[实用新型]一种实现被动混合功能梯度材料的3D打印喷头

说明书

本实用新型公开了一种实现被动混合功能梯度材料的3D打印喷头，其包括混料筒、安装在混料筒上部的进料管以及安装于混料筒底部的喷嘴；混料筒内沿其轴向设置有一个以上的混合单元，相邻两个混合单元的间隔距离等于混合单元的长度；每个混合单元均为由多个波纹板拼接而成；混合单元中相邻两个波纹板倾角方向相互垂直。本实用新型利用多个波纹板拼接的混合单元形成一种被动混合结构，混合液体原料在经过混合单元时，液体的流动方向不断被打乱，从而进一步提升液体原料的混合效果；通过这种混合方式，能够使粘度在小于等于110cP液体混合均匀，能够适用于所有基于喷墨的喷涂材料混合。

技术领域

本实用新型属于3D打印技术领域，涉及3D打印喷头，尤其涉及一种实现被动混合功能梯度材料的3D打印喷头。

背景技术

3D打印技术是快速成型技术的一种，通过逐层打印的方式来构造物体。这种快速成型技术实现了几乎任意复杂几何形状物体的制造。传统的3D打印技术多用于单材料的3D打印，现在多材料的3D打印采用多喷嘴模式，线材经加热熔融之后再混合，材料不易混合均匀，且需要外加动力源，从而增加了3D打印设备结构的复杂性，也无法保证换材料后的定位精度。

尤其是对于喷墨3D打印机，国内起步较晚，打印材料为液体粘度材料，市面上大部分喷头不能用于适用。

此外，基于喷墨的3D打印虽然是目前唯一可以实现体素级打印的3D打印技术，但是其喷嘴直径较小、喷涂材料单一、且喷头结构复杂，喷嘴作为喷涂材料的唯一出口，容易出现堵塞等问题。

实用新型内容

针对目前3D打印技术中存在的混合不均、易堵塞及难以实现多材料三维结构等技术问题，本实用新型目的旨在提供一种实现被动混合功能梯度材料的3D打印喷头，通过对旋转叶片结构的改进，实现材料的均匀混合，进而有助于实现3D喷墨打印的高精度、功能梯度材料打印。

本实用新型提供的实现被动混合功能梯度材料的3D打印喷头，其包括混料筒、安装在混料筒上部的进料管以及安装于混料筒底部的喷嘴；

所述混料筒为上端开口的筒状结构；且混料筒开口端配置有密封盖；

所述进料管数量至少为两根，且沿混料筒轴向均匀布置于混料口上部；

所述混料筒内沿其轴向设置有一个以上的混合单元，相邻两个混合单元的间隔距离等于混合单元的长度；每个混合单元均为由多个波纹板拼接而成的柱形结构，其外形与混料筒内壁相匹配；混合单元中相邻两个波纹板倾角方向相互垂直。

上述实现被动混合功能梯度材料的3D打印喷头，需要混合的液体原料按比例分别经进料管进入混料筒，进入混料筒内各液体原料比例可以通过安装于进料管上的电磁阀进行精确控制。在混料筒内，通过设置的混合单元，能够不断打乱液体的流动方向，从而实现良好的流体混合效果。混合均匀的液体原料经喷嘴喷出，完成3D打印。

上述实现被动混合功能梯度材料的3D打印喷头，所述混料筒上与进料管连接的液体入口与混料筒轴向相垂直(即液体入口与混料筒轴向呈90°)，这样能够使以一定的流速喷射进入混料筒的液体原料夹角最大，对冲作用力最大，液体在对流时产生的剪切作用最大，混料筒内的紊流现象最大，从而使混合效果最好。在优先实现方式中，进料管呈L型，其水平部分与混料筒液体入口连接，以进一步确保进入混料筒的液体原料夹角最大。当只有两种打印原料时，进料管数量为两根，且对称布置于混料筒的两侧。