一种3D打印用方便调节的喷料装置

一种3d打印用方便调节的喷料装置
技术领域
1.本发明涉及3d打印技术领域，具体为一种3d打印用方便调节的喷料装置。


背景技术：

2.3d打印是一种快速成型技术，通过对粉末状原料或线材原料进行加热，根据数字模型进行逐层打印的方式来构造完成物体的技术。3d打印设备往往包括移动轨道，原料供应部分和喷料打印部分，其中喷料装置主要用于导入原料，通过对原料进行加热，在经过喷嘴导出，在空气中冷却塑形，完成一层物体的打印。
3.然而在打印过程中，对颜色有需求的物体进行打印时，通常现需要进行不同色彩原料的切换，但是现有3d打印装置的不同原料的切换调节麻烦，通常需要进行打印设备停机，然后进行原料供应的切换，从而导致现有的3d打印设备的打印件多为色彩单一件或少色彩零件。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种3d打印用方便调节的喷料装置，具备不同色彩切换方便，且避免不同色彩切换过程的干扰，提高多色彩物体进行3d打印工作效率的优点。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种3d打印用方便调节的喷料装置，包括驱动臂，所述驱动臂的底端固定连接有喷料头，喷料头的内部设置有导丝组件，所述喷料头的内部固定连接有内导管，内导管的上方活动连接有调节转子块，调节转子块的外部转动连接有调节定子块，所述调节定子块固定连接在驱动臂的外部，调节定子块和调节转子块设置有用于控制调节转子块转动的第一转动驱动，调节转子块的顶部固定连接有清丝组件和连接丝管，所述连接丝管位于调节转子块的底侧一端固定连接有切丝刀，连接丝管的顶部固定活动连接有换丝转子块，换丝转子块的外部转动连接有换丝定子架，换丝定子架固定连接在驱动臂的外部，换丝定子架和换丝转子块设置有用于驱动换丝转子块转动第二转动驱动，所述换丝转子块的顶部固定连接有中心对称的导丝管。不同的导丝管接入不同色彩的3d打印用线材原料，需要进行切换时，调节转子块转动，通过切丝刀切断线材原料，并通过线材的收线轮回收一端线材原料，使连接丝管内部线材清空，同时在清丝组件完成清丝后，调节转子块复位，再控制换丝转子块，使所需匹配色彩线材的导丝管位于连接丝管的上方，控制所属线材的线轮放线，完成不同色彩的线材原料的切换调节。
6.优选的，所述内导管的底部固定连接有喷料嘴，喷料嘴的外部缠绕有加热丝，加热丝的外部设置有固定连接在喷料头底部的防护罩，通过加热丝熔化线材原料，经过喷料嘴的出料口喷出打印，且防护罩套接在加热丝的外部，防护罩采用隔热材料，包括但不限于玻璃纤维，玻璃纤维、石棉或岩棉材料制成，起到防护作用，避免人体接触加热丝而受伤，降低烫伤风险。
7.优选的，所述第一转动驱动和第二转动驱动设置为无刷电机电磁驱动或齿轮啮合
驱动，用于控制调节转子块在调节定子块和换丝转子块在换丝定子架内部转动。第一驱动和第二驱动通过整体打印设备控制中心控制。
8.优选的，所述清丝组件包括固定连接在调节转子块顶部的外套管，外套管的内部活动连接有内推杆和柱塞头，柱塞头固定连接在内推杆的顶部，外套管的顶部固定连接有气压泵，柱塞头和外套管内径适配，内推杆和喷料嘴内径适配。气压泵向外套管内部泵入气体，则推动柱塞头和内推杆向下移动，通过内推杆清理喷料嘴内部残留物料，控制气压泵排出外套管内部气体，同时控制导丝组件反向转动，则使内推杆移动至外套管的内部。
9.优选的，所述导丝组件包括转动连接在喷料头内部的导丝轮、导丝齿轮和斜齿轮，所述导丝轮和导丝齿轮同轴固定连接，导丝齿轮和斜齿轮啮合连接。
