[发明专利]一种非接触压电式3D打印用微滴喷射打印头

说明书

本发明涉及3D打印装置技术领域内一种非接触压电式3D打印用微滴喷射打印头，包括墨盒，墨盒顶部设有负压接口和加墨口，所述墨盒下侧设有若干微滴喷射单元，每个微滴喷射单元分别连接一个打印喷嘴，每个微滴喷射单元对应的墨盒底部分别设有两个分流出口，每个分流出口分别密封连接一个工作墨腔，工作墨腔其中一个侧壁为金属薄膜壁，金属薄膜薄外侧设有脉冲挤压机构用于挤压金属薄膜壁使对应的工作墨腔内压强脉冲式变化，所述工作墨腔底部设有出墨口，顶部设有与对应的分流出口连接的进墨口，所述进墨口和出墨口分别设有单向节流阀，两个工作墨腔的出墨口分别经导流墨路与打印喷嘴连接。本发明的打印头喷射液滴大，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及一种具有两个工作墨腔的非接触压电式3D打印用微滴喷射打印头。

背景技术

铸造砂型的3D打印技术是增材制造技术的重要应用领域。铸造砂型的分层打印原理决定砂型的制备过程由几百层甚至上千层连续扫描打印过程组成，各打印过程包括铺粉和打印头选择性喷射粘结剂两个动作，完成后者动作的是微滴喷射打印头，打印过程中出现漏喷或不喷粘结剂的故障现象均会导致砂型断层报废，而现有工业打印头非铸造砂型打印专用喷头且成本较高，其喷墨墨滴体积偏小、内部结构中压电片与喷射液体直接接触，两者性能不同而产生众多问题，如压电片腐蚀损坏、高粘度流体变干使得压电片丧失形变功能等。这使得设计铸造砂型打印用大墨滴、压电片与液体非直接接触打印头对铸造砂型3D打印过程可靠性及生产成本尤为重要。

现有技术中，在提高3D打印头在铸造砂型制备中的适应性方面，公开号为CN104175557A，名称为“一种基于微滴控制的3D打印头系统及其打印方法”的发明专利中，公开了一种基于微滴控制的3D打印头系统及其打印方法。该技术采用电磁阀控制压缩气体的压强，将压强施加于打印头系统，打印头控制器上设有气压调整旋钮、真空度调整旋钮，可以通过控制压缩气体的压强和流速，从而控制打印头喷嘴进行喷射。该技术中，当增大控制压强时，喷嘴出墨量也随之增加，实现大墨滴体积喷射，但由于这种喷射装置压力工作腔大，液滴难以精确控制且微滴尺寸一致性差。

公开号为CN105729799A，公开日期为2016-07-06，名称为“具有打印头保护装置的3D打印设备及其使用方法”的专利中，公开了一种铸造砂型3D打印头的保护装置及方法，目的是防止因墨水结晶变干而堵塞打印头。该技术通过设计一种打印头清洗站，使得非工作状态下打印头位于清洗站内，隔绝了打印头与空气的接触，阻止了打印液体变干而损坏压电片，延长了打印头的使用寿命。从压电式微滴喷射打印头压电片与喷射液体相隔离方面还未见相关报道。

发明内容

本发明的针对现有技术中3D打印头的喷射液滴大小难以准确控制，打印头使用寿命不长的问题，提供一种具有双工作腔的，可准确控制进行大液滴喷射打印的非接触压电式3D打印用微滴喷射打印头。

本发明的目的是这种实现的，一种非接触压电式3D打印用微滴喷射打印头，包括墨盒，所述墨盒顶部设有负压接口和加墨口，所述墨盒下侧设有若干微滴喷射单元，每个微滴喷射单元分别连接一个打印喷嘴，其特征在于，每个微滴喷射单元对应的墨盒底部分别设有两个分流出口，每个分流出口分别密封连接一个工作墨腔，所述工作墨腔其中一个侧壁为金属薄膜壁，所述金属薄膜薄外侧设有脉冲挤压机构用于挤压金属薄膜壁使对应的工作墨腔内压强脉冲式变化，所述工作墨腔底部设有出墨口，顶部设有与对应的分流出口连接的进墨口，所述进墨口和出墨口分别设有单向节流阀，两个工作墨腔的出墨口分别经导流墨路与打印喷嘴连接。