[实用新型]一种3D打印机喷头散热结构

说明书

本实用新型公开了一种3D打印机喷头散热结构，3D打印设备技术领域，解决了现有3D打印喷头蒸发散热技术中存在散热效果不理想的问题，本实用新型包括套设在喷头外的冷却腔，冷却腔内部下半段对应的喷头外壁上设置有由导热材料制成的换热套，换热套的厚度从上至下依次均匀增大，换热套顶部与喷头外壁平滑过渡，换热套上方的喷头外套设有倒锥状的集液锥筒，集液锥筒底部内径大于喷头外径，从而在集液锥筒底部形成出液口，出液口处设置有整流网，集液锥筒顶部外围与冷却腔固定连接且其顶部开设有若干通孔，冷却腔顶部外表面上设置有若干半导体制冷片。

技术领域

本实用新型3D打印设备技术领域，更具体的是涉及一种3D打印机喷头散热结构。

背景技术

3D打印是一种新兴的快速成型技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。该技术在工业设计、建筑、汽车、航空航天、医疗产业以及其他领域都有所应用。

3D打印机最主要的物理构件便是打印机的喷头，3D打印机的喷头可以将粉末原料加热为熔融状态后挤出进行打印成型，所以喷头末端一般会设置电加热层。电加热层在通电加热时会将喷头内的原料加热为熔融物，同时也会将热量传递给喷头本身，进而喷头本身在使用时也处于高温状态。所以为了延长喷头的使用寿命，必须对喷头进行散热降温。现有的喷头的散热方式主要分为风冷式与水冷式以及二者混合的方式，均存在诸多缺陷。例如，风冷式散热需要在喷头附近设置风扇，而风扇运转时会产生振动，振动会影响打印成型的精度，进而有些喷头就采用水冷散热。

现有常规的水冷散热方式主要是在喷头外设置冷却盘管或着冷却夹套，利用冷却水对喷头进行换热冷却。这种冷却方式需要外部动力进行冷却水的循环，结构较为复杂，同时换热效率也不是很高。针对常规水冷效果不理想的问题，现有技术中也存在一些改进技术，例如申请号为2018200167997的实用新型专利公开了一种利用蒸发进行喷头散热的技术，具体是在喷头处设置冷却夹套，冷却夹套中的低沸点的冷却液体与喷头换热后蒸发，利用蒸发吸热的原理，加强了喷头的散热效果。但是其冷却夹套中冷却液体的量较多，喷头散发的热量需要将冷却夹套中所有的液体加热至蒸发温度才能进行蒸发，冷却夹套与其中的冷却液体以及喷头组成的整体是处于温度为液体蒸发温度的环境中，反而不利于喷头的散热。同时其蒸发只存在于冷却夹套顶部的液面处，而对应冷却夹套底部处的喷头难以直接得到蒸发散热的作用，进而该技术整体的散热效果也不理想。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了解决现有3D打印喷头蒸发散热技术中存在散热效果不理想的问题，本实用新型提供一种3D打印机喷头散热结构。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种3D打印机喷头散热结构，包括套设在喷头外的冷却腔，冷却腔内部下半段对应的喷头外壁上设置有由导热材料制成的换热套，换热套的厚度从上至下依次均匀增大，换热套顶部与喷头外壁平滑过渡，换热套上方的喷头外套设有倒锥状的集液锥筒，集液锥筒底部内径大于喷头外径，从而在集液锥筒底部形成出液口，出液口处设置有整流网，集液锥筒顶部外围与冷却腔固定连接且其顶部开设有若干通孔，冷却腔顶部外表面上设置有若干半导体制冷片。

进一步地，换热套的厚度从上至下不均匀增大从而在换热套外壁上形成若干环状的台阶，台阶的台面均向下凹陷形成环状的存液槽。

进一步地，换热套上沿周向设置有若干径向的散热翅片，散热翅片顶部与整流网接触。

进一步地，冷却腔顶部内表面上设置有若干与半导体制冷片对应的导热冷凝片，导热冷凝片位于集液锥筒正上方且与通孔错开。

进一步地，若干导热冷凝片均为圆环形且以喷头轴线圆心同心设置。

本实用新型的有益效果如下：