10.优选的，所述喷料头的内部转动连接有散热涡轮，喷料头位于散热涡轮上方开设有进风口，散热涡轮的底部固定连接有驱动齿环，散热涡轮的底部开设有贯穿的通风孔，散热涡轮的内侧壁设置驱动斜齿纹，驱动斜齿纹和斜齿轮啮合连接。散热涡轮转动时，散热涡轮通过驱动斜齿纹带动斜齿轮转动，斜齿轮带动导丝齿轮转动，导丝齿轮带动导丝轮转动。
11.优选的，所述驱动齿环的外部啮合连接有主齿柱，主齿柱的外部固定连接有驱动电机。
12.优选的，所述喷料头的底部固定连接有集风环，集风环和散热涡轮安装空间连通，集风环的底部固定连接有导风管，导风管的底部固定连接吹风嘴。
13.优选的，所述吹风嘴中心贯通设计，所述吹风嘴内部设置有环形风槽，环形风槽的出风口朝向吹风嘴的出风口，环形风槽通过导风管连通集风环。
14.有益效果：
15.1、该3d打印用方便调节的喷料装置，通过第一驱动控制调节转子块转动半圈，转动过程中，调节转子块底部的切丝刀切断当前线材原料，通过第二驱动控制换丝转子块转动，使所需匹配色彩线材的导丝管位于连接丝管的上方，控制所属线材的线轮放线，完成不同色彩的线材原料的切换调节，整体过程简单，从而有效保证不同色彩线材切换的效率，整体切换过程简单，能够适应多色彩物体的3d打印工作，且有效提高多色彩物体的3d打印工作效率。
16.2、该3d打印用方便调节的喷料装置，通过导丝组件继续驱动残留原料线材向喷料嘴内部移动，同时气压泵向外套管内部注气，则柱塞头推动内推杆向下移动，且此时喷料嘴和内导管连接区域气压存在增加趋势，从而使残留原料在喷料嘴内部向下移动一段距离，则内推杆进入喷料嘴的内部时，内推杆和残留线材之间存在空气隔层内推杆通过空气隔层继续推动残留线材向前滑动，直至所有线材推出喷料嘴，进行清理残留线材，进而避免不同色彩线材的相互干扰，保证打印质量，同时内推杆推动残留线材时，存在空气隔离层，保证熔融状态的线材和内推杆不相互接触，避免熔融状态和内推杆黏结，进而保证清理效果。
17.3、该3d打印用方便调节的喷料装置，通过驱动电机带动散热涡轮转动，散热涡轮带动导丝轮转动，进而达到导丝轮和散热涡轮同步转动，导丝过程即为3d打印过程，从而保证散热和3d打印同步启停，从而达到既能保证散热效果，又能避免能源浪费。
附图说明
18.图1为本发明结构整体部分示意图；
19.图2为本发明结构调节定子块和调节转子块及切丝刀连接示意图；
20.图3为本发明结构清丝组件局部剖视示意图；
21.图4为本发明结构驱动臂和喷料头连接剖视状态示意图；
22.图5为本发明结构导丝组件和喷料嘴示意图；
23.图6为本发明结构散热涡轮和导丝组件连接示意图；
24.图7为本发明结构散热涡轮示意图；
25.图8为本发明结构散热涡轮、内导管、喷料嘴和防护罩连接示意图；
26.图9为本发明结构图4的a部分放大示意图。
27.图中：1、驱动臂；2、喷料头；21、内导管；22、进风口；3、加热丝；4、防护罩；5、喷料嘴；6、导丝组件；61、导丝轮；62、导丝齿轮；63、斜齿轮；7、调节定子块；8、调节转子块；9、清丝组件；91、外套管；92、内推杆；93、柱塞头；94、气压泵；10、连接丝管；101、切丝刀；11、换丝定子架；12、换丝转子块；13、导丝管；14、散热涡轮；141、驱动齿环；142、通风孔；143、驱动斜齿纹；15、主齿柱；16、驱动电机；17、集风环；18、导风管；19、吹风嘴。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.实施例一
