一种挤出流量可控面向多材料的3D打印喷头结构的制作方法

一种挤出流量可控面向多材料的3d打印喷头结构
技术领域
1.本实用新型涉及3d打印技术领域，特别是涉及一种挤出流量可控面向多材料的3d打印喷头结构。


背景技术：

2.近年来，随着3d打印技术的迅速发展，材料单一的产品已经满足不了人们的广泛需求。在适用于多材料3d打印的工艺中，挤出成形工艺由于设备成本低，操作简单，能够实现多材料、多尺度、复杂结构的快速打印而越来越受关注，应用领域更是涉及生物医学、航空航天、汽车等多种领域，因此研究基于挤出成形工艺的多材料3d打印具有重要的应用价值和研究意义。
3.在基于挤出成形工艺的3d打印机中，常见的挤出方式包括柱塞式和螺杆式，两者均能将材料均匀挤出。当打印过程中出现跨越或空打时，虽然设置了回抽等参数，驱动器停止驱动活塞工作，但材料从挤出头停止挤出的时间节点相对滞后，依旧会继续从出口排出一段时间，导致在打印过程中出现易引起拉丝等问题，严重影响制件的表面质量，以及制件的质量均一性。因此，喷头结构是核心部分，喷头的设计是影响产品成形质量的关键因素。
4.本实用新型的目的是解决现有技术存在的上述技术问题，控制打印过程中挤出流量，在保证打印精度和成形质量的前提下，实现多材料的挤出成形。基于此，本实用新型提供一种挤出流量可控面向多材料的3d打印喷头结构。


技术实现要素：

5.本实用新型的技术方案如下：
6.一种挤出流量可控面向多材料的3d打印喷头结构包括电磁式喷头组件和挤出组件；所述电磁式喷头组件包括可更换式挤出头1、顶针2、压缩弹簧3、电磁线圈4、支撑座5、支撑座恒温装置6、挤出头恒温装置7；所述挤出组件包括柱塞式挤出i
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1和i
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2、螺杆挤出ii
‑
1和ii
‑
2。可更换式挤出头与所述支撑座同轴，且轴线上安装有顶针，顶针上方为压缩弹簧，压缩弹簧上方为电磁线圈。
7.优选地，所述可更换式挤出头1与所述支撑座5通过螺纹连接；
8.优选地，所述挤出头恒温装置7位于所述可更换式挤出头1的中空结构内，所述支撑座恒温装置6位于所述支撑座5的中空结构内；
9.优选地，所述压缩弹簧3在所述电磁线圈4的通断电下将所述顶针2抬起与放下，所述顶针2上下运动的频率由所述电磁线圈4的通断电频率控制；
10.优选地，所述柱塞式挤出i
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1和i
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2以及所述螺杆挤出ii
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1和ii
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2的筒壁外侧均设置有加热装置；所述柱塞式挤出i
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1和i
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2以及所述螺杆挤出ii
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1和ii
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2内部保持恒压；
11.优选地，所述柱塞式挤出i
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1和i
‑
2用于可流动浆料的挤出，所述螺杆挤出ii
‑
1和ii
‑
2可用于粉末状材料加热后可变成流体的挤出。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
13.本实用新型提供一种挤出流量可控面向多材料的3d打印喷头结构，压缩弹簧在电磁线圈的通断电下将顶针抬起与放下，抬起时材料从出口排出，放下时，材料挤出停止，材料以液滴的形式推至打印平台上。顶针上下运动的频率由电磁线圈的通断电频率控制，当电磁线圈高频通电时，液滴形式的材料将形成连续的线，由此可控材料挤出的精度，且当打印过程中出现跨越或空打时，电磁线圈断电即可将顶针放下，防止材料继续流出，保证打印精度和成形质量。挤出组件包括柱塞式挤出和螺杆挤出，可适用于多种材料，包括药物、食品、生物凝胶、液态硅橡胶、陶瓷浆料等。柱塞式挤出i
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1和i
‑
2以及所述螺杆挤出ii
‑
1和ii
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2内部保持恒压，保证了材料的精确挤出。挤出组件的筒壁外侧均设置有加热装置，可更换式挤出头和支撑座的中空位置处均设置有恒温装置，对于不同材料提供不同的温度环境，提高了整套挤出装置的实用性和可靠性。可更换式挤出头与支撑座通过螺纹连接，可根据不同的打印需求更换不同尺寸的挤出头，使整套结构方便快捷。
14.本实用新型实现了药物、食品、生物凝胶、液态硅橡胶、陶瓷浆料等多种材料的挤出成形，有效地控制了打印流量，保证了打印精度和成形质量，通用性强，实用性和可靠性高。
附图说明
15.图1为本实施例提供的一种挤出流量可控面向多材料的3d打印喷头结构。
具体实施方式
16.下面结合附图1及实施例进一步说明本实用新型的具体结构、工作原理和工作过程内容。
17.本实用新型设计一种挤出流量可控面向多材料的3d打印喷头结构，包括电磁式喷头组件和挤出组件。如图1示，电磁式喷头组件包括可更换式挤出头1、顶针2、压缩弹簧3、电磁线圈4、支撑座5、支撑座恒温装置6、挤出头恒温装置7；挤出组件包括柱塞式挤出i
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1和i
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2、螺杆挤出ii
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1和ii
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2。
18.可更换式挤出头1与支撑座5通过螺纹连接，可根据不同的打印需求更换不同尺寸的挤出头；柱塞式挤出i
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1和i
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2用于可流动浆料的挤出，螺杆挤出ii
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1和ii
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2可用于粉末状材料加热后可变成流体的挤出。挤出头恒温装置7位于可更换式挤出头1的中空结构内，支撑座恒温装置6位于支撑座5的中空结构内，柱塞式挤出i
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1和i
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2以及螺杆挤出ii
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1和ii
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2的筒壁外侧均设置有加热装置，恒温装置和加热装置的设备可以针对不同材料提供不同的温度环境；柱塞式挤出i
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1和i
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2以及螺杆挤出ii
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1和ii
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2内部保持恒压，使材料精确的挤出；压缩弹簧3在电磁线圈4的通断电下将顶针2抬起与放下，抬起时材料从可更换式挤出头1的出口排出，放下时，材料挤出停止，材料以液滴的形式推至打印平台上。顶针2上下运动的频率由电磁线圈4的通断电频率控制，当电磁线圈4高频通电时，液滴形式的材料将形成连续的线，由此可控材料挤出的精度，且当打印过程中出现跨越或空打时，电磁线圈断电即可将顶针放下，防止材料继续流出。
19.本实用新型的工作原理：
20.将需打印的材料送入挤出组件，材料经流道进入喷头腔内，材料充满整个腔体。压缩弹簧在电磁线圈的通断电下将顶针抬起与放下，抬起时材料从可更换式挤出头的出口排
出，放下时，材料挤出停止，材料以液滴的形式推至打印平台上。顶针上下运动的频率由电磁线圈的通断电频率控制，当电磁线圈高频通电时，液滴形式的材料将形成连续的线，按照规划好的路径打印制件。当出现跨越或空打时，电磁线圈瞬间断电，顶针向下顶住出口，防止材料继续流出。


