相连通，另一端设置在所述喷头的出口(8)处， 且与所述喷头的出口(8)相通， 所述喉管(2)上还设置有调节装置， 所述调节可以关闭或打开所述喉管(2)内部的通道。

中国实用新型专利（201520925609.X：三维打印喷头）公开了一种三维打印喷头，包括箱体，其特征在于：所述箱体内设置有电机，箱体开口上设置有安装板，电机的电机轴贯穿安装板伸出箱体外，箱体外的电机轴上套装有齿轮，电机轴一侧的安装板上设有与齿轮配合挤料的轴承，电机轴下方的安装板上固设有喉管，喉管的下端部设有喷嘴，喷嘴上方的喉管上依次套装有加热块与散热片，箱体的顶部可拆卸连接有皮带夹。

上述第一个发明专利主要解决的问题是可打印多种颜色组合形成的产品；第二个实用新型专利主要解决的问题是方便维修，可对喷头喷出的浆料及时降温；针对打印过程中出现的材料变质和混入杂质堵头等现象，上述两个专利均不能解决。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种可快速更换3D打印喷头，结构紧凑、成本低廉，解决了打印过程中出现材料变质和混入杂质堵头的问题。

解决上述技术问题，采用的技术方案是：本发明提供了一种可快速更换3D打印喷头，包括带卡口喉管、法兰、弹簧、散热器、带卡口喷头和加热块，所述带卡口的喉管安装在所述散热器上；

所述弹簧内嵌于所述带卡口喉管上端面，所述法兰内置于所述带卡口喉管；所述法兰的上端面与所述弹簧的下端面接触，所述法兰的下端面与所述带卡口喉管卡口所在端面处于同一水平面；

所述法兰为圆柱体结构，所述圆柱体结构内设有阶梯通孔；

所述带卡口喷头的卡口端插入所述带卡口喉管的卡口，旋转半圈通过所述弹簧产生的压力使所述带卡口喷头固定安装于所述带卡口喉管。

优选地，所述加热块套设于所述带卡口喉管和所述带卡口喷头，并通过螺杆与所述带卡口喉管连接。

优选地，所述带卡口喉管设有螺杆。

优选地，所述带卡口喷头为垂直设置的圆锥体结构，所述带卡口喷头下端面处设有喷嘴。

优选地，所述散热器、弹簧、法兰和所述带卡口喉管形成固定结构，所述弹簧产生的压力使所述法兰的下端面与所述带卡口喷头的上端面紧密接触，防止材料外泄。