30.请参阅图1-2，一种3d打印用方便调节的喷料装置，包括驱动臂1，驱动臂1的底端固定连接有喷料头2，喷料头2的内部设置有导丝组件6，喷料头2的内部固定连接有内导管21，内导管21的上方活动连接有调节转子块8，调节转子块8的外部转动连接有调节定子块7，调节定子块7固定连接在驱动臂1的外部，调节定子块7和调节转子块8设置有用于控制调节转子块8转动的第一转动驱动，调节转子块8的顶部固定连接有清丝组件9和连接丝管10，连接丝管10位于调节转子块8的底侧一端固定连接有切丝刀101，连接丝管10的顶部固定活动连接有换丝转子块12，换丝转子块12的外部转动连接有换丝定子架11，换丝定子架11固定连接在驱动臂1的外部，换丝定子架11和换丝转子块12设置有用于驱动换丝转子块12转动第二转动驱动，换丝转子块12的顶部固定连接有中心对称的导丝管13。不同的导丝管13接入不同色彩的3d打印用线材原料，需要进行切换时，调节转子块8转动，通过切丝刀101切断线材原料，并通过线材的收线轮回收一端线材原料，使连接丝管10内部线材清空，同时在清丝组件9完成清丝后，调节转子块8复位，再控制换丝转子块12，使所需匹配色彩线材的导丝管13位于连接丝管10的上方，控制所属线材的线轮放线，完成不同色彩的线材原料的切换调节。
31.内导管21的底部固定连接有喷料嘴5，喷料嘴5的外部缠绕有加热丝3，加热丝3的外部设置有固定连接在喷料头2底部的防护罩4，通过加热丝熔化线材原料，经过喷料嘴5的出料口喷出打印，且防护罩4套接在加热丝3的外部，防护罩4采用隔热材料，包括但不限于玻璃纤维，玻璃纤维、石棉或岩棉材料制成，起到防护作用，避免人体接触加热丝3而受伤，降低烫伤风险。
32.第一转动驱动和第二转动驱动设置为无刷电机电磁驱动或齿轮啮合驱动，用于控制调节转子块8在调节定子块7和换丝转子块12在换丝定子架11内部转动。第一驱动和第二驱动通过整体打印设备控制中心控制。
33.具体工作时，通过驱动臂1控制喷料头2和喷料嘴5进行线材原料的喷涂，进行3d打印过程，线材原料通过导丝管13和连接丝管10，经过导丝组件6进入喷料嘴5，在线材的收线轮采用现有常规收线轮，收线轮设置常规驱动机构和导丝组件6的作用下向喷料嘴5内部挤压，喷料嘴5位于加热丝3区域的原料在高温作用下进入熔融状态，在后续线材的挤压作用下，从喷料嘴5喷涂出去进行3d打印动作。
34.在需要切换不同的原料时，第一驱动控制调节转子块8转动半圈，转动过程中，调节转子块8底部的切丝刀101切断当前线材原料，同时清丝组件9位于连接丝管10的正上方，进行清丝动作。
35.在清丝组件9进行清丝过程中，原先线材的收线轮反向转动，收取部分线材，使线材脱离连接丝管10，清丝完成后调节转子块8复位，第二驱动控制换丝转子块12转动，使所需匹配色彩线材的导丝管13位于连接丝管10的上方，控制所属线材的线轮放线，更换线材经过连接丝管10、内导管21和导丝组件6重新进入喷料嘴5，进行新一轮3d打印动作。
36.整体过程简单，在切丝刀101切断线材时，通过调节转子块8和换丝转子块12的配合转动调节，使新的匹配线材进入连接丝管10，完成不同色彩的切换，从而有效保证不同色彩线材切换的效率，整体切换过程简单，能够适应多色彩物体的3d打印工作，且有效提高多色彩物体的3d打印工作效率。
37.实施例二
38.请参阅图3，在实施例一的基础上进一步的，清丝组件9包括固定连接在调节转子块8顶部的外套管91，外套管91的内部活动连接有内推杆92和柱塞头93，柱塞头93固定连接在内推杆92的顶部，外套管91的顶部固定连接有气压泵94，柱塞头93和外套管91内径适配，内推杆92和喷料嘴5内径适配。气压泵94向外套管91内部泵入气体，则推动柱塞头93和内推杆92向下移动，通过内推杆92清理喷料嘴5内部残留物料，控制气压泵94排出外套管91内部气体，同时控制导丝组件6反向转动，则使内推杆92移动至外套管91的内部。
