[发明专利]一种手动送料和可调节温度范围的3D打印笔

说明书

技术领域

本发明涉及一种手动送料和可调节温度范围的3D打印笔，属于3D打印技术领域。

背景技术

3D打印不同于传统意义上的打印，主要在于它突破了纸张和平面的概念，将原材料(如ABS塑料、金属增材材料、非金属增材材料或可粘合物体等)打印成3D的立体结构物体，主要有“3D打印机”和“3D打印笔”两种形式。

目前的“3D打印机”主要是在工业级应用，如将工业设计出的产品直接通过层叠的方式打印出来，极大地提高了生产效率，快速的将设计蓝图变成现实，体现了目前主流的所见即所得设计模式，也极大的缩短了产品的设计周期和开发周期。

目前的“3D打印笔”，主要包括外壳、喷头、加热腔、电机装置、送料管、控制板、按键板以及隔热和通风装置等组成。其原理是将ABS塑料加热成流体状态后从出料口流出并逐步冷却凝固，从而形成立体的三维模型。特别适合工业设计和青少年的学习使用，对于设计、开拓和训练其创新思维，建立复杂的空间概念等都有着突破性、不可代替的作用。目前3D打印笔的主要是以步进式电机驱动为核心送料方式的技术路线，这样带来的是生产成本高、加热温度不能调节、笔体体积和重量过大等问题，而且维护成本也大大提高，不利于向社会大众推广。

发明内容

本发明目的是提供一种手动送料和可调节温度的3D打印笔，可克服现有技术存在的缺点。

本发明是这样实现的，它包括有下半部组件、上半部组件和后端盖。打印笔的笔杆是沿轴心线分成上下两半合并而成的。其特征在于下半部组件的结构是在下笔杆腔内前段制有固定座，通过固定卡扣将笔芯组件安装在下笔杆腔内的前部。上下支撑架分别固定在下笔杆腔内笔芯组件的后面，上滚轮为主动轮，下滚轮为从动轮，上下滚轮分别安装在上下支撑架上；所述笔芯组件的构造是出料芯管前端为制有中心孔的圆锥体，后面是制有中心孔的圆柱体，圆柱体的后面与隔离管对接，在出料芯管后段圆柱体的外圆周上套装有加热基管，在加热基管外圆周上缠绕有加热线圈，在加热线圈的外圆周上套装有保温隔离管，在加热线圈和加热基管的前后两端分别安装有保温密封圈，在隔离管前段外圆周上安装有保温圈；在下笔杆腔内后方位安装有电风扇和电路板，在电路板上依次安装有电源模块、加热和电风扇控制模块以及温度控制调节和显示模块。

所述的笔芯组件中的出料芯管前段圆锥体的中心孔直径为R₁，后段圆柱体中心孔直径为R，隔离管中心孔直径为R₂，原坯料的半径为r，其关系是

所述的笔芯组件中加热线圈内埋有温度检测元件，温度检测元件输出的电压U_J的范围为U_D-U_UVDC，对应的实际加热摄氏温度T_R的范围为0-400℃,加热线圈电源线和温度检测元件的引脚穿过后保温密封圈和外界连接，这些引脚通过序号或颜色加以区分。

所述的温度控制调节和显示模块包含调节旋钮和数码显示管，数码显示管显示当前加热线圈的实际温度T_R，调节旋钮的调节电压U_t范围为U_D-U_UVDC，调节旋钮的电压值U_t和温度检测元件的输出电压值U_J同时进入比较器进行比较，当U_J≥U_t+Δu₁,Δu₁为实数，加热线圈失电停止加热，当U_J≤U_t+Δu₂,Δu₂为实数，加热线圈得电继续加热；加热和风扇控制模块包含加热LED状态指示灯和电风扇LED状态指示灯。

所述上半部组件的结构是上笔杆壳体是透明材料制成的，用于送料的输料管通过固定架安装在上笔杆腔内，输料管的前端对准上下滚轮相切口处，后端与后端盖上的进料孔相对接，上笔杆后部安装有加热启停按钮和电风扇启停按钮。

本发明的优点和积极效果是由于采用手动送料，减少了电机环节，加热部分设计紧凑合理，加热温度实现了闭环调节和显示，提高了控制精度，因此节约了能源和投资，降低了整个笔体的重量和体积，使用更加方便、环保。

附图说明

图1是本发明总装立体图

图2是下半部组件I示意图

图3是笔芯组件剖视图

图4是上半部组件II示意图

图5是电路板组装示意图

图6是加热温度控制流程图