一种防漏料喷头装置及工作方法

本发明涉及增材制造熔融颗粒打印设备，特别涉及一种防漏料喷头装置及工作方法。

背景技术：

1、由于高分子熔融体固有的“粘弹性记忆效应”和流道内的残余流体动压，当打印机喷头完成一段路径的打印，准备跨越非打印区域移动到下一个起始点（进行打印空驶）时，熔体会不可避免地从喷嘴末端持续渗出或拉出细丝，这不仅会严重污染已打印完成的零件表面，降低表面光洁度，同时溢出的物料还会引发严重的机械干涉与碰撞。现有防漏料技术主要依赖以下两种路径：

2、一是螺杆反转回抽降压法，其通过挤出螺杆的反转以使熔体有向上移动的趋势，由此阻止熔体向下滴落。但受限于熔体粘滞性，该方法不仅响应严重滞后，且极易卷入外部空气，导致恢复打印时出现“吐泡”、断流或材料热降解。二是内置直动式物理阀门（针阀/柱塞阀）法，通过设置这些阀体的启闭，能够在空驶时封闭出料口，避免熔体的滴落。但是，此类阀体的阀杆在高温黏稠熔体中进行轴向推拉需要对抗极大的流体正面挤压力，且长期浸泡极易因死角残料碳化沉积而彻底卡死，同时将驱动件靠近高温区布置极易引发线圈老化短路或高温失磁，导致设备使用寿命短、故障率极高。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本申请提出一种防漏料喷头装置，能够在打印空驶时阻止熔体向外滴落，而且装置具有更高的可靠性和稳定性。

2、本申请还提出一种具有上述防漏料喷头装置的增材打印设备，以及基于上述防漏料喷头装置进行的工作方法。

3、根据本申请的第一方面实施例的防漏料喷头装置，包括：

4、出料筒，其内部设置有空腔；

5、固定件，其固定设置在所述空腔中，所述固定件内部开设有第一流动通道；

6、转动件，其能够转动地设置在所述空腔中，所述转动件内部开设有第二流动通道，所述转动件为磁性件；

7、第一磁性机构，其与所述出料筒连接以用于产生第一磁场，所述第一磁场用于驱使所述转动件转动；

8、第二磁性机构，其与所述出料筒连接以用于产生第二磁场，所述第二磁场用于驱使所述转动件靠近或远离所述固定件；

9、其中，所述转动件包括接通状态和堵截状态，所述转动件处于所述接通状态时所述第二流动通道与所述第一流动通道相接，所述转动件处于堵截状态时所述第二流动通道与所述第一流动通道相互错开。

10、根据本申请实施例的防漏料喷头装置，至少具有如下有益效果：通过第一磁性机构和第二磁性机构对转动件的联合作用，可以使得转动件在接通状态和堵截状态之间切换，在打印空驶时转动件中的第二流动通道与固定件中的第一流动通道不联通，以此防止物料的继续滴落；而且由于转动件并没有沿出料筒的轴向方向移动，其无需对抗物料流体的挤压力，由此减轻磁性机构的负载压力，有利于工作寿命的延长。

11、根据本申请的一些实施例，所述转动件的旋转轴与所述固定件的中轴线重合。

12、根据本申请的一些实施例，所述固定件中设置有多个第一流动通道，所述转动件中设置有多个第二流动通道，所述第一流动通道与所述第二流动通道的数量一致且一一对应设置。

13、根据本申请的一些实施例，各个所述第一流动通道围绕所述固定件的中轴线呈圆周阵列分布，各个所述第二流动通道围绕所述转动件的中轴线呈圆周阵列分布。

14、根据本申请的一些实施例，所述空腔的底部设置有汇聚腔，所述汇聚腔与各个所述第二流动通道连通。

15、根据本申请的一些实施例，所述防漏料喷头装置还包括喷嘴，所述喷嘴与所述出料筒可拆卸连接，所述喷嘴与所述汇聚腔相接。

16、根据本申请的一些实施例，所述固定件的外表面覆盖有一层耐高温的非导磁外壳。

17、根据本申请的一些实施例，所述防漏料喷头装置还包括挤出电机、挤出螺杆和加热装置，所述挤出螺杆能够转动地设置在所述空腔内，所述挤出螺杆与所述挤出电机的转动轴连接，所述加热装置安装在所述出料筒外以向所述出料筒传递热量。

