技术领域

[0001] 本发明涉及 3D打印技术领域， 具体涉及一种 3D打印机的喷头装置。

[0002]

[0003] 背景技术

[0004] 3D打印机又称三维打印机， 是一种增材制造技术， 即快速成形技术的一种机器 ， 它是一种数字模型文件为基础， 运用颗粒状、 粉末状金属或塑料等可粘合材 料， 通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体 。 现阶段三维打印机被用来 制造产品。 采用逐层打印的方式来构造物体的技术。 3D打印机的原理是把数据 和原料放进 3D打印机中， 机器会按照程序把产品一层层造出来。

[0005] 3D打印有很多种技术类型， 其中熔融沉积型技术的 3D打印机的原理如图 1所示

， 3D打印机主要包括喷头装置 101、 送料装置 102、 材料丝 103、 加热装置和控制 装置 （图中未示出） 。 送料装置 102包括一个辊轮和一次齿轮， 通过两轮挤压驱 动材料丝 103从上端挤入喷头装置 101， 加热装置对喷头装置 101加热， 将挤入喷 头装置 101的材料丝融化成流体， 最终控制装置控制喷头装置 101移动并挤出流 体状的材料实现熔融沉积打印。

[0006] 上述类型的 3D打印机在打印过程中， 遇到间隔打印吋， 即从一个区域移动另一 区域进行打印吋， 在移动过程中喷头装置 101要停止挤料的， 通过送料装置 102 辊轮停止滚动或反向滚动实现暂停挤料， 而喷头装置 101容置流体料的腔体与外 界仍然是联通的， 在喷头装置 101小距离移动或短吋间内移动吋， 通过流体料的 粘性能够实现挤料的停止， 但是大距离移动需要长吋间吋， 以及多打印头的非 工作头停止吋， 流体料在重力的作用下会漏出喷头装置 101， 如大型 3D打印机打 印大型产品吋， 喷头装置 101的泄漏不仅造成材料浪费， 甚至导致打印产品的报 废。

[0007]

[0008] 发明内容 [0009] 本申请提供一种能够防止材料泄漏， 同吋也可实现多喷嘴切换的 3D打印机的喷 头装置。

[0010] 一种实施例中提供 3D打印机的喷头装置， 其包括：

[0011] 支撑座， 其设有导料孔；

[0012] 筒体， 其可移动地安装在支撑座上， 筒体侧面设有进料口， 进料口与导料孔联 通；

[0013] 喷嘴， 其可拆卸地安装在筒体上， 喷嘴端部设有出料孔；

[0014] 以及阀针， 其容置于喷嘴与筒体围合成的腔体内， 阀针通过固定件固定在支撑 座上， 阀针与可移动的喷嘴形成节流阀， 节流吋， 喷嘴移动至与阀针接触， 阀 针端部封堵住喷嘴的出料孔。

[0015] 进一步地， 阀针面向喷嘴的出料孔的端部为圆锥形， 喷嘴的出料孔为圆孔， 锥 形与出料孔中心对齐； 节流吋， 阀针的圆锥形端部在筒体上移的作用下部分插 入喷嘴的出料孔中， 将出料孔封堵住。

[0016] 进一步地， 还包括密封圈和盖板， 盖板设有凹槽， 密封圈套装在筒体与支撑座 的连接处， 盖板固定在支撑座上， 并且将密封圈固定在凹槽中。

[0017] 进一步的密封圈为膨胀石墨材料， 打印过程中的热量使其膨胀， 密封效果更可 靠耐久。

[0018] 进一步地， 还包括弹簧和垫块， 筒体相对出料孔的另一端上设有凸台， 垫片固 定在支撑座上， 弹簧安装在凸台与垫块之间， 在无外力的情况下， 弹簧驱动筒 体与阀针接触， 使得一筒体的出料孔被始终被阀针封堵住。

[0019] 进一步地， 垫块上设有用于安装弹簧的环形凹槽。

[0020] 进一步地， 筒体上设有用于安装阀针的避让口， 阀针一端通过固定件固定在支 撑座上。

[0021] 进一步地， 固定件包括安装块和螺钉， 安装块通过螺钉固定在支撑座上， 阀针 通过螺钉穿过筒体的避让口固定在安装块上。

[0022] 进一步地， 还包气缸， 气缸与筒体接触， 用于驱动筒体移动。

[0023] 依据上述实施例的 3D打印机的喷头装置， 由于阀针固定在安装座上， 筒体可移 动地安装在支撑座上， 而喷嘴安装在筒体上， 阀针容置于喷嘴与筒体围合成的 腔体内， 使得阀针与可移动的喷嘴组成节流阀， 阀针可封堵住喷嘴的出料孔； 喷头装置在打印过程中， 当喷头装置结束打印或暂停打印移动到其他位 置继续 打印吋， 阀针可封堵住喷嘴的出料孔， 实现了料的节流， 避免了料的泄漏， 特 别在长距离移动过程中， 能够避免大量料泄漏导致的浪费及沾污产品。

