[实用新型]一种FDM型3D打印机的打印头

说明书

本实用新型公开了一种FDM型3D打印机的打印头，包括进料机构以及位于进料机构下方的挤出机构，挤出机构包括散热装置、喷嘴、热源、以及与热源接触导热的加热件，散热装置上设有第一通孔道，加热件上具有第二通孔道，所述FDM型3D打印机的挤出机构还包括一隔热块，隔热块上设有第三通孔道，隔热块设于散热装置和加热件间，本实用新型，一方面，加热件的第二通孔道内的料丝受热过程中，中间热传导介质数量少，整个传导过程中热量损耗少，加热件的第二通孔道内料丝吸热率高；另一方面，对于以固态形态进入加热件的第二通孔道内的料丝，可直接加大热源产生的热量，使料丝熔融挤出速度快。

技术领域

本实用新型涉及3D打印设备领域，特别是一种FDM型3D打印机的打印头。

背景技术

区别于传统模具成型技术，3D打印技术是一种以数字模型文件为基础，按照程序将成型材料逐层堆叠成物体的快速成型技术。熔融沉积成型技术(FDM 技术)作为3D打印技术的一种，主要是通过FDM型3D打印机打印头的挤出机构将送料机构送来的热塑性丝状材料(以下统称为料丝)高温熔融并挤出，挤出的熔融状材料失温凝固粘结成固态，在逐层堆叠后，最终形成一个具有稳定形状的实物，其具有可成型材料多样、成型的实物强度高等优点，成型的实物可直接充当产品出售，缺点是打印速度较慢，无法应用于大规模、大批量生产中。

FDM型3D打印机的打印头，作为打印机的关键部件之一，决定着打印速度。现有FDM型3D打印机的打印头，包括进料机构和挤出机构，其中，进料机构包括驱动轮以及与驱动轮配合进料的压紧轮，如中国专利申请号 201810841882.2公开的专利文件中所述，挤出机构则大都如中国专利申请号 201510179258.7公开的专利文件中所述，包括其内设有热源的加热块，加热块上开设有通孔，通孔内同轴设置有轴向连接导通的喉管和喷嘴。工作时，料丝穿过并夹持于进料机构的驱动轮和压紧轮间，驱动轮旋转，驱动轮与料丝间的摩擦力使料丝前进，前进的将料丝送至挤出机构，料丝到达挤出机构后，由挤出机构的喉管依次进入喷嘴，加热块内的热源产生的热量，由热源依次传导至加热块、喉管/喷嘴以及喉管和喷嘴内的料丝，使料丝在喉管和喷嘴内受热熔融，熔融后的料丝由喷嘴挤压出。该FDM型3D打印机的打印头，一方面，挤出机料中喉管受热后，热量沿其轴向向上传递，进入喉管的料丝于较大的一下行行程中，逐渐受热，由最初的固态先变成黏糊状态，黏糊状态的料丝粘性大，下行速度慢，且相比固态，其受热后膨胀，体积变大，下行速度慢且体积变大的黏糊状态的料丝于喉管内易造成堵塞，影响打印；另一方面，料丝于挤出机构喉管内受热后，通常由固态变成黏糊状态，进入喷嘴后，要求料丝继续受热，由黏糊状态变成熔融状态挤出，然而，由于热量由热源传导至喷嘴内的料丝上，期间中间传递介质过多，根据接触热阻的定义，热传导途径中接触界面数量越多则热量损耗越大，可知，热量由热源传导至喷嘴内的料丝上的过程中损耗较大，相对应地，喷嘴内的料丝所吸收的热量则较少，加上喷嘴长度又通常较短，只有10mm-15mm，料丝于喷嘴内行程短、吸热又少，完全熔融挤出所需的时间较长，也即挤出速度较慢，如孔径为0.4mm的喷嘴，料丝硬度一般，且供料充足的情况下，其一般挤出速率在50mm/s左右，其仅适用于低速打印，而无法进行高速打印。

发明内容

本实用新型的目的一在于提供一种FDM型3D打印机的打印头。