一種彩色3d打印機(jī)擠出噴頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及的是一種3D打印機(jī)，具體地說(shuō)是3D打印機(jī)的噴頭結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印(3DP)即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。根據(jù)其成型方式及可用材料的不同分為選擇性激光燒結(jié)(SLS)、熔融沉積成型技術(shù)(FDM)、立體光刻成型技術(shù)(SLA)和層疊制造技術(shù)(LOM)，其中熔融沉積成型技術(shù)(FDM)具有材料利用率高、材料成本低、可選材料種類多、工藝簡(jiǎn)潔等優(yōu)點(diǎn)，F(xiàn)DM發(fā)展迅速且得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]基于FDM成型原理的3D打印機(jī)，目前主流的材料是PLA和ABS塑性線材，大多數(shù)市面上的3D打印機(jī)只能實(shí)現(xiàn)單色打印，目前獲得多色塑料打印件的方法包括:1、采用雙噴頭或多噴頭3D打印機(jī)，每個(gè)噴頭裝入不同顏色的耗材且有各自負(fù)責(zé)一種顏色的打印，該方法成本高且效率低，顏色的種類受噴頭個(gè)數(shù)的限制。2、將不同顏色的線材進(jìn)行對(duì)接，打印顏色為按高度分區(qū)的色帶，打印的靈活性差，不能在特定位置打印特定的顏色。3、將不同的部件用不同的顏色打印，在將部件組裝起來(lái)，實(shí)際上仍不是彩色打印。目前市面上已經(jīng)出現(xiàn)基于三原色混合原理的3D打印機(jī)噴頭，但是物料在混合腔中的沒(méi)有夠充分混合就被擠出來(lái)，因而打印出的產(chǎn)品存在色差，并不應(yīng)用于色彩精度要求高的場(chǎng)合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供解決目前3D打印機(jī)難以實(shí)現(xiàn)單噴頭彩色打印和彩色3D打印存在色差等問(wèn)題的一種彩色3D打印機(jī)擠出噴頭。
[0005]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本實(shí)用新型一種彩色3D打印機(jī)擠出噴頭，其特征是:包括噴頭組件，所述噴頭組件包括噴頭、轉(zhuǎn)套、大齒輪、小齒輪、步進(jìn)電機(jī)，轉(zhuǎn)套安裝在噴頭外部并通過(guò)轉(zhuǎn)套上的環(huán)形凸起定位，噴頭下方和轉(zhuǎn)套之間形成錐形混合腔，錐形混合腔下方設(shè)置噴嘴，大齒輪通過(guò)彈性擋圈安裝在轉(zhuǎn)套外部，小齒輪與大齒輪嚙合，固定在電機(jī)支架上的步進(jìn)電機(jī)連接小齒輪，電機(jī)支架固定在噴頭上，噴頭里設(shè)置環(huán)形槽、流道1、流道II和流道III，流道1、流道I1、流道III均與錐形混合腔相通，環(huán)形槽里安裝電阻絲加熱器，流道I外安裝進(jìn)料組件I，流道II外安裝進(jìn)料組件11，流道111外安裝進(jìn)料組件III，進(jìn)料組件1、進(jìn)料組件11、進(jìn)料組件III均為導(dǎo)管型。
[0007]本實(shí)用新型還可以包括:
[0008]1、還包括激光加熱器，激光加熱器固定在電機(jī)支架上方，激光加熱器下方安裝激光頭，電機(jī)支架上與激光頭對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)通透的孔，同時(shí)通孔位于環(huán)形槽的上方，噴頭里設(shè)置通孔，通孔與激光頭的位置相對(duì)應(yīng)。
[0009]2、噴頭的底部安裝有能堵住通孔的耐熱玻璃。
[0010]3、轉(zhuǎn)套上安裝微型攪拌棒，微型攪拌棒位于錐形混合腔里。[0011 ] 4、進(jìn)料組件1、進(jìn)料組件11、進(jìn)料組件III的外壁均套有螺旋式的水冷管。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于:
[0013]1、紅、黃、藍(lán)三種顏色物料通過(guò)進(jìn)料組件進(jìn)入到錐形混合腔內(nèi)，電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)套繞噴頭旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的微型攪拌棒對(duì)物料進(jìn)行混合調(diào)色，調(diào)整不同顏色物料的進(jìn)料速度即可得到不同顏色，真正的實(shí)現(xiàn)單噴頭彩色3D打印;轉(zhuǎn)套采用剖分式結(jié)構(gòu)，有利于旋轉(zhuǎn)混合式噴頭組件的安裝和拆卸，轉(zhuǎn)套與噴頭間的間隙足夠小來(lái)保證熔融狀態(tài)的物料不會(huì)影響其轉(zhuǎn)動(dòng)?；旌贤瓿傻奈锪显趶膰娮鞌D出后，由于微型攪拌棒足夠細(xì)，不會(huì)有過(guò)多的殘余物料在其上面;錐形混合腔加工足夠小使物料既能混合及時(shí)又不影響單點(diǎn)配色精度。
