[实用新型]一种电机助推微注射式喷头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种喷射装置，尤其涉及一种用电机驱动和用柱塞施压的微滴喷头。

背景技术

快速成形(Rapid Prototyping，RP)又称为自由成形(Freeform Fabrication，FF)。采用这种技术后，可以根据工件的三维CAD模型，直接制作工件而无需传统的模具/刀具。实现快速成形工艺的设备称为快速成形机，目前，商品化的快速成形机主要有以下5种：激光固化快速成形机(SLA)、激光烧结快速成形机(SLS)、激光切纸快速成形机(LOM)、熔融挤压快速成形机(FDM)和三维打印快速成形机(TDP)。这些快速成形机都有一个(或多个)成形头，借助成形头中发出的激光束/热量和挤压力/粘接剂使成形材料产生状态变化，一层层地逐步形成三维工件。

因此，成形头是快速成形机的核心部件，快速成形机的成形能力主要取决于成形头，尤其是成形头的分辨率和可适用成形材料。

近年来，随着科学技术的进步，对快速成形工艺的要求愈来愈高，其主要表现在以下两方面：(1)进一步提高成形件的精度；(2)扩大可适用的成形材料，使之能直接成形功能器件，即：不仅成形件的形状与尺寸和所需工件相同，而且其材质也必须相同，只有这样，成形件才是有实在功能的器件。为实现上述要求，许多有关研发人员正努力改革成形头的结构，其中最具代表性的是用微滴喷射式喷头作为成形头。

微滴喷射(droplet jetting)是用外力迫使流体以微滴的形式从容腔的小孔(喷嘴)中射出的技术，所谓“微滴”是指射出液滴的尺寸可精确控制至微米(μm)级水平，容积可控制在微升(μL)至飞升(fL)级水平，它是由喷墨打印发展出来的一种最新技术。这种技术具有分辨率高、喷射频率高，能实现喷射液滴容积的高精度、超微细控制，可采用多种多样的喷射流体。

微滴喷射技术的关键是微滴喷头，目前，典型的微滴喷头有电场偏转式、阀控式、热泡式和压电式等。其中，发展最快的是压电式喷头，它借助压电陶瓷的微位移迫使其中的液体从微细喷嘴中喷出，这种喷头已成为当今微滴喷头的主流，但是它也存在以下主要问题：(1)工业用的多喷嘴压电式喷头的价格昂贵。(2)喷嘴易堵塞，而且往往一旦堵塞可能造成整个喷头报废。(3)适用的环境条件有限，很少有能承受高温的压电式喷头。(4)用于驱动喷射的器件——压电陶瓷能发出的驱动力有限，难于挤出高黏度、高粘性的材料。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电机助推微注射式喷头，可以通过较低的成本实现成形原料的精密微滴喷射。

本实用新型的技术方案为：本实用新型提出了一种电机助推微注射式喷头，包括：

驱动控制器，输出直线步进电机的驱动信号；

直线步进电机，用于通过输出螺杆驱动微注射器；

支架，支架的上端与该直线步进电机相连；

微注射器，进一步包括：

柱塞，柱塞的上端与该直线步进电机的该输出螺杆连接；

料筒，料筒的上端固定在该支架的下端，料筒内部中空，存储成形原料，供柱塞在输出螺杆的推动下沿料筒内壁滑动以推挤成形原料；

底盖，底盖的上端与料筒的下端连接，底盖设有空孔；

喷嘴，喷嘴的上端固定在该底盖的下凸缘上，喷嘴中设有内孔，喷嘴的下端设有喷孔，底盖的空孔、喷嘴的内孔以及喷孔组成成形原料的喷射通道；

第一加热件，设置在该料筒的外表面，用于加热该料筒以及其中的成形原料，使成形原料保持熔融态并改变成形原料的黏度以便优化流动性能；

第二加热件，该喷嘴是通过该第二加热件固定在该底盖的下凸缘上的，用于加热该喷嘴，使喷嘴中的成形原料保持流态并改变成形原料的黏度以便通过喷孔流出。

根据本实用新型的电机助推微注射式喷头的一实施例，该微注射器的该柱塞中设有排气塞和排气孔，用于排除该料筒内的成形原料中含有的空气和湿气。

根据本实用新型的电机助推微注射式喷头的一实施例，该料筒的下端与该底盖的连接是可拆卸式的连接。

根据本实用新型的电机助推微注射式喷头的一实施例，该料筒的下端外表面有螺纹，该底盖具有内孔螺纹，该底盖与该料筒螺纹连接，在相对料筒旋转底盖的操作下，底盖脱离料筒。

根据本实用新型的电机助推微注射式喷头的一实施例，该底盖的内表面设有氟橡胶密封圈。

根据本实用新型的电机助推微注射式喷头的一实施例，该微注射器的柱塞、料筒、底盖和喷嘴都用不锈钢制成。

根据本实用新型的电机助推微注射式喷头的一实施例，该第一加热件是加热外套，在轴向上分别嵌有第一电热棒和第一热电偶。