18、根据本申请的第二方面实施例的增材制造设备，其包括增材制造设备本体和上述的防漏料喷头装置，所述防漏料喷头装置与所述增材制造设备本体连接。

19、根据本申请的第三方面实施例的工作方法，其基于上述防漏料喷头装置进行，包括正常出料方法和空驶封堵方法，其中：

20、所述正常出料方法包括：

21、判定当前所述转动件是否处于接通状态；

22、若所述转动件处于堵截状态，所述第二磁性机构启动，驱使所述转动件向远离所述固定件的方向移动；

23、所述第一磁性机构启动，驱使所述转动件转动，直至所述转动件处于接通状态；

24、所述第二磁性机构驱使所述转动件向靠近所述固定件的方向移动，直至所述转动件紧贴所述固定件；

25、所述出料筒内的物料在高温高压下转变为流体状态，并依次流过所述空腔、所述第一流动通道和所述第二流动通道，最终从所述出料筒中排出；

26、所述空驶封堵方法包括：

27、停止所述出料筒的继续出料；

28、判定当前所述转动件是否处于堵截状态；

29、若所述转动件处于接通状态，所述第二磁性机构启动，驱使所述转动件向远离所述固定件的方向移动；

30、所述第一磁性机构启动，驱使所述转动件转动，直至所述转动件处于堵截状态；

31、所述第二磁性机构驱使所述转动件向靠近所述固定件的方向移动，直至所述转动件紧贴所述固定件；

32、所述出料筒内的物料无法经所述第一流动通道流动至所述第二流动通道，从而避免了物料从所述出料筒中滴出。

33、根据本申请实施例的工作方法，至少具有如下有益效果：第二磁性机构能够调节转动件与固定件之间的转动摩擦力，第一磁性机构能够调节转动件的旋转角度，从而通过联合控制第一磁性机构和第二磁性机构，能够使转动件在接通状态和堵截状态之间切换。

34、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

1.一种防漏料喷头装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的防漏料喷头装置，其特征在于：所述转动件的旋转轴与所述固定件的中轴线重合。

3.根据权利要求2所述的防漏料喷头装置，其特征在于：所述固定件中设置有多个第一流动通道，所述转动件中设置有多个第二流动通道，所述第一流动通道与所述第二流动通道的数量一致且一一对应设置。

4.根据权利要求3所述的防漏料喷头装置，其特征在于：各个所述第一流动通道围绕所述固定件的中轴线呈圆周阵列分布，各个所述第二流动通道围绕所述转动件的中轴线呈圆周阵列分布。

5.根据权利要求3所述的防漏料喷头装置，其特征在于：所述空腔的底部设置有汇聚腔，所述汇聚腔与各个所述第二流动通道连通。

6.根据权利要求5所述的防漏料喷头装置，其特征在于：所述防漏料喷头装置还包括喷嘴，所述喷嘴与所述出料筒可拆卸连接，所述喷嘴与所述汇聚腔相接。

7.根据权利要求1所述的防漏料喷头装置，其特征在于：所述固定件的外表面覆盖有一层耐高温的非导磁外壳。

8.根据权利要求1所述的防漏料喷头装置，其特征在于：所述防漏料喷头装置还包括挤出电机、挤出螺杆和加热装置，所述挤出螺杆能够转动地设置在所述空腔内，所述挤出螺杆与所述挤出电机的转动轴连接，所述加热装置安装在所述出料筒外以向所述出料筒传递热量。

9.一种增材制造设备，其特征在于，包括增材制造设备本体和权利要求1至8中任一所述的防漏料喷头装置，所述防漏料喷头装置与所述增材制造设备本体连接。

10.一种工作方法，其基于权利要求1至8中任一所述防漏料喷头装置进行，其特征在于，包括正常出料方法和空驶封堵方法，其中：