[发明专利]一种面向真空环境的阻热节能式FDM打印头

权利要求书

1.一种面向真空环境的阻热节能式FDM打印头，其特征在于：所述打印头适用的物料熔点不高于800℃，打印头包括连接导向器（1）、被动阻热器（2）、加热器（3）和喷嘴（4），其中，

所述连接导向器（1）为待挤出物料进入打印头的入口，并提供打印头与打印系统连接的机械接口；所述被动阻热器（2）上端与连接导向器（1）相连，下端与加热器（3）固定，丝材进入被动阻热器（2）后，下部较短部分受加热器（3）热作用材质软化，中上较长部分在被动阻热器冷却作用下，保持固态并传递持续的挤出推力；所述加热器（3）为物料熔融/熔化提供热源并反馈加热温度；所述喷嘴（4）与加热器（3）连接，物料在喷嘴液腔熔融/熔化后挤出；

所述被动阻热器（2）采用阻热设计，在真空无对流环境中，利用高阻热材料的被动控温特性，结合热传导接触面积的优化设计，使被动阻热器（2）快速降温功能，避免物料堵塞；同时，被动阻热器（2）阻止热量上传，最大限度限制加热器（3）热量被散热机构耗散，降低热量损耗；

所述被动阻热器（2）包括阻热导向座（21）、阻热块（22）、阻热螺钉I（23）和阻热螺钉II（24），所述被动阻热器（2）的阻热导向座（21）与阻热块（22）中心对心，贯穿等截面孔供物料通过，所述阻热导向座（21）与阻热块（22）通过连接螺钉I（23）固定；所述被动阻热器（2）与所述加热器（3）通过阻热螺钉II（24）固接；

所述阻热器（2）使用阻热材料，阻热导向座（21）、阻热螺钉I（23）和阻热螺钉II（24）的热导率小于20W/(m·K)，阻热块（22）的热导率小于10W/(m·K)；

所述阻热块（22）结构包括实体结构、框架结构、镂空拓扑结构中的一种或几种；

所述阻热器（2）与加热器（3）的连接面具备高温密封功能，防止物料泄露，所述被动阻热器（2）和加热器（3）接触面积优化后小于15mm×10mm；

所述连接导向器（1）包括润滑导管（11）、导管接头（12）和连接座（13），润滑导管（11）由导管接头（12）的卡套式管接方式固定，并穿过导管接头（12）、连接座（13），与阻热导向座（21）对心；导管接头（12）下侧外螺纹与连接座（13）内螺纹孔连接；物料从润滑导管（11）进入打印头；连接座（13）的法兰台上对称分布螺纹孔，用于打印头与打印系统的机械连接；导向器（1）和被动阻热器（2）通过连接座（13）内螺纹与阻热导向座（21）外螺纹连接。

2.如权利要求1所述一种面向真空环境的阻热节能式FDM打印头，其特征在于：所述加热器（3）包括加热块（31）、加热元件（32）以及热传感元件（34），所述加热块（31）连接加热元件（32）与热传感元件（34），所述加热器（3）中心的防漏密封管螺纹连接喷嘴（4）；加热元件（32）对称分布于喷嘴（4）两侧，快速均匀加热喷嘴内物料；热传感元件（34）实时反馈物料熔融/熔化温度。

3.如权利要求1-2任一所述一种面向真空环境的阻热节能式FDM打印头，其特征在于：所述物料通过的被动阻热器（2）圆孔内壁、喷嘴（4）液腔内壁均具有高温润滑涂层，降低物料与内壁摩擦阻力。

4.如权利要求1-2任一所述一种面向真空环境的阻热节能式FDM打印头，其特征在于：所述打印头适用的物料范围是聚合物及其复合材料、金属合金及其复合材料、无机非金属及其复合材料中的一种或几种。

5.如权利要求1-2任一所述一种面向真空环境的阻热节能式FDM打印头，其特征在于：所述打印头适用的物料形态包括丝材和带材。

6.如权利要求5所述一种面向真空环境的阻热节能式FDM打印头，其特征在于：所述丝材截面形状包括圆形、三角形、四边形，带材截面形状包括椭圆形、三角形、四边形。