[发明专利]一种用于3D打印机的打印头及3D打印机及其使用方法

说明书

本发明涉及一种用于3D打印机的打印头以及包含该打印头的3D打印机以及该3D打印机的使用方法，本发明从现有技术的不足出发，基于打印头到打印机进行了多个方面的改进，并提供了相应的使用方法，从而获得了多方面的技术效果。

技术领域

本发明技术属于3D打印技术领域，具体涉及一种用于3D打印机的打印头及3D打印机。

背景技术

3D打印技术是一项将虚拟的智能数字化技术与现代工业生产紧密结合在一起的新型技术，能够直接从计算机模型产生三维物体成型技术。由于3D打印不同于传统的从毛坯件来去除材料从而制造成品的技术，因为又被称为增材制造。

作为3D打印机中的一种类型，纤维复合材料3D打印机具有自身独特的优势。由于在打印材料中使用了纤维，其中纤维起承载作用，因此打印产品能够具有更高的强度等优势。中国专利申请CN 105172144A公开了一种连续纤维增强复合材料3D打印的多级送丝打印头，包括一级加热块3、二级加热块4直至末级加热块5，另外还设置有纤维导管1一级喷嘴12等部件。然而，该专利申请中的技术方案存在如下不足之处：首先，作为纤维复合材料3D打印机的通用问题，由于其中设置了纤维材料，而其中的料丝处于自然松弛状态，喷嘴仅仅起到牵引料丝方向的作用，料丝的位置容易发生变化；其次，从其图1、图2以及图3所示的方案，以及说明书文字内容可知，纤维材料从纤维导管1进入然后从喷嘴12出去，由其喷嘴12的形状结构可知，当打印头的运动方向与打印面平行移动时，由于打印材料直接从喷嘴12中出去，因此纤维材料会被置于打印材料的表面，不能够很好地融入在打印材料中；再次，由于只设置了一个纤维导管，因此只能够使用一种纤维材料。四，其设置了多级加热块，导致打印头的结构较为复杂。此外，作为3D打印的另一个通用性问题，由于第一层材料与打印平台的材料并不相同，因此在第一层打印时打印材料与打印平台直接的结合力非常小，这无法保证打印过程中的稳定。上述专利申请并未提出针对该问题的解决方案。

作为一种已知的解决方案，在打印之前可以对打印平台进行加热操作，从而减小平台与喷头挤出的打印材料之间的温差，防止材料遇冷收缩后不贴于打印平台。然而，这种方案存在耗能较多的问题。此外，作为另一方面的考虑，这也不利于打印材料的快速凝固。中国专利申请CN 109571958A公开了一种3D打印机，针对这一技术问题提出了一种解决方案：在打印平台的两侧设置两个升降单元，并且在升降单元上设置顶板和升降板，通过平移单元带动加热单元移动而依次对打印平台进行预热，以减少电能的消耗。

然而，这种方式虽然在一定程度上降低了电能消耗，但是为此却设置了一套复杂的机构，且也并不利于打印材料的冷却。因此，仍然存在需改进之处。

发明内容

为了至少在一定程度上解决上述技术问题之一，本发明提出以下技术方案。

一种用于3D打印机的打印头，所述3D打印机采用料丝及浆料作为打印材料，所述打印头包括多个料丝通道，所述多个料丝通道在喷嘴处汇合。

进一步地，所述多个料丝通道各自具有料丝入口，且所述料丝入口在圆周上均布。

进一步地，在所述喷嘴的周围设置有环形浆料挤出口，并且在所述打印头的轴向方向上，所述喷嘴相比于所述环形浆料挤出口更靠外。

一种3D打印机，包括上述用于3D打印机的打印头。

进一步地，还包括打印平台，且所述打印平台具有凹陷部。

进一步地，还包括拉力控制装置，用于控制所述料丝的拉力，使所述料丝的拉力保持恒定。

进一步地，还包括挤出装置和预推力施加装置，其中，所述预推力施加装置优选为气动结构。

进一步地，还包括：

冷风通道，设置在所述喷嘴出口处；和/或