[发明专利]一种流量自动变径3D打印挤出头

说明书

技术领域

本发明涉及一种3D打印机，具体涉及一种流量自动变径3D打印挤出头。

背景技术

3D打印技术为人类生活带来极大的便利，3D打印技术在食品、建筑、医学方面有着广泛的应用，其对复杂工件的制造具有巨大的优势，3D打印机可通过与计算机、机床的配合对复杂的工件进行制造并且与传统制造工艺相比较其制造时间短、制造成本低、制造精度高。

现有的3D打印挤出头在打印工件过程中，挤出口的挤出半径为固定不变的，当打印工件需要更大的挤出量与挤出半径时，现有的挤出口无法根据工件的需要改变其挤出量与挤出半径。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的提供一种打印过程中挤出半径可切换的3D打印机挤出头，并且本发明具有根据挤出量自动切换挤出半径的功能。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。

一种流量自动变径3D打印挤出头包括支撑主体，支撑主体上设置有用于贮存打印耗材的贮料管，支撑主体下端连接有喷头，喷头包括用于输送耗材并且与贮料管共轴线布置的引料管，引料管与贮料管滑动套接并且引料管可沿自身轴线滑动，支撑主体内设置有热源并且热源可将由贮料管输送至引料管内的耗材加热至熔融态，喷头可将由引料管输送的熔融态耗材挤压至打印工作面，喷头还包括挤出口外壁、流量控制体，流量控制体与挤出口外壁的内壁可随挤出量的变化处于配合或脱离状态，并调节挤出口外壁的挤出口径。

上述技术方案的进一步改进。

挤出口外壁、流量控制体分别呈圆台状并且挤出口外壁靠近贮料管一侧同轴设置有柱状外壁、流量控制体靠近贮料管一侧同轴设置有柱状块，挤出口外壁的柱状外壁与流量控制体的柱状块密封匹配并且挤出口外壁的母线与流量控制体的母线平行，挤出口外壁设置有空腔并且空腔可收纳流量控制体，挤出口外壁的底部设置有挤出口并且挤出口与流量控制体的底面匹配，流量控制体与引料管的排料端固定连接，流量控制体同轴套接于挤出口外壁的内壁并且流量控制体可沿自身轴线靠近或远离挤出口外壁，流量控制体上设置有若干导料孔，所述导料孔包括第一导料孔、第二导料孔，第一导料孔同轴设置于流量控制体的底部并且第一导料孔与引料管连通，第一导料孔的直径小于挤出口外壁的挤出口半径，第二导料孔沿流量控制体的周向设置并且第二导料孔的轴线垂直于流量控制体的侧面且第二导料孔与引料管连通；当耗材挤出量较小时，喷头处于第一状态，流量控制体受重力与第二导料孔处耗材对流量控制体施加使流量控制体远离挤出口外壁的压力并且耗材对其压力竖直方向的分力小于流量控制体自身重力，此时流量控制体与挤出口外壁内壁的紧密贴合，挤出口与流量控制体的底面匹配并且挤出半径为第一导料孔的半径；当耗材挤出量较大时，喷头处于第二状态，耗材对流量控制体的压力在竖直方向分力大于流量控制体自身重力，此时流量控制体沿自身轴线向远离挤出口外壁内壁的方向运动，流量控制体与挤出口外壁内壁之间存在接触间隙，熔融态耗材分别由第一导料孔、第二导料孔排出，熔融态耗材由第一导料孔排出后运动至挤出口、熔融态耗材由第二导料孔排出后沿流量控制体与挤出口外壁的间隙向挤出口运动，第一导料孔、第二导料孔排出的耗材在挤出口处合流并有挤出口挤压至打印工作面。

上述技术方案的进一步改进。

喷头与支撑主体之间设置有可将喷头与支撑主体固定的螺纹连接件，螺纹连接件的上端与支撑主体连接、螺纹连接件的下端与喷头的挤出口外壁连接并且螺纹连接件与挤出口外壁之间形成有避让腔。

上述技术方案的进一步改进。

流量控制体与螺纹连接件之间设置有使流量控制体与螺纹连接件相互远离的弹簧；弹簧为流量控制体提供靠近挤出口外壁的作用力并保证在第一状态下流量控制体与挤出口外壁的接触间隙为零，防止第一状态下耗材对流量控制体施加的使其远离挤出口外壁挤压应力大于流量控制体的自身重力，保证了第一状态流量控制体不与挤出口外壁发生脱离并确保了挤出口在挤出耗材时的稳定性。

上述技术方案的进一步改进。

第二导料孔沿流量控制体周向均匀间隔分布并且相邻第二导料孔安装高度相同；采用该布局方式使第二导料孔内熔融态耗材对流量控制体的压力在水平方向上的分力相互平衡，可防止熔融态耗材产生的压力造成流量控制体沿径向的位移。

一种流量自动变径3D打印挤出方法，其步骤包括：

S1.接通电源，支撑主体内的热源将位于引料管内的耗材加热至熔融态，熔融态耗材沿引料管的轴线向流量控制体方向流动；