[发明专利]一种双流道打印头的切换送料机构

说明书

本发明公开了一种双流道打印头的切换送料机构，包括基座、电机、主动送料轮、换向轮系和送料从动轮组件；电机安装在基座中部，主动送料轮和换向轮系依次安装在电机转轴上，送料从动轮组件转动安装在基座上；当电机转轴旋转在第一方向时，驱动主动送料轮转动的同时，通过换向轮系驱动送料从动轮组件摆动，将主动送料轮一侧的丝材压在主动送料轮上；当电机转轴旋转在第二方向时，驱动主动送料轮转动的同时，通过换向轮系驱动送料从动轮组件反方向摆动，将主动送料轮另一侧的丝材压在主动送料轮上，实现丝材的切换打印。本发明仅由一个电机即可同步为送料机构的切换和丝材的送进提供驱动力，大大降低了整个打印系统的重量以及控制复杂性。

技术领域

本发明涉及基于熔融堆积快速成型工艺的3D打印机，具体涉及一种双流道打印头的切换送料机构。

背景技术

基于熔融堆积快速成型工艺的3D打印机是通过计算机控制打印头将塑料丝熔融挤出成0.1～0.4mm左右的细丝并逐层打印堆积成三维实体。通常，熔融堆积快速成型工艺在制造有悬臂结构的物件时需要添加支撑。若3D打印机打印头只有单熔融流道设计结构，打印的物体和支撑只能用同一种材料来构建。尽管在打印过程中，可以通过控制打印头的运行方式使得支撑部分变得较为疏松以达到便于剥离的目的，但由于是使用同一种材料，打印完成后在物体和支撑的边界难以辨认造成剥离困难，支撑剥离时也容易造成物体精细结构损伤。为了解决该问题，目前，基于熔融堆积快速成型工艺的3D打印机打印头多采用双流道结构，其中一个流道用于熔融挤出ABS塑料等模型成型材料，另一个流道用于熔融挤出可容易物理剥离或化学剥离的支撑材料，剥离时不会损伤已成型的模型；当打印过程中需要挤出哪种材料时，系统控制切换机构将熔融流道对应送料机构切换至工作状态，实现两个熔融流道的交替挤出。已公开的3D打印机双流道打印头切换方式可以分为两类：

一类是两个熔融流道分别由两个电机单独驱动送料，当需要切换流道时，系统控制对应送料电机旋转，实现对相应材料的送料挤出。此类双流道打印头的送料切换需要用到两套电机及驱动元件，增加了控制系统的复杂程度。

另一类是依靠一个送料电机并配与一套复杂的机械机构并借助外力来实现送料切换。通过外力驱动复杂机械结构实现两个熔融流道对应送料机构工作状态的切换，配与送料电机旋转方向的变化实现相应材料的送进挤出。这种切换方式结构复杂，增加了打印头的体积和重量，极大制约了打印速度的提高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种双流道打印头的切换送料机构，仅由一个电机即可同步为送料机构的切换和丝材的送进提供驱动力，大大降低了整个打印系统的重量以及控制复杂性。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种双流道打印头的切换送料机构，包括基座、电机、主动送料轮、换向轮系和送料从动轮组件；电机安装在基座中部，主动送料轮和换向轮系依次安装在电机转轴上，送料从动轮组件转动安装在基座上，且与换向轮系活动连接；当电机转轴旋转在第一方向时，驱动主动送料轮转动的同时，通过换向轮系驱动送料从动轮组件摆动，将主动送料轮一侧的丝材压在主动送料轮上；当电机转轴旋转在第二方向时，驱动主动送料轮转动的同时，通过换向轮系驱动送料从动轮组件反方向摆动，将主动送料轮另一侧的丝材压在主动送料轮上，实现丝材的切换打印。

作为本发明的一种改进，所述的换向轮系包括太阳齿轮、绕太阳齿轮均布的多个行星齿轮、行星架和齿轮圈，太阳齿轮固定安装在电机转轴上，各行星齿轮转动安装在行星架上并与太阳齿轮外啮合连接，齿轮圈安装在行星齿轮的外圈且与行星齿轮内啮合连接，齿轮圈外壁设有轴向的齿槽。

作为本发明的一种改进，所述的送料从动轮组件包括拨叉、左从动送料轮和右从动送料轮，拨叉呈倒V字形，中部转动安装在主动送料轮正上方，左从动送料轮和右从动送料轮分别转动安装在拨叉两端，拨叉中部下方设有与齿槽啮合的齿台。

作为本发明的一种改进，所述的左从动送料轮和右从动送料轮上均设有用于约束、导向丝材的V型凹槽。