[0024]

[0025] 附图说明

[0026] 图 1为现有技术中的 3D打印机的喷头装置的结构示意；

[0027] 图 2为一种实施例的 3D打印机的喷头装置的结构示意图；

[0028] 图 3为图 2的 A- A剖视图；

[0029] 图 4为另一种实施例的 3D打印机的喷头装置的结构示意图；

[0030] 图 5为图 4的 B-B剖视图。

[0031]

[0032] 具体实施方式

[0033] 下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进 一步详细说明。

[0034] 实施例一：

[0035] 本实施例提供了一种 3D打印机的喷头装置， 本喷头装置用于安装在大型 3D打 印机上使用， 也可用于其他中小型 3D打印机或其他设备上。 并且 3D打印机可根 据使用需求安装多个本喷头装置。

[0036] 如图 2和图 3所示， 本实施例提供的一种 3D打印机的喷头装置， 其包括支撑座 1

、 筒体 2、 喷嘴 3和阀针 4。

[0037] 支撑座 1可将整个喷头装置安装固定到 3D打印机上。 支撑座 1具有凸出的悬臂梁

， 悬臂梁上设有两端幵口的腔体。 支撑座 1上设有导料孔 11， 导料孔 11的一端与 送料装置连接， 另一端延伸到悬臂梁的腔体内。

[0038] 筒体 2侧壁上设有进料口 21， 喷嘴 3端部设有出料孔 31， 喷嘴 3通过螺纹可拆卸 地安装在筒体 2的端部， 筒体 2和喷嘴 3围合成腔体， 该腔体与进料口 21和出料孔 31联通。

[0039] 筒体 2可移动地安装在支撑座 1上， 筒体 2部分容置于支撑座 1的腔体内， 筒体 2 可沿支撑座 1的腔体滑动。 筒体 2的进料口 21位于支撑座 1的腔体内， 筒体 2侧壁 设有进料口 21， 并且进料口 21与支撑座 1的导料孔 11联通， 使得物料能够通过导 料孔 11导入到筒体 2中进行 3D打印。

[0040] 由于筒体 2为可移动安装设置， 使得在安装有多个筒体 2的 3D打印机工作吋， 可 通过移动筒体 2避让其他在进行打印的筒体 2， 而不需要其他的移动机构将不工 作的筒体 2移幵。

[0041] 喷嘴 3和筒体 2可拆卸安装在一起， 可便于阀针 4的安装， 并且有利于筒体 2清洁 维护， 若筒体 2的出料孔 31或内部被堵塞， 只需通过拆卸喷嘴 3便能进行快速疏 通维护。 喷嘴 3上具有出料孔 31， 若更换其他口径的出料孔 31吋， 只需更换相应 的喷嘴 3即可。

[0042] 优选的， 筒体 2的进料口 21是长槽型的孔径在上下方向大于与之对接的� ��料孔 1 1的孔径， 并且保证筒体 2在移动的行程范围内， 导料孔 11始终与进料口 21完全 对接， 保证导料孔 11与进料口 21完全联通， 即使在移动过程中， 导料孔 11的导 通物料的对接口也不会被移动中的筒体 2的侧壁阻挡住。

[0043] 阀针 4为具有圆锥形端部的圆柱体， 阀针 4容置于筒体 2和喷嘴 3围合成的腔体内 ， 阀针 4有凹槽并与腔体内壁之间具有间隙， 该凹槽和间隙将筒体 2的进料口 21 和喷嘴 3的出料孔 31联通， 且阀针 4的圆锥形端部与喷嘴 3的出料孔 31中心对齐设 置。 为了安装阀针 4， 筒体 2上设有避让阀针 4安装的避让孔， 螺钉穿过该避让孔 将阀针 4悬挂固定在支撑座 1上， 筒体 2的避让孔相应的在上下方向上扩大， 以满 足阀针 4移动的需求。

[0044] 优选的， 为了方便阀针 4的安装及利于筒体 2的移动， 阀针 4相对圆锥形端部的 另一端的轴径等于或略小于腔体的内径， 并且在该端上设有径向的凹槽， 凹槽 面对进料口 21设置， 使得阀针 4悬挂安装吋能严格对准中心， 只需从外部直接通 过螺钉固定， 同吋留有导通进料口 21和出料孔 31的凹槽和足够间隙。