[0014]2、噴頭采用電阻絲和激光并行加熱的方式，電阻絲加熱器為噴頭整體提供主要熱量，使進(jìn)料組件送入的物料在噴頭內(nèi)熔化;3D打印機(jī)噴頭存在溫度不均的現(xiàn)象，采用激光對(duì)混合腔內(nèi)的物料進(jìn)行局部加熱，保證混合腔內(nèi)物料溫度的合理和準(zhǔn)確性。激光加熱器同時(shí)具有溫度測(cè)量和自動(dòng)控制功能，在混合腔內(nèi)沒(méi)有物料時(shí)，激光加熱器不工作以免燒傷打印件;在噴頭的底部安裝圓柱形透明的耐熱玻璃堵住通孔，防止物料堵住通孔，同時(shí)不影響激光輔助加熱。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0016]圖2為噴頭的立體圖；
[0017]圖3為噴頭的剖視圖；
[0018]圖4為噴頭以及轉(zhuǎn)套的部分剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本實(shí)用新型做更詳細(xì)地描述:
[0020]結(jié)合圖1?4，本實(shí)用新型一種彩色3D打印機(jī)擠出噴頭，包括小齒輪1、大齒輪2、噴頭3、耐熱玻璃4、微型攪拌棒5、轉(zhuǎn)套6、彈性擋圈7、電阻絲加熱器8、螺柱I 9、水冷管10、喉管
11、進(jìn)料組件I 12、螺柱II 13、激光加熱器14、激光頭15、進(jìn)料組件II 16、進(jìn)料組件III 17、測(cè)溫器18、電機(jī)支架19、步進(jìn)電機(jī)20、錐形混合腔21，噴頭3中設(shè)置有通孔22，流道I 23，環(huán)形槽24，流道II 25，流道III 26。
[0021]所述的進(jìn)料組件I?II1、電機(jī)支架19和電阻絲加熱器8安裝在旋轉(zhuǎn)混合式噴頭組件上，激光加熱器14安裝電機(jī)支架19上。電機(jī)支架19與旋轉(zhuǎn)混合式噴頭組件通過(guò)螺柱I 9連接;進(jìn)料組件I?111與旋轉(zhuǎn)混合式噴頭組件通過(guò)螺紋連接;激光加熱器14與電機(jī)支架19通過(guò)之間的螺柱II 13連接;噴頭3中的物料采用電阻絲和激光并行加熱方式。
[0022]所述的進(jìn)料組件I12，該組件為導(dǎo)管型進(jìn)料組件，所選的3D打印物料為線型耗材，為了防止線型耗材由于受熱膨脹而堵住喉管11，采用水冷管10對(duì)喉管11進(jìn)行散熱處理。
[0023]所述旋轉(zhuǎn)混合式噴頭組件，包括小齒輪1、大齒輪2、噴頭3、轉(zhuǎn)套6、彈性擋圈7、微型攪拌棒5和耐熱玻璃4;轉(zhuǎn)套6為剖分式且分為2部分，轉(zhuǎn)套6安裝在噴頭3上并通過(guò)轉(zhuǎn)套6上的環(huán)形凸起定位，轉(zhuǎn)套6可繞著噴頭3旋轉(zhuǎn);大齒輪2通過(guò)彈性擋圈7安裝在轉(zhuǎn)套6上，步進(jìn)電機(jī)20通過(guò)小齒輪I和大齒輪2帶動(dòng)轉(zhuǎn)套6繞著噴頭3的軸線旋轉(zhuǎn)。
[0024]所述旋轉(zhuǎn)混合式噴頭組件，噴頭3的材料為黃銅，電阻絲加熱器8安裝在噴頭3的凹槽內(nèi)，噴頭3主要通過(guò)環(huán)形電阻絲加熱器8加熱，噴頭3周圍均布的三個(gè)測(cè)溫器18測(cè)量噴頭3溫度以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制;噴頭3內(nèi)加工有流道123、流道1125、流道III 26。彩色3D打印機(jī)擠出噴頭工作時(shí)，電阻絲加熱器8對(duì)噴頭3進(jìn)行預(yù)熱并通過(guò)測(cè)溫18監(jiān)測(cè)噴頭3的溫度，預(yù)熱后紅、黃、藍(lán)三種顏色線型物料由進(jìn)料組件I?III輸送到噴頭3內(nèi)，物料在噴頭3內(nèi)熔化并通過(guò)流道I?III進(jìn)入到噴頭3與轉(zhuǎn)套6之間的錐形混合腔21內(nèi)，轉(zhuǎn)套6上安裝有微型攪拌棒5，轉(zhuǎn)套6轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)微型攪拌棒5使物料充分混合，均勻混合后的物料經(jīng)轉(zhuǎn)套6中的噴嘴擠出，調(diào)節(jié)三種顏色物料的進(jìn)料速度可使噴嘴擠出多種顏色，錐形混合腔21的空間足夠小以保證單點(diǎn)配色精度。
[0025]所述噴頭，在噴頭