[发明专利]一种出丝稳定的3D打印机喷头

说明书

技术领域

本发明属于3D打印领域，具体是指一种出丝稳定的3D打印机喷头。

背景技术

3D打印技术出现在20世纪80年代，又被称作“快速成型技术”。其最大的优点是无需机械加工或磨具，就能直接从计算机设计出的图形数据中生成任何物体，从而极大地缩短产品的研发周期，提高生产率和降低生产成本。因此被广泛地应用在艺术界和工业界。3D打印技术，根据其成型方法的不同，可以分为立体光刻（stcmolithography，SLA）、叠层实体制造（Laminated Object Manufacturing，LOM）、选择性激光烧结（SelectiUe Laser Sintering，SLS）、熔融沉积制造（Fused Deposition Modeling，FDM）等。其中FDM快速成型系统与其他系统最本质的区别在于其没有使用激光系统，因此成本最低，也是目前最为广泛应用的一种3D打印技术。

FDM工艺一般是将固态的低熔点丝状材料加热到半熔融状态，如PLA或ABS等。然后，将其挤出，按照物体每层所预定的轨迹，逐层制造，每制造一层工作台下降一个层厚或打印喷头上升一个层厚，如此反复最终构建出整个实体。在整个加工过程中，出丝速度和出丝直径的均匀和稳定程度是决定3D打印机加工精度和表面质量的最重要因素。为解决这一问题，本领域技术人员们通过改进送料装置和加热头来保证挤出头出丝的均匀和稳定。

比如，中国专利公开号为CN203449611U的一种用于3D打印机喷头的带弹簧结构的丝料挤出装置。该装置通过弹簧的反作用力和V型送丝轮实现自动调节送丝轮齿的顶角对丝料的抓紧力，避免送丝轮和丝料之间产生的打滑或卡丝现象，从而提高出丝的稳定性；

中国专利公开号为CN203611389U的一种用于3D打印机喷头的自适应送料装置，该装置通过弹力手柄将置于轴承和送丝轮之间的丝料送入喉管中，避免了卡丝、丝料打滑和挤压力不稳定的现象，从而保证出丝的稳定；

中国专利公开号为CN203665959U的一种防堵塞喷头，其通过双孔喷嘴的切换，避免了喷嘴被堵塞时，3D打印机不能工作的问题，从而保证出丝的稳定；

但是现有的这些技术方案还存在以下问题：

1.改进方式结构复杂成本增加。比如，送料装置加入弹簧后结构更加复杂；双孔喷嘴结构增大成本。

2.改进效果不佳，比如，CN203449611U和 CN203611389U对送丝结构的改进中，送丝轮上的硬质锐角齿轮顶角在弹簧的反作用力下，使得齿轮顶角和丝料的接触面积很小，导致齿轮对丝料的压强增大。长时间打印时，丝料在锋利的硬质锐角齿轮运动下会出现掉渣现象，特别是当丝料径尺寸超差时。这样会导致喷头出丝不均匀。如丝料的掉渣不能及时清理，长时间打印，在送丝轮的转动过程中，丝料的掉渣将会残留在送丝齿轮的齿轮与齿轮之间的缝隙中，引起丝料打滑现象，导致出丝断断续续严重时甚至不出丝，大大降低了出丝的稳定性；

3.CN203665959U对喷头的改进中，双孔喷嘴的相互切换，会导致出丝位置的变化，引起打印质量的下降。而且当大量物料固化在喷嘴口时，将导致切换阀无法工作，将会引起打印机无法出丝。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种结构设计合理，出丝稳定可靠的出丝稳定的3D打印机喷头。

为实现本发明的上述目的，本发明的技术方案是包括有基座，所述的基座上设置有进料通道，进料通道的一端为进料端，另一端为出料端，所述进料通道的出料端进料连接有打印喷头，所述的基座上设置相对于进料通道一侧转动设置有U型送丝轮，所述基座上设置有用于驱动U型送丝轮转动的送丝轮驱动机构，所述的进料通道相对于U型送丝轮的另一侧转动定位设置有送丝夹轮，所述的U型送丝轮的轮面上套设有与其轮面形状相适配的U型弹性橡胶齿圈，所述的送丝夹轮的轮面上套设置有圆形弹性橡胶齿圈，所述U型弹性橡胶齿圈的外表面为U型齿槽，该进料通道的周缘与U型齿槽之间存在第一相交区，该第一相交区的面积在U型弹性橡胶齿圈的形变范围之内，所述进料通道的周缘与圆形弹性橡胶齿圈之间存在第二相交区，该第二相交区的面积在圆形弹性橡胶齿圈的形变范围之内。