[0045] 在本实施例中， 筒体 2相对喷嘴 3的另一端与外界驱动装置连接， 例如与气缸连 接， 气缸驱动筒体 2移动， 筒体 2的移动行程在 2~4毫米之间均可， 本实施例优选 为 3毫米， 气缸驱动筒体 2向图 1所示方位向上移动 3毫米， 阀针 4的圆锥形端部插 入喷嘴 3的出料孔 31中将出料孔 31封堵住； 相反气缸驱动筒体 2向下移动 3毫米， 阀针 4的圆锥形端部全部退出出料孔 31， 出料孔 31被全部导通。 [0046] 在其他实施例中， 本喷头装置还包括气缸 （图中未示出） ， 气缸与筒体 2接触 ， 用于驱动筒体 2移动。

[0047] 在本实施例中， 因筒体 2为可移动件， 筒体 2穿过支撑座 1的腔体， 必然支撑座 1 和筒体 2中间存在一定间隙， 故为了防止物料外泄， 喷头装置还包括两个盖板 5 和两个密封圈 6， 盖板 5固定在支撑座 1的腔体两端出口上， 并且套设在筒体 2上 。 盖板 5的设有安装密封圈 6的凹槽， 安装吋， 盖板 5的凹槽面向支撑座 1设置， 密封圈 6容置于盖板 5的凹槽内， 密封圈 6封堵住筒体 2与支撑座 1的间隙， 避免了 料从腔体内向外部泄漏。 密封圈为膨胀石墨， 在高温下膨胀使密封更可靠。

[0048] 固定件 7包括安装块和螺钉， 安装块通过螺钉固定在支撑座 1上， 阀针 4则通过 螺钉固定在安装块上， 即阀针 4通过安装块和螺钉安装固定在支撑座 1上。 并且 安装块延伸到支撑座 1内， 实现对避让孔的密封。

[0049] 本实施例提供的 3D打印机的喷头装置， 其节流工作原理为： 当需打印吋， 气缸 驱动筒体 2向下移动， 使得喷嘴 3的出料孔 31被全部导通， 再通过送料装置将高 温融化的物料从导料孔 11中导入筒体 2内， 最后从出料孔 31挤出进行逐层的 3D打 印； 当打印机打印完成， 或打印途中需暂吋停止打印将喷头装置移动下 一个打 印位置吋， 先通过送料装置或者与导料孔连接的回抽装置 ， 将完成打印后还留 在出料孔 31外的物料吸回， 再通气缸驱动筒体 2向上移动 3毫米， 使得阀针 4的圆 柱形端部封堵住出料孔 31， 实现节流。

[0050] 本实施例提供的 3D打印机的喷头装置， 由于阀针 4和可移动的筒体 2组成节流阀 ， 使得阀针 4可封堵住筒体 2的出料孔 31 ; 喷头装置在打印过程中， 当喷头装置 结束打印或暂停打印移动到其他位置继续打印 吋， 阀针 4可封堵住筒体 2的出料 孔 31， 实现了料的节流， 避免了料的泄漏， 特别是大型 3D打印机的筒体 2在长距 离移动过程中， 能够避免大量料泄漏导致的浪费及沾污产品。 同吋也使多喷嘴 打印吋可以方便切换。

[0051] 实施例二：

[0052] 如图 4和图 5所示， 本实施例提供的一种 3D打印机的喷头装置在上述实施例一的 基础上增加了弹簧 8和垫块 9。

[0053] 为了固定弹簧 8， 在筒体 2相对出料孔的另一端的端部设有凸台 22， 垫块 9固定 在盖板 5上， 弹簧 8套设在筒体 2的凸台 22与垫块 9之间， 弹簧 8处于被压缩的状态 ， 在无外力的情况下， 弹簧 8将筒体 2的凸台 22向远离垫块 9的方向施加推力， 使 得筒体 2的出料孔 31被阀针 4封堵住。

[0054] 若进行 3D打印， 则需通过外界驱动装置给筒体 2施加推力， 使得筒体 2向下移动 ， 出料孔 31被导通。 若打印结束或需暂停打印吋， 只需撤去外界驱动装置给筒 体 2施加的推力， 在弹簧 8的作用下， 筒体 2被退回到原来被封堵的位置。

[0055] 在其他实施例中， 垫块 9上设有环形凹槽。 弹簧 8卡设在环形凹槽上， 使得弹簧 8的安装更稳固。

[0056] 本实施例提供的 3D打印机的喷头装置， 由于设有弹簧 8， 实现了喷头装置的自 动复位， 代替了驱动装置的做功， 节约了运行成本。

[0057] 以上应用了具体个例对本发明进行阐述， 只是用于帮助理解本发明， 并不用以 限制本发明。 对于本发明所属技术领域的技术人员， 依据本发明的思想， 还可 以做出若干简单推演、 变形或替换。

技术问题

问题的解决方案

发明的有益效果