39.则导丝组件6继续驱动残留原料线材向喷料嘴5内部移动，同时气压泵94向外套管91内部注气，外套管91和柱塞头93之间气压增加，则柱塞头93推动内推杆92向下移动，当柱塞头93达到导丝组件6位置继续向下，且此时残留线材已经完全通过导丝轮61进入喷料嘴5，同时在柱塞头93向下过程中，喷料嘴5和内导管21连接区域气压存在增加趋势，从而使残留原料在喷料嘴5内部向下移动一段距离，则内推杆92进入喷料嘴5的内部时，内推杆92和残留线材之间存在空气隔层内推杆92通过空气隔层继续推动残留线材向前滑动，直至所有线材推出喷料嘴5。
40.完成清丝过程时，控制导丝组件6翻转和气压泵94抽去外套管91和柱塞头93之间空气，从而使内推杆92和柱塞头93向外套管91内部滑动，直至内推杆92移动至外套管91内部，此时控制调节转子块8复位，连接丝管10位于内导管21的正上方，连通导丝管13和内导管21。
41.切换过程中，通过清丝组件9进行清理残留线材，进而避免不同色彩线材的相互干扰，保证打印质量，同时内推杆92推动残留线材时，存在空气隔离层，保证熔融状态的线材
和内推杆92不相互接触，避免熔融状态和内推杆92黏结，进而保证清理效果。
42.实施例三
43.请参阅图1-9，在实施例一或实施例二的基础上进一步的，导丝组件6包括转动连接在喷料头2内部的导丝轮61、导丝齿轮62和斜齿轮63，导丝轮61和导丝齿轮62同轴固定连接，导丝齿轮62和斜齿轮63啮合连接。
44.喷料头2的内部转动连接有散热涡轮14，喷料头2位于散热涡轮14上方开设有进风口22，散热涡轮14的底部固定连接有驱动齿环141，散热涡轮14的底部开设有贯穿的通风孔142，散热涡轮14的内侧壁设置驱动斜齿纹143，驱动斜齿纹143和斜齿轮63啮合连接。散热涡轮14转动时，散热涡轮14通过驱动斜齿纹143带动斜齿轮63转动，斜齿轮63带动导丝齿轮62转动，导丝齿轮62带动导丝轮61转动。
45.驱动齿环141的外部啮合连接有主齿柱15，主齿柱15的外部固定连接有驱动电机16。
46.喷料头2的底部固定连接有集风环17，集风环17和散热涡轮14安装空间连通，集风环17的底部固定连接有导风管18，导风管18的底部固定连接吹风嘴19。
47.其中，吹风嘴19中心贯通设计，吹风嘴19内部设置有环形风槽，环形风槽的出风口朝向吹风嘴19的出风口，环形风槽通过导风管18连通集风环17。
48.进行喷料嘴5的出料口散热时，驱动电机16通过主齿柱15带动驱动齿环141转动，驱动齿环141带动散热涡轮14在喷料头2内部转动，并通过进风口22吸入空气，通过通风孔142将空气导入集风环17，气体在集风环17内部通过导风管18进入吹风嘴19，在吹风嘴19内部通过环形风槽进入中心贯通孔吹向喷料嘴5的出料口进行打印材料的散热，同时在通过环形风槽时，导致吹风嘴19中心贯通孔的出风口一端空气流速大于尾端通孔，因此外部空气在气压差作用下进入吹风嘴19，通过出风口喷出，增加散热效果，同时在散热涡轮14转动过程中，散热涡轮14通过内壁驱动斜齿纹143带动斜齿轮63转动，斜齿轮63通过导丝齿轮62带动导丝轮61转动，进而使导丝轮61进行导丝动作，通过驱动电机16带动散热涡轮14转动，散热涡轮14带动导丝轮61转动，进而达到导丝轮61和散热涡轮14同步转动，导丝过程即为3d打印过程，从而保证散热和3d打印同步启停，从而达到既能保证散热效果，又能避免能源浪费。
49.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。