技术特征：
1.一种挤出流量可控面向多材料的3d打印喷头结构，其特征在于包括电磁式喷头组件和挤出组件，所述电磁式喷头组件包括可更换式挤出头、顶针、压缩弹簧、电磁线圈、支撑座、支撑座恒温装置、挤出头恒温装置；所述挤出组件包括柱塞式挤出与螺杆挤出；所述可更换式挤出头与所述支撑座通过螺纹连接；可更换式挤出头与所述支撑座同轴，且轴线上安装有顶针，顶针上方为压缩弹簧，压缩弹簧上方为电磁线圈；所述挤出头恒温装置位于所述可更换式挤出头的中空结构内，所述支撑座恒温装置位于所述支撑座的中空结构内。2.如权利要求1所述一种挤出流量可控面向多材料的3d打印喷头结构，其特征在于：所述柱塞式挤出以及所述螺杆挤出的筒壁外侧均设置有加热装置。

技术总结
本实用新型公开了一种挤出流量可控面向多材料的3D打印喷头结构，包括电磁式喷头组件和挤出组件，电磁式喷头组件包括可更换式挤出头、顶针、压缩弹簧、电磁线圈、支撑座、支撑座恒温装置、挤出头恒温装置；挤出组件包括柱塞式挤出与螺杆挤出；可更换式挤出头与支撑座通过螺纹连接；可更换式挤出头与支撑座同轴，且轴线上安装有顶针，顶针上方为压缩弹簧，压缩弹簧上方为电磁线圈。当电磁线圈高频通电时，液滴形式的材料将形成连续的线，按照规划好的路径打印制件。当停止出料时，电磁线圈瞬间断电，顶针向下顶住出口。本结构实现了多材料挤出成形，有效地控制了打印流量，保证了打印精度和成形质量。成形质量。成形质量。


技术研发人员：尚奕彤 赵新 闫晓丹 刘俊明 李腾飞 梁吉祥 边艳华 薛彦芳 毕晓臣
受保护的技术使用者：北京恒创增材制造技术研究院有限公司
技术研发日：2021.05.31
技术公布日：2021/12/17